41Ca in Zähnen - ein biologisches Dosimeter für Neutronen

Das Wissen über die Parameter eines Strahlungsfeldes ist die Vorraussetzung um Studien zu strahleninduzierten Effekten durchzuführen. Besonders eine Exposition in einem gemischten Neutronen- und Gammastrahlungsfeld stellt eine besondere Herausforderung dar.
Messungen des Radioisotopes Calcium-41 (Halbwertszeit: etwa 100 000 Jahre), das durch eine Neutroneneinfangsreaktion an Calcium-40 in Zahnschmelz produziert wurde, erlauben es, die Fluenz thermischer Neutronen retrospektiv zu bestimmen.
Die verwendete Methode ist die höchstempfindliche Beschleunigermassenspektrometrie (accelerator mass spectrometry, AMS).

Die Messungen an Zahnschmelz wurden an Proben durchgeführt, die von Atombomben-Überlebenden von Hiroshima zur Verfügung gestellt wurden. Die Neutronendosis der gemessenen Zähne beträgt zwischen 10 und 80 mGy und wurde mittels Rechnungen des Dosimetriesystems DS02 zugeordnet. Die Gammadosis in Zahnschmelz wurde bereits aus Messungen der Elektronen-Spin-Resonanz rekonstruiert. Durch die Kombination beider Methoden bietet sich erstmals die Möglichkeit, die Exposition durch ein gemischtes Neutronen- und Gammastrahlungsfeld in ein und demselben biologischen Material retrospektiv zu quantifizieren.

Literatur: A. Wallner et al., Radiation Research 174, 137-145, 2010 und W. Rühm et al., Radiation Research 174, 146-154, 2010.