Reaktive Tracer für die Positronen-Emissions-Tomographie an porösen Materialien

Die Eignung von ¹⁸F (t½ = 110 min) als konservativer Tracer für die Positronenemissionstomographie (PET) sowie seine spezifische Verwendung als reaktiver Tracer werden im Vergleich zu dem bisher nicht untersuchten ⁷⁶Br (t½ = 16,2 h) evaluiert. Der Fokus liegt zunächst auf der Sorptionskinetik an silikatischen und karbonatischen Materialien. Zusätzlich dienen die Untersuchungen zur Einschätzung der praktisch erreichbaren Datenqualität des neuen Tracers.
Ein Phantom (Modellprobe) sowie natürliche Sandsteine wurden hinsichtlich des Transportverhaltens in konstanter Strömung mit den Radiotracern ¹⁸F und ⁷⁶Br untersucht. Unterstützend zu Positronen-Emissions-Tomogrammen mit einer Ortsauflösung von 1,15 mm und einer Zeitauflösung von 2 min wurden μ-CT-Aufnahmen mit Ortsauflösungen bis 15 μm angefertigt, um Informationen über die Porengeometrie zu erhalten.
Mit K[¹⁸F] lassen sich Sorptionseffekte mit Konzentrationen <10 pmol/mm3 (bezogen auf das Ausgangsmaterial) nachweisen. An natürlichem Sandstein konnte anhand der Tracer-Durchbruchskurven gezeigt werden, dass K[⁷⁶Br] das konservative Fließverhalten selbst bei sehr großen Ionenstärken deutlich besser abbildet als K[¹⁸F]. Mit dem reaktiven Tracer ¹⁸F konnte die Bandbreite der Oberflächenreaktivität von Karbonaten in unterschiedlichen Geomaterialien quantifiziert werden.