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Aufbau und Charakterisierung von hochenergetischen und gepulsten Referenzfeldern zur Sicherstellung des Strahlenschutzes an Beschleunigeranlagen in Medizin und Forschung

Kategorien:
  • Jahresbericht-Nachricht
  • Abteilung 6
  • Metrologie für die Gesellschaft
23.12.2020

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- und Personendosismessgeräten zur Verfügung stehen.

Es gibt Grund zur Annahme, dass Dosismessgeräte bei hohen Energien und insbesondere in gepulsten Strahlungsfeldern unter Umständen nicht richtig messen [1,2]. Dieser Parameterbereich kann zurzeit aufgrund fehlender Referenzstrahlungsfelder nicht geprüft werden. Bei der Prüfung von Beschleunigeranlagen durch externe Sachverständige, die bei den Messungen auf Dosismessgeräte zurückgreifen, kann sich dies insbesondere bei der Abnahme solcher Anlagen als problematisch erweisen. Hier besteht Bedarf für Referenzfelder, deren Parameter, denen von Strahlungsfeldern hinter Abschirmungen an Elektronenbeschleunigern ähneln (Energie: bis 20 MeV; Pulsdauer: wenige Mikrosekunden). Solche Referenzfelder werden jetzt an der PTB Braunschweig mit Hilfe von medizinischen Linearbeschleunigern und dem Forschungsbeschleuniger im Rahmen eines BMU/BfS geförderten Projektes errichtet. Die wichtigen Parameter Photonenenergie und Dosisleistung können dabei durch die Hochspannung der Beschleuniger als auch durch die verwendeten Abschirmungen variiert und so mehrere Referenzfelder/Referenzfeldbedingungen realisiert werden. Die zu erwartenden Photonenspektren und weitere Aspekte wie Einfluss von Streuung werden per Monte Carlo Simulation bestimmt und optimiert. In diesem Strahlungsfeld können nach der Charakterisierung des Feldes kommerziell verfügbare als auch Prototypen von Dosimetern unter definierten Bedingungen getestet werden. Die neuen Referenzfelder sollen langfristig in die entsprechende ISO‑Norm integriert werden, um international harmonisierte Prüfbedingungen auch für diesen Bereich sicherzustellen. Die noch zu entwickelnden Prüfmethoden sollen später in IEC‑Normen standardisiert werden.

Dies Projekt wird unterstützt vom Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) mit Forschungskennzahl 3619S2236 „Aufbau und Charakterisierung eines Referenzfeldes zur Sicherstellung des Strahlenschutzes an Beschleunigeranlagen in Medizin und Forschung und zur Prüfung und Kalibrierung entsprechender Messgeräte“.

 

Abb.: Schematische Skizze des Aufbaus einiger Referenzfelder für die Prüfung und Kalibrierung von Dosimetern. Ein Therapiebeschleuniger dient als Strahlerzeuger. Hinter einer Abschirmwand befindet sich ein Sekundärnormal der PTB, welches zur Charakterisierung des Strahlungsfeldes benutzt wird, sowie der Prüfling (Dosimeter).

Literatur

[1] H. Zutz and O. Hupe, “Ambient dose and dose rate measurements in the vicinity of elekta precise accelerators for radiation therapy,” Radiation Protection Dosimetry, vol. 162, no. 4, pp. 431–437, 2014, doi: 10.1093/rpd/nct356

[2] S. Friedrich and O. Hupe, “Testing Different Area Dosemeters Concerning Their Behaviour in Pulsed Radiation Fields,” Radiation Protection Dosimetry, vol. 182, no. 4, pp. 480–487, Jul. 2018, doi: 10.1093/rpd/ncy105

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Opens local program for sending emailJ. Busse, Fachbereich 6.3, Arbeitsgruppe 6.31

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