Technik im Physikunterricht - Technische Universität Braunschweig

Die Halbwertszeit einiger Nuklide ist so kurz, dass sie direkt vor Ort von sogenannten Nuklidgeneratoren
(vgl. Abbildung 81) hergestellt werden müssen. Ein Beispiel für ein kurzlebiges
Nuklid ist das oft verwendete Technetium 99m Tc mit einer Halbwertszeit von sechs Stunden.
Es entsteht durch den Zerfall der Muttersubstanz 99 Mo (Molybdän) mit einer Halbwertszeit
von 67 Stunden, die in einer Lösung in einem bleiverschlossenen Behälter gelagert wird.
Das Tochterelement 99m Tc löst sich gut in Kochsalz, daher wird es bei Bedarf mit einer Kochsalzlösung
eluiert, d.h. herausgespült. Man spricht bei diesem Vorgang vom „Melken“.
Abbildung 81: Aufbau eines Technetiumgenerators (Quelle: Büll: Klinische Nuklearmedizin, 1990)
Die Nuklide bzw. ihre Muttersubstanzen, die in der Nuklearmedizin verwendet werden, werden
entweder in einem Kernreaktor isoliert oder in einem Zyklotron (PET) hergestellt. Im
zweiten Fall sind die Kosten aufgrund der hohen Bau- und Energiekosten beim Betrieb erheblich
höher. Außerdem ist ein Zyklotron nicht in jedem Krankenhaus vorhanden.
c) Der Szintillationsdetektor
Der am häufigsten verwendete Detektor in der Nuklearmedizin ist der Szintillationsdetektor
(Abbildung 82). Er besteht aus einem Kristall, dem Szintillator, einem Sekundärelektronenvervielfacher
(SEV oder Photomultiplier PMT) und der angeschlossenen elektronischen
Messapparatur. Der Kristall ist wegen seiner hohen Nachweiswahrscheinlichkeit häufig ein
mit 0.1% Thallium dotierter Natriumiodid-Kristall (NaI(Tl)-Kristall). Er nimmt die durch
einen der drei Wechselwirkungsprozesse Photoeffekt, Comptoneffekt oder Paarbildung an
den Kristall übertragene Energie der γ-Quanten auf und verwandelt diese in einen Lichtblitz
(scintilla = Funke), d.h. in Photonen, deren Wellenlänge im sichtbaren Bereich liegt. Die Intensität
des Lichtblitzes ist proportional zur Energie des aufgenommenen γ-Quants. Die Photonen
treffen nun auf eine Photokathode des SEV, die nun Elektronen emittiert, deren Energie
und Intensität so gering ist, dass sie nicht detektiert werden können, daher werden sie vom
SEV um einen Faktor von 10 5 bis 10 6 verstärkt. Am Ende werden die auftreffenden Elektronen
als Strom gemessen. Die Stromstärke ist dabei proportional zur Energie des im Kristall
absorbierten γ-Quants.
79