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Nachrichten der Abteilung 6

Nachrichten 2019

Abb.: Nahaufnahme des Detektorsystems auf einer DJI Matrice 600 Pro Drohne.

Im Rahmen des EMPIR-Projekts 16ENV04 "Preparedness" entwickelt die PTB ein spektrometerbasiertes Dosimetriesystem, das betrieben werden kann, während es an einem unbemannten Luftfahrzeug (UAV) befestigt ist. Das Überwachungssystem hat das Ziel, die Exposition der Einsatzkräfte gegenüber ionisierender Strahlung im Falle eines nuklearen oder radiologischen Vorfalls zu minimieren, da die UAV ein...

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Abb. 1:	UHDpulse Logo

UHDpulse – „Metrology for advanced radiotherapy using particle beams with ultra-high pulse dose rates“ ist ein im September 2019 gestartetes EMPIR-Projekt mit dem Ziel Dosimetriestandards für die FLASH-Strahlentherapie, die VHEE-Strahlentherapie sowie lasergetriebene medizinische Beschleuniger zu entwickeln bzw. zu verbessern. Bei diesen neuartigen Strahlungsmodalitäten sind die...

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Die MR bildgeführte Strahlentherapie, d.h. die Bestrahlung mit hochenergetischer Photonenstrahlung bei gleichzeitiger Bildgebung mittels MR-Tomographie, könnte in den kommenden Jahren zu einer der Standardmethoden in der Strahlentherapie werden. Zur Gewährleistung einer präzisen Dosimetrie in Anwesenheit starker Magnetfelder werden geeignete Primär- und Sekundärnormale zur Messung der...

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Die Bestrahlung tumorösen Gewebes mit hochenergetischen Photonen ist eine weitverbreitete Behandlungsmethode. Etwa jeder zweite Patient unterzieht sich bei einer Krebserkrankung einer solchen Behandlung. Einige Kliniken verfügen inzwischen über innovative Spezialgeräte (MR-Linacs), mit welchen sich die Strahlung noch präziser auf das erkrankte Gewebe lenken lässt. Die PTB untersucht Methoden um...

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Die primäre Messung der Wasserenergiedosis für Röntgentherapie-Strahlungsqualitäten mit Hilfe von Kalorimetern ist extrem zeitaufwändig. Alternativ können Ionisationskammern frei in Luft in der Messgröße Luftkerma kalibriert werden, um dann mit Hilfe von Umrechnungsfaktoren den Kalibrierfaktor für die Wasserenergiedosis zu berechnen. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt...

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Die Referenzdosimetrie mit kalibrierten Ionisationskammern in Kohlenstoffstrahlen weist derzeit noch eine deutlich höhere Messunsicherheit auf als in hoch-energetischen Photonenfeldern. Dies ist vor allem auf eine hohe Unsicherheit des Korrektionsfaktors für die Strahlungsqualität kQ zurückzuführen, der aufgrund fehlender experimenteller Daten theoretisch bestimmt wird.

In einem vorangegangenen...

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Mathematische model observer werden für die Ermittlung der Bildqualität am CT eingesetzt. In einem gemeinsamen Forschungsvorhaben der beiden Abteilungen Ionisierende Strahlung und Medizinphysik und metrologische Informationstechnik wurde ein neuartiger model observer auf Basis eines Regressionsverfahrens entwickelt, bei dem insbesondere Korrelationen in den Bildern berücksichtigt werden. In einer...

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Propan ist ein wichtiges Füllgas in gewebeäquivalenten Strahlungsdetektoren. Nach der Messung der doppelt differentiellen Ionisierungsquerschnitte wurden die differentiellen elastischen Elektronenstreuquerschnitte von Propan experimentell und theoretisch weitgehend vollständig bestimmt. Hierzu wurden zwei bekannte theoretische Ansätze anhand experimenteller Daten evaluiert.

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Die schädlichen Auswirkungen galaktisch-kosmischer Strahlung auf die Gesundheit eines Astronauten stellen für bemannte Raumfahrt-Missionen einen limitierenden Faktor dar. Eines der Themen, mit denen sich die Weltraumforschung beschäftigt, ist das Fehlen experimenteller Daten zur Produktion von Neutronen und leichten Ionen in dicken Abschirmmaterialien durch diese Strahlung. Qualitativ hochwertige...

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Der Dosepix ist ein speziell auf die Anforderungen mobiler Strahlungs-Dosimetriemessungen angepasster Hybrid-Pixeldetektor. Durch die enge Kombination von Sensormaterial und spezieller integrierter Schaltungselektronik (ASIC) ist dieser Detektor u.a. ein Beispiel für sogenannte Smart-Sensors.

Für die Verarbeitung der zahlreichen Informationen mehrerer dieser Detektoren wurde eine...

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Im Rahmen des EMPIR Projektes „Preparedness“ wurde die Verwendbarkeit von Dosisleistungsdaten untersucht, die von nichtstaatlichen Open-Access-Netzwerken bereitgestellt werden. Auf den Webseiten solcher Netzwerke werden Messdaten manchmal in Echtzeit veröffentlicht, die mit einfachen elektronischen Systemen oder mit Mobiltelefonen (letztere teilweise mit einfachen Zusatzeinheiten ausgestattet) von...

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Die optische Detektion von Alphateilchen wird durch die Messung der ionisationsinduzierten UV-Lichtemission (Radiolumineszenz) von Luftmolekülen realisiert. Diese neue Technik ermöglicht die Erkennung einer radiologischen Gefahr in sicherer Entfernung, die viel größer ist als die Reichweite der Alphateilchen. Bei einem wissenschaftlichen Besuch an der Tampere Universität in Finnland konnte...

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Als Ergebnis der Entwicklungsarbeit in der PTB gemeinsam mit EURADOS WG 3, unterstützt von den Arbeiten im EMRP-Projekt MetroERM und im EMPIR-Projekt Preparedness hat die PTB den Einsatz eines CeBr3- Detektorsystems zur Bestimmung der Ortsdosisleistung in der Umgebung als Sekundärnormal vorgeschlagen. Es konnte erfolgreich gezeigt werden, dass die Verwendung von gut charakterisierten Spektrometern...

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Die Energie des Forschungs-Elektronenbeschleunigers der PTB ist im Bereich 0,5 - 50 MeV frei einstellbar. Um während der Präparation oder Optimierung eines Elektronenstrahls einer bestimmten gewünschten Energie und Strahlleistung diese Größen in Echtzeit messen zu können, wurde ein Multi-Leaf-Faraday-Cup (MLFC) mit 128 Absorberplatten und dazugehöriger Ausleseelektronik entwickelt. Die Reichweite...

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Abb.: MMC-Modul mit Aufhängung zur Vibrationsentkopplung

Nach der erfolgreichen Etablierung Metallisch-magnetischer Kalorimeter (MMCs) in der PTB werden die Tieftemperatur-Teilchendetektoren nun zur Messung fundamentaler Nukliddaten des Zerfalls durch Elektroneneinfang genutzt. Diese Ergebnisse erlauben die Reduktion von Unsicherheiten anderer Aktivitätsbestimmungsverfahren und dienen als Grundlage für neue theoretische Beschreibungen der...

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Auf dem EURADOS Annual Meeting Anfang 2019 wurde Dr. Oliver Hupe, Leiter der Arbeitsgruppe 6.31 “Photonendosimetrie“ mit großer Mehrheit in den Council von EURADOS gewählt. Er wird dort die Aufgabe des Treasurers übernehmen. Damit ist die PTB jetzt auch im Executive Board (Chair, Vice-Chair, Secretary und Treasurer) vertreten.

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Die RICHTLINIE 2013/59/EURATOM des Rates vom 5. Dezember 2013 zum Schutz vor den Gefahren, die sich aus der Exposition durch ionisierendes Strahlen ergeben, befasst sich ausführlich mit dem Thema „Radon“.

Im Rahmen von EURADOS wurde das Thema in der 12. Winter School aufgegriffen. Dem Scientific Committee gehörten Arturo Vargas (UPC, Spanien), Annette Röttger (PTB, Deutschland), James Marsh (PHE,...

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Die digitale Volumentomographie (DVT) hat in den letzten Jahren in verschiedenen Bereichen wie der interventionellen Radiologie und der postoperativen Diagnostik stark an Bedeutung gewonnen. Leider ist die Vergleichbarkeit der Strahlenbelastung mit der Computertomographie (CT) schwierig wegen der konzeptionell unterschiedlichen Kenngrößen, das Dosisflächenprodukt (DFP) für die DVT und das...

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Seit 10 Jahren erster erfolgreicher absoluter Vergleich von gasförmigen Radon-222 Aktivitätsstandards, mit Teilnehmern aus 8 Ländern. Unter Federführung des LNHB (Frankreich) wurden hierbei die vom LNHB zur Verfügung gestellten Radon-222 Gasaktivitäten absolut bestimmt und die Ergebnisse verglichen. Die PTB hat an diesem Vergleich mit zwei Methoden teilgenommen, einer primären Methode auf der...

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Die IEC 61526 “Radiation protection instrumentation - Measurement of personal dose equivalents Hp(10) and Hp(0,07) for X, gamma, neutron and beta radiations - Direct reading personal dose equivalent meters“ wird überarbeitet und dem aktuellen Stand von Wissenschaft und Technik angepasst. Diese Norm bildet unter anderem die Grundlage für die PTB-Anforderungen an Personendosimeter (PTB-A 23.2).

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Die PTB hat in den letzten zwanzig Jahren den hochenergetischen Neutronenstrahl am iThemba LABS in der Nähe von Kapstadt für eigene Arbeiten und für Projekte mit externen Partnern genutzt. Bei diesen Experimenten wurde die für die Neutronenmetrologie benötigte Infrastruktur für jede Messkampagne erneut aufgebaut und in Betrieb genommen, was einem erheblichen personellen und logistischen Aufwand...

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Um die Unsicherheiten in der Spektrometrie zu reduzieren, die Messzeiten zu verkürzen, vorgegebene Unsicherheiten zu erreichen oder die Verwendung günstigerer Detektoren zu ermöglichen, werden neue Auswertungsverfahren in der Spektrometrie erprobt, wie z.B. Artificial Intelligence (AI), Deep Learning (DL), Convolutional Neural Networks (CNN)) oder Markov Chain Monte-Carlo (MCMC) unter Verwendung...

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Die Charakterisierung des Referenzstrahlungsfeldes und die Arbeiten zur Qualitätssicherung in der Bestrahlungseinrichtung mit thermischen Neutronen der PTB sind abgeschlossen. Die PTB stellt damit ein stark thermalisiertes Neutronenreferenzstrahlungsfeld für die Charakterisierung und Kalibrierung von Neutronenmessgeräten und Strahlenschutzdosimetern zur Verfügung. Die Bestrahlungseinrichtung...

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Im Rahmen des von der PTB koordinierten EMPIR Projektes PRISM-eBT, Primary standards and traceable measurement methods for X-ray emitting electronic brachytherapy devices, wird ein Primärnormal auf der Basis einer Extrapolationskammer entwickelt. Es wurden erste Simulationsrechnungen zur Bestimmung optimaler Materialien durchgeführt, daraufhin wird zurzeit das Primärnormal konstruiert und im...

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In der PTB ist es erstmals gelungen die spezifische Aktivität einer Thorium-227 Lösung mit Hilfe von Flüssigszintillationszählern sehr genau zu bestimmen. Rückgeführte Aktivitätsmessungen dieses Radionuklids, welches für die Radioimmuntherapie in der Nuklearmedizin erprobt wird, sind damit von nun an möglich. Auch die Halbwertszeit von Thorium-227 wurde mit zwei Messverfahren bestimmt.

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