SMD-Widerstände als Dosimeter bei Atomkatastrophen
15. Januar 2019
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Forscher der North Carolina State University haben eine neue Technik entwickelt, um mit SMD-Widerständen in modernen elektronischen Geräten innerhalb einer Stunde die Strahlenbelastung einer Person zu beurteilen. Mit der Methode können bei einer Nuklearkatastrophe medizinische Fälle besser bewertet werden.
„Bei einem großen radiologischen Ereignis in einem dicht besiedelten Gebiet ist es schwierig bis unmöglich, alle zu behandeln, die unter akuter Strahlenkrankheit leiden könnten“, sagt Professor Robert Hayes. „Es muss schnell herausgefunden werden, wer einer hohen Strahlungsdosis ausgesetzt war und eine Behandlung benötigt“.
Der Ansatz basiert auf der Überprüfung von (kristallinen) Isolatoren in der SMD-Elektronik von Smartphones und Wearables. Die Technik kann die Belastung einer Person in etwa einer Stunde genau beurteilen, sagt Hayes, während mit der alten Biodosimetriemethode dazu Wochen nötig waren.
„Da für die Behandlung von Opfern der akuten Strahlenkrankheit ein bis zwei Wochen Gesundheitsversorgung erforderlich sind, sollte die neue Methode ausreichen, um festzustellen, welche Patienten versorgt werden müssen“, sagt Hayes. Darüber hinaus können die Behörden feststellen, welche geografischen Gebiete am stärksten von der Strahlung betroffen sind.
Bei dieser Technik muss das Isolatorsubstrat der Bauteile entfernt und gereinigt werden. Diese Probe wird dann in einen Lumineszenzreader gelegt, der auf Basis der Anzahl von Elektronen in Defektkonzentrationen des Substrats Spektren aufnimmt, deren Daten von einem Algorithmus mit hoher Genauigkeit in die Strahlenbelastung der Probe umgerechnet werden kann.
„Diese Technik erfordert spezielle Ausrüstung und Fachwissen, das an den meisten Orten nicht vorhanden ist“, sagt Hayes. „Aber Labors wie meines konnten die Tests durchführen und den Behörden sehr schnell gute Daten zur Verfügung stellen.“
Die Forscher sind der Meinung, dass dieses neue Verfahren ein zusätzliches Instrument zur schnellen Dosimetermessung bei nuklearen Katastrophen sein könnte.
Quelle: Radiation Measurements
„Bei einem großen radiologischen Ereignis in einem dicht besiedelten Gebiet ist es schwierig bis unmöglich, alle zu behandeln, die unter akuter Strahlenkrankheit leiden könnten“, sagt Professor Robert Hayes. „Es muss schnell herausgefunden werden, wer einer hohen Strahlungsdosis ausgesetzt war und eine Behandlung benötigt“.
Der Ansatz basiert auf der Überprüfung von (kristallinen) Isolatoren in der SMD-Elektronik von Smartphones und Wearables. Die Technik kann die Belastung einer Person in etwa einer Stunde genau beurteilen, sagt Hayes, während mit der alten Biodosimetriemethode dazu Wochen nötig waren.
„Da für die Behandlung von Opfern der akuten Strahlenkrankheit ein bis zwei Wochen Gesundheitsversorgung erforderlich sind, sollte die neue Methode ausreichen, um festzustellen, welche Patienten versorgt werden müssen“, sagt Hayes. Darüber hinaus können die Behörden feststellen, welche geografischen Gebiete am stärksten von der Strahlung betroffen sind.
Bei dieser Technik muss das Isolatorsubstrat der Bauteile entfernt und gereinigt werden. Diese Probe wird dann in einen Lumineszenzreader gelegt, der auf Basis der Anzahl von Elektronen in Defektkonzentrationen des Substrats Spektren aufnimmt, deren Daten von einem Algorithmus mit hoher Genauigkeit in die Strahlenbelastung der Probe umgerechnet werden kann.
„Diese Technik erfordert spezielle Ausrüstung und Fachwissen, das an den meisten Orten nicht vorhanden ist“, sagt Hayes. „Aber Labors wie meines konnten die Tests durchführen und den Behörden sehr schnell gute Daten zur Verfügung stellen.“
Die Forscher sind der Meinung, dass dieses neue Verfahren ein zusätzliches Instrument zur schnellen Dosimetermessung bei nuklearen Katastrophen sein könnte.
Quelle: Radiation Measurements
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Diskussion (2 Kommentare)
Uwe Zimmermann vor 6 Jahren
http://www.pref.fukushima.lg.jp/site/portal-de/de02-01.html
https://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?pg=safety-xray
Ausserdem verleitet die Überschrift (click-bait) zu der Annahme, hier würde irgendetwas aus den elektrischen Eigenschaften der Widerstände abgeleitet. Tatsächlich wird das Keramiksubstrat untersucht - mit anderen Worten, eine Kaffeetasse würde sich vermutlich ebenso gut eignen...
Frank Helk vor 6 Jahren
1 mGy entspricht (für Gammastrahlung, und die interessiert in dem Fall) grob 1mSv.
Die zulässige Jahresdosis für beruflich strahlenexponierte Personen (Arbeiter im KKW, Röntgentechniker, Werkstoffprüfer die Schweißnähte durchstrahlen, etc.) der höchsten Kategorie (A) beträgt 20 mSv.
Insofern stimme ich zu: Das eignet sich nur für Personen, die hohe Dosen abbekommen haben. (Am Rande: Das unterste Ende der Skala liegt bei 1mGy). Unterhalb von 10mGy ist das Verfahren zu ungenau.
Ich vermute, dass die SMD's bzw. das Grundmaterial auf Grund seiner Vorgeschichte bereits vom natürlichen Hintergrund bestrahlt wurde und daher höhere Werte anzeigt, die bei Experimenten mit hohen Dosiswerte im Rauschen untergehen.
Das physikalische Verfahren (Thermolumineszenzdosimetrie "TLD") ist übrigens seit vielen Jahren technischer Standard ... das einig neue ist die Verwendung der SMD-Widerstände für Personen, die kein Dosimeter tragen. Infoern "nette Idee, aber nicht direkt bahnbrechend". Zudem benötigt die Auswertung - wie im Artikel erwähnt - eine aufbereitung der SMD's, d.h. fuzzelig kleine Teile müssen zerlegt und behandelt werden, und soweit ich weiss ist dabeil Licht der Genauigkeit abträglich.
"Echte" TLD-Dosimeter werden übrigens vor der Verwendung durch Ausheizen "gelöscht", d.h. die Kristalldefekte werden durch hohe Temperatur ausgeheilt. Dadurch sind die auch bei normalen Dosiswerten (ab 0,1 mSv) genau genug.