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Gepulste Strahlenfelder, wie sie in der Grundlagenforschung, bei Synchrotronstrahlung oder medizinischen Beschleunigern auftreten, stellen neue Herausforderungen an die Dosimetrie. Mit dem Dosimeter der PTB steht jetzt erstmals ein elektronischer Strahlungsmesser mit hoher Isotropie, geringer Totzeit und damit hoher metrologischer Güte für gepulste Neutronenfelder zur Verfügung.

Für strahlentherapeutische Beschleuniger existiert erstmals ein patentiertes Konzept, mit dem Referenzdosismessungen trotz kleinster Kammerabmessungen in wenigen Sekunden Messzeit pro Punkt möglich werden. Aufgrund der zusätzlich erhaltenen mikrodosimetrischen Information können zukünftig Aussagen über die relative biologische Wirksamkeit für die Behandlung von Patienten gemacht werden.

Die Umgebungsüberwachung von Anlagen und Einrichtungen, die ionisierende Strahlung erzeugen (kerntechnik, Medizin, Forschung) erfordert die Messung der Umgebungs-Äquivalentdosis aller Komponenten ionisierender Strahlung außerhalb der Anlage, zum Beispiel am Zaun des Betriebsgeländes. Die hierfür eingesetzten Geräte müssen zwischen Strahlung natürlichen und künstlichen Ursprungs unterscheiden und der Einfluss von Störungen auf den Messwertmuss vernachlässigbar sein. Eine neue Entwicklung der PTB stellt sich diesen hohen Anforderungen der Messtechnik.

In Kraftwerkswarten, Anlagensteuerungen und vielen Kontrollräumen finden sich noch tausende von analogen Drehregelungen. Um hier eine digitale Umrüstung zu ermöglichen, dabei aber die Vorteile eines feinfühligen Drehpotentiometers zu erhalten, hat die PTB ein Umrüst-Set entwickelt, das mit vielen digitalen Ansteuerungen kompatibel ist. Die Bedienung mittels dieses digitalen Drehgebers ist deutlich ergonomischer als über einen handelsüblichen Bildschirm und insbesondere dann besser, wenn kontinuierlich sehr kleine Parameter nachgeregelt werden müssen.

Die korrekte Ausrichtung eines Elektronen-, Protonen- oder α-Teilchenstrahls auf das Target im Submillimeter-Bereich und das Vermeiden von Streuung an den umgebenden Materialien stellen für die Kalibrierung eine erhebliche Herausforderung dar. Das PTB-Komplettsystem löst dies mit einem Blendensystem, einem Elektronikmodul und einer Software, die zu einer Minimierung der parasitären Reststrahlung führt.

Röntgenstrahler müssen während der Entwicklung, der Zertifizierung und zur Qualitätskontrolle auf ihre Gehäusedurchlassstrahlung überprüft werden, wobei der unerwünschte Austritt von Strahlung (bei abgedecktem Nutzstrahl) der entscheidende Parameter ist.

Für ihre eigene, gesetzliche Aufgabe der Bauartprüfung hat die PTB einen mobilen Messstand für die Prüfung von Röntgenstrahlern aufgebaut. Mit diesem Messstand können vor Ort zuverlässige Dosisleistungsmessungen in einem festen Abstand von 1 m vom Brennfleck einer Röntgenröhre durchgeführt werden.

Längenmessungen mit industrieller Röntgen-Computertomografie (CT) in Kegelstrahlgeometrie wiesen bisher (ohne zusätzliche taktile Referenzmessungen) relative Messunsicherheiten von etwa 1 ∙ 10^–4auf. Ein in der PTB entwickeltes Verfahren kann dies um zumindest einen Faktor 10 verbessern. Kern der Entwicklung ist eine pixelaufgelöste Abstandskorrektur der Röntgenquelle zum Flatpanel-Detektor. Das Verfahren ermöglicht zudem eine geringere Vorfilterung der Röntgenstrahlung zugunsten einer höheren Intensität und verkürzt dadurch die Messzeiten. So werden auch Messunsicherheiten reduziert, die durch Driften während der Bestrahlung eines Prüflings entstehen.

Ein in der PTB entwickelter Detektor misst die mittlere Energie und Ladung geladener Teilchen pulsaufgelöst und in Echtzeit. Das Gerät, das bis zu 10 Messungen pro Sekunde liefert, ist auch für kontinuierliche Ionen- oder Elektronenstrahlung geeignet. Seine Funktionsweise ermöglicht außerdem die Energiebestimmung von Teilchenstrahlung sehr geringer Intensität. Das Gerät besteht aus einem segmentierten Faraday-Cup (dem eigentlichen Detektor) und eigens entwickelter Messelektronik. Sie übernimmt die Signalerfassung und wichtige Schutzfunktionen für den Detektor. Die Bauweise ist für verschiedene Energien, Leistungsbereiche und Strahl-Aperturen weitgehend frei skalierbar.