70-Dollar-Lösung verwandelt Smartphone in Strahlungsdetektor

Nach schweren radiologischen oder nuklearen Unfällen zählt jede Minute. Wer Strahlung ausgesetzt ist, braucht schnell eine Einschätzung der individuellen Dosis. Genau hier setzen Forschende der Universität Hiroshima an. Sie haben ein tragbares Dosimetriesystem entwickelt, das weniger als 70 US-Dollar kostet und auf Technik setzt, die fast überall verfügbar ist: ein Smartphone.

Schnelle Dosisabschätzung ohne Labor

Bisherige Verfahren zur Dosimetrie sind oft teuer oder benötigen Laborinfrastruktur. Im Notfall ist das ein Problem. Die neue Lösung kombiniert ein kleines Stück radiochromatische Folie mit einem einfachen, faltbaren Scanner und der Kamera eines Smartphones. Ziel ist keine hochpräzise Messung für den Klinikbetrieb, sondern eine schnelle Orientierung vor Ort.

„Um Menschen im Falle eines schweren radiologischen oder nuklearen Unfalls zu schützen, müssen sofort freiwillige Dosisbewertungen vor Ort und schnelle Entscheidungen über medizinische Maßnahmen getroffen werden“, sagt Hiroshi Yasuda, Professor an der Universität Hiroshima. „Einfachheit, Universalität und Kosteneffizienz sind entscheidende Faktoren für diese Notfallmaßnahmen.“

Folie, die ihre Farbe ändert

Kern des Systems ist eine sogenannte Gafchromic-EBT4-Folie. Sie reagiert auf ionisierende Strahlung, indem sie ihre Farbe ändert. Das geschieht ohne Strom oder Chemikalien und ist mit bloßem Auge sichtbar. Je höher die Dosis, desto stärker fällt die Verfärbung aus.

Um diese Farbänderung auszuwerten, legen Anwenderinnen oder Anwender die Folie in einen kleinen LED-Scanner. Ein Smartphone fotografiert das Ergebnis. Eine App analysiert anschließend die Farbinformationen des Bildes. Besonders aussagekräftig ist dabei der Cyan-Farbkanal. Er zeigt bei hohen Dosen einen stabilen Zusammenhang zwischen Farbe und Strahlenmenge.

Getestet mit gängigen Smartphones

Das Forschungsteam prüfte das Verfahren mit mehreren Smartphone-Modellen von Samsung und Apple. Die Ergebnisse zeigen: Moderne Smartphone-Kameras reichen aus, um relevante Dosisunterschiede zu erkennen. Zwar liefern professionelle Scanner genauere Werte, doch der mobile Ansatz ist deutlich flexibler.

Messbar sind mit dem System Strahlendosen ab etwa 5 Gray bis 10 Gray. Zum Vergleich: Eine lokale Dosis von 10 Gray auf der Haut kann bereits zu dauerhaftem Haarausfall führen. Für niedrigere Dosen ist die Methode derzeit weniger zuverlässig. Genau dort sehen die Forschenden den nächsten Entwicklungsschritt.

Für den Ernstfall gedacht

Das System ist bewusst auf Extremsituationen ausgelegt. Nach Naturkatastrophen oder großen Unfällen kann Infrastruktur ausfallen. Ein batteriebetriebener Scanner und ein Smartphone funktionieren dann oft noch. Die Kosten bleiben überschaubar: Kleine Folienstücke kosten nur wenige Dollar, der Scanner liegt unter der 70-Dollar-Marke.

„Unser Ziel war es, ein System zu entwickeln, das auch unter den schlimmsten Unfallszenarien funktioniert“, so Yasuda. Künftig wollen die Forschenden die Auswertung weiter standardisieren und die Methode robuster gegenüber unterschiedlichen Umweltbedingungen machen.

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