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Forscher entwickeln günstige Kristalle zum Messen von Gammastrahlen

Das Messen von radioaktiver Strahlung wird günstiger. Forscher der Empa und der ETH Zürich haben neue Einkristalle entwickelt, deren Herstellung vergleichsweise billig ist.

Physiker messen oberhalb von Davos die Radioaktivität des Geländes. Künftig werden solche Messverfahren wesentlich günstiger.
Physiker messen oberhalb von Davos die Radioaktivität des Geländes. Künftig werden solche Messverfahren wesentlich günstiger.
Keystone

Erste Experimente hätten gezeigt, dass solche Kristalle ebenso gut funktionieren wie die bisher gebräuchlichen Halbleiter aus Cadmiumtellurid (CdTe), teilten Empa und ETH Zürich am Dienstag in einer gemeinsamen Mitteilung mit. Die neuen Halbleiterkristalle einer anderen Stoffklasse (Blei-Halogen-Perowskite) könnten aus wässerigen Lösungen oder günstigen Lösungsmitteln hergestellt werden.

Die in «klassischer Becherglas-Chemie» hergestellten hochempfindlichen Detektorkristalle machen gemäss Mitteilung Gammastrahlen sichtbar, kosten pro Kristall jedoch nur wenige Schweizer Franken.

Der bisher eingesetzte Stoff CdTe ist nicht wasserlöslich und schmilzt erst bei über 1000 Grad Celsius. «Die Herstellung von Detektor-Kristallen ist daher aufwändig und teuer», heisst es weiter. Diese Entdeckung der neuen Kristalle könnte deshalb den Preis vieler Radio-Detektoren, beispielsweise bei Scannern im Sicherheitsbereich, deutlich senken.

Mini-Geigenzähler fürs Smartphone

Eine mögliche Anwendung sehen Empa und die ETH Zürich auch in einem Mini-Geigenzähler, der an Smartphones angeschlossen werden kann. Damit könnten Menschen in radioaktiv verseuchten Gebieten beispielsweise jedes ihrer Lebensmittel einzeln auf Radioaktivität prüfen.

Ein weiteres mögliches Anwendungsgebiet der neuen Kristalle sei die Diagnostik von Stoffwechselproblemen im Gehirn. Heute werden Patienten radioaktive Tracer-Substanzen verabreicht, die in der Magnetresonanztomographie (MRI) Hirnaktivitäten sichtbar machen. Dadurch können Störungen wie Parkinson, Schizophrenie oder Drogen- und Alkoholsucht diagnostiziert werden.

Die Tracer-Substanz, die nur eine geringe Halbwertzeit hat, muss vor dem Einsatz sehr schnell auf ihre Reinheit überprüft werden. Der neu entwickelte Kristall vereinfacht diesen Prozess: Er muss «lediglich vor die Tracer-Substanz gehalten werden, dann können die Ergebnisse auf dem angeschlossenen Messgerät abgelesen werden».

SDA/mcp

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