Das Sächsische Netzwerk für Radionuklidtheranostika (SNRT) widmet sich der Entwicklung, Herstellung und Anwendung von mit Radionukliden markierten Arzneimitteln (Radiopharmaka) für den europäischen Markt. Der VKTA ist als Forschungspartner zuständig für die radiologische Bewertung von Wirknukliden sowie herstellungsbedingten Begleitnukliden der innovativen nuklearmedizinischen Präparate. Eine weitere Aufgabe ist die Entwicklung geeigneter Entsorgungsoptionen vor dem Hintergrund der zu berücksichtigenden strahlenschutzrechtlichen Regularien.
Als Methoden kommen Mess- und Berechnungsverfahren (z. B. Nuklidkinetik, Abbrand- und Abschirmungsberechnungen, radioökologische Modellierungen) zur Bestimmung relevanter Quellterme (Nuklidvektoren) und Dosisgrößen zum Einsatz, dafür wird sowohl auf etablierte als auch eigens programmierte Softwarelösungen zurückgegriffen.
Förderkennzeichen: 03RU3U041C
Ansprechpartner:
Dr. Willy Ciecior
Sven Jansen
Dr. Henry Lösch
Abbildung 1:
Mittels Monte-Carlo-Strahlungstransportsimulation [1, 2, 3] berechnete Energiedosisverteilung in menschlichem Weichteilgewebe. Oben links: Geometrie des „Taschen-Notfallszenarios“ der Internationalen Atomenergiebehörde zur Berechnung von D-values (Referenzaktivitäten von Radionukliden, die schwere deterministische Effekte verursachen; entspricht HRQ-Werten) durch externe Exposition [4]. Grüner Zylinder: Radioaktive Quelle. Brauner Zylinder: Modell des menschlichen Weichteilgewebes (Durchmesser 20 cm, Höhe 0,2 cm). Oben rechts: Lateralansicht der Energiedosisverteilung in Quelle, Luft und Gewebe durch einen reinen Elektronen-Emitter (z. B. P-32). Trajektorien einzelner Bremsstrahlungs-Photonen sind hierbei nachvollziehbar. Unten links und rechts: Frontal- und Lateralansicht der Energiedosisverteilung durch einen reinen Positronen-Emitter (z. B. N-13). Die Energieabsorption ist stärker im Zentrum des Gewebes ausgeprägt.
Abbildung 2:
Beispielhafte Ausgabe einer Python-basierten Software [5, 6] zur zeitabhängigen Berechnung von Nuklidvektoren (Bilanzierung der Aktivitätskonzentrationen von Ausgangs- und Umwandlungsprodukten) unter Berücksichtigung des jeweiligen Freigabewertes gemäß Anlage 4 der Strahlenschutzverordnung (einzeln und Summenwert, ggf. unter 10 %-Abschneidekriterium) und des Ansprechvermögens bzw. des gemittelten Kalibrierfaktors eines Messgerätes (hier jeweils für Oberflächenkontaminationen). Das Ergebnis bildet einen zeitabhängigen Score, der sowohl Informationen über die radiologische Relevanz als auch über das Ansprechvermögen eines Messgerätes und den entsprechend ungünstigsten Zeitpunkt einer Freigabe (hier 199 Tage nach Initiierung) integriert. Weiterhin werden die zeitabhängigen Ausgabewerte des Messgerätes pro Becquerel dargestellt. Die Berechnung ist für beliebig komplexe Nuklidvektoren sowohl analytisch als auch numerisch (hochpräzise) möglich und dient der Unterstützung von Entscheidungsfindungsprozessen im Freigabeverfahren.
Referenzen
[1] Ahdida et al. New Capabilities of the FLUKA Multi-Purpose Code. Frontiers in Physics 2022; 9:788253
[2] Battistoni et al. The FLUKA code: an accurate simulation Tool for Particle Therapy. Frontiers in Oncology 2016; 6:116
[3] Battistoni et al. Overview of the FLUKA code. Annals of Nuclear Energy 2015; 82:10-18
[4] International Atomic Energy Agency. Dangerous quantities of radioactive material (D-values). IAEA Emergency Preparedness and Response Report; 2006
[5] Malins A, Lemoine T. radioactivedecay: A python package for radioactive decay calculations. Journal of Open Source Software 2022; 7:3318
[6] International Commission on Radiological Protection. Nuclear decay data for dosimetric calculations. ICRP Publication 107, Annals of the ICRP 2008; 38:7-96