Smartphones zijn ‘toevallige dosimeters’
Smartphones kunnen bij radiologische incidenten dienen als ‘toevallige dosimeters’. Door de weerstanden erin uit te lezen, kunnen onderzoekers achteraf de individuele, opgelopen stralingsdosis nauwkeurig vaststellen. Dat blijkt uit een grootschalig experiment van het nucleaire onderzoekscentrum SCK CEN. “Dat is van groot belang om – bij blootstelling aan hoge dosissen door een accidentele situatie – meteen medische hulp te bieden”, beklemtoont Olivier Van Hoey, dosimetrie-expert bij SCK CEN.
In het elektronische circuit van een smartphone zitten typisch 10 tot 20 weerstanden. Die weerstanden bevatten aluminiumoxide, hetzelfde materiaal als sommige professionele dosimeters die ioniserende straling meten. “Wanneer we aan ioniserende straling worden blootgesteld en onze smartphone op zak hebben, absorberen die weerstanden in onze smartphone een deel van de stralingsenergie. De elektronen in het materiaal klimmen zo naar een hoger energieniveau. Door de bestraalde weerstanden achteraf te belichten, vallen de elektronen weer in hun oorspronkelijke energietoestand. Daarbij komt zichtbaar licht vrij. Dat geeft de maat van de stralingsdosis aan. Hoe meer licht, hoe meer straling”, legt Olivier Van Hoey, dosimetrie-expert bij SCK CEN, uit.
Met een grootschalig experiment waarin SCK CEN een radiologisch incident nabootste, stelde het nucleaire onderzoekscentrum de nauwkeurigheid van die veelbelovende techniek op de proef. In totaal las het meer dan 1500 weerstanden uit. “Het grootste gedeelte hebben we op voorhand bestraald, het andere gedeelte niet. Verder varieerden we met de soort straling, de totale dosis ervan en de tijd tussen bestraling en uitlezing”, aldus Van Hoey (SCK CEN). Nadien probeerden de onderzoekers via de weerstanden het scenario van het incident te reconstrueren. Doordat ze de parameters zelf hebben ingesteld, weten ze welke dosissen ze eigenlijk zouden moeten meten. Uit die test blijkt dat de techniek uiterst nauwkeurig is. “Medische verzorging is nodig bij dosissen van 1000 milligray en hoger. Met deze techniek kunnen we met grootste nauwkeurigheid dosissen meten die tot 10 keer lager liggen.”
Stralingsdosis in elk afzonderlijk orgaan
De onderzoekers stelden hun experiment zo op dat ze beperkingen van de techniek konden identificeren en wegwerken. Olivier Van Hoey verduidelijkt: “Met de smartphones hebben we maar één meetpunt voor het volledige lichaam. Daardoor hebben we niet onmiddellijk informatie over de dosis in de afzonderlijke organen, die elk een andere dosis oplopen. Hoe beide zich tot elkaar verhouden, hangt af van hoe je je smartphone draagt en hoe je staat of beweegt. Zit je smartphone in je linker- of rechterbroekzak? Sta je met je rug naar de stralingsbron gekeerd? Vanuit welke hoek komt de straling? Loodrecht of schuin?”
Om dat uit te klaren, bestraalden de onderzoekers van SCK CEN anatomische torso’s. De torso’s droegen smartphones op verschillende posities en staken inwendig vol met professionele dosimeters. Van Hoey: “Welke dosis meten we in de weerstanden van smartphones? En welke dosis gaven de professionele dosimeters in de organen aan? Zo konden we de vertaalslag tussen beide maken.”
Vervolgonderzoek
Na een nucleair incident moet er een hele logistiek op gang komen. Het is een race tegen de klok: smartphones verzamelen, demonteren, de weerstanden uitlezen,... Hoe langer de resultaten op zich laten wachten, hoe zwakker het signaal in de weerstanden is. “Idealiter wordt er meteen na het incident gemeten, maar dat is praktisch een onhaalbare kaart. Vervolgonderzoek moet daarom uitwijzen tegen welke snelheid het signaal afneemt en hoe factoren als temperatuur dat proces beïnvloeden”, besluit Van Hoey. De onderzoekspartners streven naar een digitale databank om de dosis in de weerstanden snel te kunnen omrekenen naar orgaandosis.
Europese dosimetrievereniging EURADOS
SCK CEN werkte voor dit project samen met Public Health England (PHE) en Helmholtz Zentrum München (HMGU). Zij gooiden hun expertise, kennis en mankracht mee in de strijd om de vertaalslag te maken tussen de gemeten dosis in de weerstanden enerzijds en de opgelopen dosis in organen anderzijds. De drie instellingen maken deel uit van de Europese dosimetrievereniging EURADOS (European Radiation Dosimetry Group), die meer dan 75 Europese instellingen en 620 wetenschappers samenbrengt.
Gerelateerde artikels
- 17 april '24
30 augustus '23
02 februari '23