Ganzkörperzähler

Mess- und Gerätetechnik

Nachdem der Ganzkörperzähler im Herbst 1990 in Betrieb genommen wurde, erhielt er sein Anerkennung als amtliche Messstelle am 08.03.1991. Mit dieser Einrichtung ist es möglich, kleinste Mengen gammastrahlender Nuklide, die vom Körper inkorporiert (= aufgenommen) wurden, von außen aufzuspüren. Inkorporationen sind bei beruflich strahlenexponierten Personen denkbar, wenn sie mit sogenannten offenen radioaktiven Stoffen (nicht in einer festen Schutzhülle) umgehen. Hierzu gehören Mitarbeiter aus Kernkraftwerken, Radionuklidlaboratorien und nuklearmedizinischen Einrichtungen. Berufliche Inkorporationen müssen schon in kleinen Mengen nachgewiesen werden können, da das Schädigungspotenzial aufgenommener Nuklide im Körper um ein Vielfaches höher ist als das Schädigungspotenzial solcher Nuklide von außen auf den Körper. Zusätzlich besteht bei beruflichen Umgang mit radioaktiven Stoffen die Gefahr aufgrund technischer oder organisatorischer Mängel regelmäßig radioaktive Stoffe zu inkorporieren. Mit dem Ganzköperzähler können auch klinische Untersuchungen in Form von Resorptionstests durchgeführt werden. Hierbei werden definierte Mengen eines radioaktiven Nuklids appliziert und die Ausscheidung dieser Nuklide im zeitlichen Verlauf über mehrere Tage beobachtet. Durch das empfindliche Messystem sind hierbei nur geringe Mengen an Radioaktivität notwendig.
Technisch ist der Ganzkörperzähler mit 3 Detektorsystemen (Abb 1.) ausgestattet: Ein Ganzkörpermesssystem, ein Schilddrüsendetektor und ein Ge-Detektor. 
Das Ganzkörpermesssystem ist mit 4 voluminösen (4 x 5 Zoll) NaI-Szintiallationsdetektoren ausgestattet, die eine besonders hohe Nachweiswahrscheinlichkeit besitzen. Das Ge-Messsystem besitzt eine besonders gute Energieauflösung und ist daher geeignet unterschiedliche radioaktive Nuklide anhand ihres Energiespektrums zu unterscheiden. Das Schilddrüsenmesssystem besteht aus einem NaI-Szintiallationsdetektor mit einer besonders dünnen Schutzschicht um auch niederenergetische Nuklide schilddrüsenspezifisch nachweisen zu können. Die Schilddrüse ist für viele beruflich strahlenexponierten Personen von besonderer Bedeutung, da bei Inkorporation von radioaktiven Iodisotopen eine Strahlenexposition der Schilddrüse besonders wahrscheinlich.

Die Empfindlichkeit des Messsystems wird durch eine besonders hintergrundstrahlungsarme Messkammer erhöht. Die Hintergrundstrahlung wird durch Höhenstrahlung, terrestrische Strahlung und Emissionen kleinster Mengen radioaktiver Nuklide in den Bestandteilen der Messkammer und der Umgebung verursacht. Die Messkammer ist daher mit einer Schicht von 0,5 cm Blei und 15 cm altem Schiffsstahl (Boden 20 cm) abgeschirmt. Der alte Schiffsstahl wird verwendet, da er vor den Atombombenabwürfen und Atomwaffentests verhüttet wurde und daher geringere Mengen radioaktiver Verunreinigungen enthält und damit geringere Strahlungsemissionen verursacht als heute produzierter Stahl.
Im Jahr 2003 wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt und Reaktorschutz das Messsystem auf einen aktuellen Stand gebracht. Alles Bestandteile außer den Detektionselementen selbst wurden gegen eine neue Elektronik ausgestauscht, die Räumlichkeiten renoviert und neu möbliert.
Die Leistungsfähigkeit der Inkorporationsmessstelle muss in jährlichen Ringversuchen belegt werden. Hierzu müssen die Aktivität in vom Bundesamt für Strahlenschutz zur Verfügung gestellten Phantomen (wie in der Abbildung) bestimmt werden. Die Inkorporationsmesstelle hat im Rahmen der Nachweiswahrscheinlichkeit des Messverfahrens durchweg glänzend abgeschnitten.
Noch zu Zeiten des kalten Krieges geplant und realisiert, war der Ganzkörperzähler mit einem Raumkonzept ausgelegt, das auch für einen größeren Ansturm von Personen mit Inkorporationsverdacht ausgelegt war. Es waren separate Räume zur Dekontamination, ein Arztzimmer, ein Zimmer für einen Physiker und verschiedene Laborräume in dieser Abteilung vorhanden. Solche Szenarien sind glücklicherweise bislang nicht eingetreten und die Räume sind einer den aktuellen Bedürfnissen angepassten Nutzung zugeführt worden. Das ursprüngliche Raumkonzept wäre jedoch leicht wiederherzustellen. Nach wie vor ist der Ganzkörperzähler ein elementarer Bestandteil der Strahlenschutzüberwachung im niedersächsischen und westfälischen Raum. Momentan werden am Ganzkörperzähler etwa 500 Messungen pro Jahr durchgeführt. Davon dienen ca. 490 Messungen der beruflichen Überwachung und 20 medizinischen Fragestellungen.