Messung der Feldstörungskorrektionsfaktoren pCo für Flachkammern

Für eine große Anzahl von Flachkammern der Typen Roos, Markus und Advanced Markus wurden die Feldstörungskorrektionsfaktoren p_Co bestimmt. Als Ergebnis dieser Untersuchungen werden in der neuen Version der Norm DIN 6800-2 bauartspezifische p_Co-Werte für diese Flachkammertypen angegeben.

Moderne Dosimetrieprotokolle, wie z.B. DIN 6800-2 oder IAEA TRS-398 empfehlen, für die Messung der Wasser-Energiedosis in Elektronenstrahlungsfeldern Flachkammern zu verwenden. Die Vorteile dieser Kammertypen im Vergleich zu zylindrischen Ionisationskammern sind eine bessere Tiefenauflösung und - insbesondere in niederenergetischen Elektronenstrahlungsfeldern (nominelle Energie kleiner als 10 MeV) - ein deutlich geringerer Hereinstreueffekt (Fluenzstörungseffekt).

Die empfohlene Vorgehensweise bei der Dosismessung mit Flachkammern in Elektronenstrahlungsfeldern weicht jedoch von der üblichen Vorgehensweise in der klinischen Dosimetrie ab: Flachkammern werden nicht im ⁶⁰Co-Strahlungsfeld zur Anzeige der Wasser-Energiedosis kalibriert; sondern der Anwender muss vor der Dosismessung mit der Flachkammer zunächst eine Anschlussmessung (engl.: cross calibration) an eine kalibrierte Kompaktkammer in einem hochenergetischen Elektronenstrahlungsfeld durchführen.

Als Grund für diese abweichende Vorgehensweise wird in der Literatur die starke exemplarspezifische Streuung des Feldstörungskorrektionsfaktors p_Co von Flachkammern genannt (Abweichungen von 3%...4% werden berichtet), wodurch in Dosimetrieprotokollen keine bauartspezifischen p_Co-Werte mit hinreichend geringer Messunsicherheit angegeben werden können. Diese Aussage beruht auf Untersuchungen an NACP-Kammern älterer Generation; in neueren Arbeiten finden sich Hinweise auf eine deutlich geringere Schwankung des Feldstörungskorrektionsfaktors bei Kammern moderner Bauarten.

Um dies genauer zu untersuchen, wurden in der PTB in Zusammenarbeit mit den Universitätskliniken Freiburg und Tübingen und dem Deutschen Krebsforschungszentrum Heidelberg die Feldstörungskorrektionsfaktoren p_Co für drei in der klinischen Dosimetrie häufig verwendete, moderne Typen von Flachkammern durch "cross calibration" bestimmt. In dieser Studie wurden insgesamt 35 Roos-Kammern (30 PTW 34001, 3 Scanditronix-Wellhöfer PPC40, 2 PTB FK6), 15 Markus-Kammern (PTW 23343) und 12 Advanced-Markus-Kammern (PTW 34045) untersucht. Für viele dieser Kammern wurde mehrfach der Feldstörungskorrektionsfaktor p_Co in allen beteiligten Instituten bestimmt, so dass insgesamt 111 Messungen mit Roos-Kammern, 40 Messungen mit Markus-Kammern und 37 Messungen mit Advanced-Markus-Kammern durchgeführt wurden.

Die bei diesen Messungen beobachtete Streuung der Feldstörungskorrektionsfaktoren p_Co für unterschiedliche Kammern desselben Typs (siehe Tabelle) ist deutlich geringer als der in der Literatur angegebene Wert, obwohl in unserer Studie eine weitaus größere Anzahl von Kammern unter unterschiedlichen experimentellen Bedingungen (z.B. an Elektronenbeschleunigern verschiedener Typen) untersucht wurde.

Tabelle: Experimentell erhaltene Werte und relative Standardabweichungen der Feldstörungskorrektionsfaktoren pCo für die drei untersuchten Kammertypen.

Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass eine Angabe bauartspezifischer Feldstörungskorrektionsfaktoren p_Co für die untersuchten Typen von Flachkammern möglich und sinnvoll ist. Die Messunsicherheit der in der Tabelle angegebenen p_Co-Mittelwerte ist nur wenig größer als die Messunsicherheit der entsprechenden Korrektionsfaktoren für zylindrische Ionisationskammern.

Die in dieser Studie erhaltenen Werte für die Feldstörungskorrektionsfaktoren (siehe Tabelle) finden Eingang in die neue Version der Norm DIN 6800-2, in der dann erstmalig in einem Dosimetrieprotokoll die Vorgehensweise bei der Dosismessung mit Zylinderkammern und Flachkammern vereinheitlicht wird.