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Nachrichten der Abteilung 6

Nachrichten 2020

Im Rahmen des EMPIR-Projekts RemoteALPHA „Remote and real-time optical detection of alpha‑emitting radionuclides in the environment“, das am 1. September 2020 startete und von der PTB koordiniert wird, wird ein neues Erfassungssystem und eine neue metrologische Infrastruktur für die optische Detektion von Alphastrahlern in der Umwelt durch Ausnutzung der Radiolumineszenz entwickelt. Dies wird eine...

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Große Innovationen im Bereich der Ultrakurzpuls (UKP)‑Laser führen zu einer wachsenden Zahl von UKP‑Laseranlagen, u.a. in der Materialbearbeitung. Zurzeit befinden sich die gesetzlichen Regelungen für den Strahlenschutz derartiger Anlagen in der Novellierung. Die Messergebnisse im Rahmen des Genehmigungsverfahrens der PTB UKP‑Laseranlage bilden auch die Datengrundlage für die Beratung des...

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Im Rahmen eines vom BMU/BfS geförderten Ressortforschungsprojektes (Forschungskennzahl 3619S2236) werden hochenergetische, gepulste Referenzstrahlungsfelder (Energie: bis 20 MeV; Pulsdauer: wenige Mikrosekunden) aufgebaut. Nach dem Abschluss des Vorhabens werden derartige Felder erstmalig für die Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktionsweise und für die Bestimmung der Funktionsgrenzen von Orts-...

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Aufbauend auf den langjährigen Erfahrungen und Entwicklungen des Fachbereichs 6.3 bzgl. der Messung sehr kleiner Ionisationskammerströme (im Bereich einiger 10-15 Ampere) wurde im Rahmen einer Technikerarbeit ein kompaktes mobiles Messgerät konstruiert. Hierfür wurde ein innovatives Messprinzip der gleichzeitigen Strom- als auch Ladungsmessung weiterentwickelt. Zusätzlich wurde aktuelle...

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Auf Basis des weit verbreiteten Einplatinen‑Computers Raspberry Pi wurde ein Ethernet zu GPIB (IEEE488)‑Datenbus-Konverter realisiert. Diese Konverter sind kommerziell nur noch sehr eingeschränkt erhältlich, sind jedoch notwendig um bewährte Messysteme mit GPIB‑Bus zukunftssicher über moderneren Schnittstellen (USB, Ethernet) steuern zu können. Zusätzlich bietet diese Entwicklung die Möglichkeit...

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Der Fachbereich Strahlenschutzdosimetrie (6.3) hat verschiedene Referenzmessplätze für die Dosimetrie von Umgebungsstrahlung, in denen die Komponenten der ionisierenden Strahlung in der Umwelt kontinuierlich gemessen werden. Die Messwerte werden hinsichtlich ihrer Konsistenz und Plausibilität überwacht. Dazu wurde eine Datenmanagement-Plattform entwickelt, die eine schnelle Datenprüfung...

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Auf Basis eines eigens für den Forschungs‑Elektronenbeschleuniger der PTB entwickelten Multi‑Leaf‑Faraday‑Cups zur Bestimmung der Energie hochenergetischer Elektronenstrahlung wurde ein weiterentwickeltes Modell fertiggestellt, kalibriert und erfolgreich getestet. Gegenüber dem Vorgängermodell ist das neuentwickelte Gerät tragbar und optimiert für die in der Strahlentherapie relevanten...

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In der Arbeitsgruppe 6.25 läuft seit Juli 2019 ein Projekt für die Entwicklung eines Konzeptes zur Umrechnung dosisrelevanter Parameter in der Computertomographie (CT) und Cone-Beam Computertomographie (CBCT). Die Dosimetrie dieser beiden Modalitäten beruht auf konzeptionell unterschiedlichen, nicht trivial zu vereinheitlichen Messgrößen, dem Dosislängenprodukt (DLP) für die CT und dem...

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Abb. 1: Zur Charakterisierung des Einflusses eines magnetischen Feldes auf verschiede Strahlungsdetektoren wurde in den Laboren der PTB ein wassergekühlter 1.5 T Elektromagnet vor einem klinischen Linearbeschleuniger aufgebaut (oben links). Der zu unters

Damit der Teilchenstrahl hierbei hochpräzise auf das tumoröse Gewebe gelenkt werden kann, wird immer häufiger die Magnetresonanztomographie (MRT), als bildgebendes Verfahren, unmittelbar vor und auch während der Bestrahlung genutzt. Allerdings sind spezielle Korrektionen nötig, um den Teilchenstrahl unter dem Einfluss des magnetischen Feldes des MRTs zu charakterisieren (Dosimetrie), da die hierzu...

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In der Mammographie werden Rohbilder mit aufwändigen Verfahren bearbeitet, bevor diese zur Befundung vorgelegt werden. Zur Qualitätssicherung werden nach derzeitigen Protokollen in Europa jedoch nur Rohbilder von technischen Prüfkörpern verwendet. Mittelfristig sollen anthropomorphe Prüfkörper, d.h. solche mit realistischen, anatomischen Strukturen verwendet werden. Um bearbeitete Bilder prüfen zu...

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Die Verteilung des Neutronenuntergrundes im Experimentierbereich des iThemba Neutronenstrahls wurde mit dem Bonnerkugel‑Spektrometer des IRSN vermessen und mit Strahlungstransportrechnungen verglichen, um Schwachstellen der Targetabschirmung zu identifizieren. Auf der Basis der Ergebnisse wurde eine verbesserte Abschirmung konzipiert und aufgebaut. 

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Das neu entwickelte Strahlungspuls-Messsystem ermöglicht mit einem einzigen Detektor die Messung von Strahlungspulsen verschiedenster Pulsdauern und Intensitäten. Der Intensitäts- bzw. Dosisleistungsverlauf kann mit einer Zeitauflösung von einigen ns dargestellt werden. Es sind Messungen in einem weiten Dosisleistungsbereich von wenigen mGy/h in kontinuierlichen Strahlungsfeldern bis zu einigen...

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Die Referenzdosimetrie mit kalibrierten Ionisationskammern weist in Kohlenstoffstrahlen eine deutlich höhere Messunsicherheit auf als in hochenergetischen Photonenfeldern. Das ist vor allem auf die relativ hohe Unsicherheit des Korrektionsfaktors für die Strahlenqualität kQ zurückzuführen, der in Kohlenstoffstrahlen aufgrund fehlender experimenteller Daten theoretisch berechnet wird.

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Das internationale Dosimetrieprotokoll IAEA TRS‑398 für die Dosismessung in der externen Strahlentherapie wird derzeit unter aktiver Mitarbeit von Wissenschaftlern des Fachbereichs 6.2 der PTB überarbeitet. Die wesentlichen Ziele der Überarbeitung sind die Berücksichtigung jüngster Empfehlungen der ICRU zu fundamentalen dosimetrischen Konstanten, die Einbeziehung moderner Methoden der...

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Die grundlegende Dosisgröße bei der Röntgenweichstrahltherapie ist die Wasserenergiedosis an der Oberfläche eines Wasserphantoms. Die Weitergabe der Einheit erfolgt über eine planparallele Ionisationskammer, die oberflächenbündig in einem Plexiglasphantom eingebaut ist und direkt in der Messgröße Wasserenergiedosis an der Oberfläche eines Wasserphantoms kalibriert ist. Der Benutzer kann damit die...

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Für die Entwicklung einer neuen Generation von optischen Atomuhren mit noch geringeren Unsicherheiten in der Abteilung 4 wird eine Quelle von Th‑229 Atomen benötigt. Eine Möglichkeit Th‑229 Atome zu produzieren, ist diese als Rückstoßionen aus dem Alpha‑Zerfall des U‑233 zu gewinnen. Eine erste Analyse einer am Institut für Kernchemie der Johannes Gutenberg‑Universität Mainz hergestellten Quelle...

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Zur Darstellung und Weitergabe der Einheit Bq/m3 bzgl. Rn‑222 eignen sich für den niedrigen Aktivitätsbereich keine herkömmlichen Standards bestehend aus gasförmigem Rn‑222. Eine Alternative stellen Ra‑226 Quellen dar, die physikalisch-chemisch so beschaffen sind, dass das direkte Tochternuklid Rn‑222 zu einem gewissen Anteil aus der Quelle emaniert. Neue statistische Methoden auf der Basis der...

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Im Rahmen des traceRadon Projektes werden Radondetektoren entwickelt, die die Radonaktivitätskonzentration in der Außenluft rückführbar messen können. Dieses ist notwendig, um über die Radon Tracer Methode (RTM) eine Korrelation mit Treibhaus­gasen herstellen zu können (EMPIR 19ENV01 traceRadon). Dieses wird erreicht durch die Kombination der Quelle direkt mit einem alphaspektrometrischen...

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Im Rahmen der Digitalisierung in der Metrologie laufen Bestrebungen Methoden der künstlichen Intelligenz für die Spektrometrie zu nutzen. So werden z.B. Convolutional Neural Networks (CNN) zur Nuklididentifikation erprobt oder in Kombination mit Monte‑Carlo Simulation zur Entfaltung von Spektren verwendet.

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In der PTB wurde eine neue Methode zur Bestimmung der Aktivität von Actinium-225 entwickelt. Die Methode basiert auf Flüssigszintillationszählern und die spezifische Aktivität einer entsprechenden Lösung wurde mit einer relativen Unsicherheit von nur 0,16 % bestimmt. Darüber hinaus wurden die Halbwertszeiten von Actinium-225 und Polonium-213 sehr genau gemessen.

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