Logo PTB

Elektronisches Personendosimeter für hochenergetische Neutronen

15.01.2007

Das an der PTB entwickelte elektronische Personendosimeter DOS-2002 für Neutronenstrahlung wurde erfolgreich an die Industrie transferiert und ist nun in das von der Firma SYNODYS angebotene Neutronen/Photonendosimeter DMC2000GN implementiert. Es eignet sich gut für den Einsatz in Arbeitsplatzfeldern der Kernindustrie (siehe Jahresberichte 2004 und 2005).

Für die Messung von Neutronenstrahlung an Hochenergie-Beschleunigern oder im Weltraum sind aber noch Verbesserungen wünschenswert. Es besteht hier insbesondere im Bereich der Tumortherapie ein wachsender Bedarf, auch in Deutschland. Es sind derzeit mehrere neue Therapiezentren für Ionenstrahlung in Deutschland im Bau oder geplant: Rinecker Proton Therapy Center (München, 250 MeV Protonen, gerade fertig gestellt), Heidelberger Ionenstrahl- Therapiezentrum (im Bau), Protonentherapiezentren der ProHealth AG (in Köln im Bau, in Leipzig, Berlin und Dresden in Planung). Bedingt durch die hohe Einschussenergie der Protonen- und Ionenstrahlung entsteht an diesen Zentren auch Neutronenstrahlung im Hochenergiebereich. Dies bedeutet neue Herausforderungen an die Messtechnik, insbesondere auch an Neutronendosimeter.

Für die Messung der Neutronen ist hier besonders ein gutes Ansprechvermögen bei Neutronenenergien von 1 MeV und etwa 100 MeV erforderlich, da bei diesen Energien Neutronen in diesen Feldern wesentlich zu Dosis beitragen. Ein neues Prototyp-Dosimeter mit verbessertem Ansprechvermögen bei etwa 1 MeV und einem einfachen Aufbau wurde in diesem Jahr auf der Tagung „10. Symposium on Neutron Dosimetry“, Uppsala, 2006, vorgestellt [1].

Abb.: Personendosis-Ansprechvermögen, gemessen für die Dosimeter SAPHYDOSE-N und das Prototyp-Dosimeter der PTB DOS-2005 in Abhängigkeit von der Neutronenenergie.

Die Abbildung zeigt das Ansprechvermögen des neuen PTB Prototypdosimeters (DOS-2005), das unter Nutzung eines einzigen Halbleiterzählers ein ähnliches Ansprechvermögen für Neutronen aufweist wie das deutlich komplexer aufgebaute französische Dosimeter Saphydose-n (Silizium-Streifendetetektor, bedeckt mit 5 verschiedenen Konvertern für Neutronenstrahlung). Die Messungen beschränken sich im Augenblick auf einen Energiebereich bis 19 MeV. Für die Bestimmung des Ansprechvermögens für höhere Neutronenenergien werden derzeit Modellrechnungen durchgeführt und im Frühjahr 2007 sind Messungen mit hochenergetischen Neutronen bis 200 MeV an der Hochenergie-Beschleunigeranlage des iTHEMBA LABS in Südafrika geplant.

Längerfristig ist an die Entwicklung von direkt anzeigenden, elektronischen Personendosimetern auch für Astronauten gedacht. Hier sind wegen der Komplexität der Strahlenfelder noch weitere Entwicklungen nötig. Entsprechende Projekte werden derzeit mit der DLR und der ESA besprochen.

Literatur

  1. M. Luszik-Bhadra:
    Electronic personal neutron dosemeters for high energies: measurements, new developments and further needs,
    contribution to “10th Symposium on Neutron Dosimetry, 12.-16. Juni 2006, Uppsala. Radiat. Prot. Dosim. (zur Veröffentlichung eingereicht).