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Messunsicherheit der Sekundärnormal-Messeinrichtung für die Wasser-Energiedosis zwischen 5 Gy und 25 Gy

Kategorien:
  • Metrologie für die Gesellschaft
10.05.2006

Die Sekundärnormal-Messeinrichtung für die Wasser-Energiedosis in Strahlungsfeldern hoher Energie auf der Basis von Alanin/ESR konnte durch eine neue Positioniervorrichtung für die Sonden verbessert werden. Die relative Wiederholstandardabweichung bei 5 Gy beträgt nun 0,4%, bei 25 Gy werden 0,2% erreicht.

Die Wiederholstandardabweichung der Sekundärnormal-Messeinrichtung für die Wasser-Energiedosis, DW, konnte durch die Verbesserung des Probenhalters verringert werden. Bei dem neuen Halter (siehe Abbildung) wird die Alaninsonde auf einem kleinen, drehbaren Quarzröhrchen mit einer Führungsbuchse aus Teflon gelagert. Eine Quarzkapillare mit der Referenzsubstanz, die zur Relativbestimmung der Amplitude bestrahlter Alaninsonden verwendet wird, befindet sich nun direkt unterhalb der auszuwertenden Sonde. Dadurch wird eine verbesserte Reproduzierbarkeit bei der Positionierung erreicht.

Die Wiederholstandardabweichung für DW im Bereich zwischen 5 Gy und 25 Gy lässt sich als Geradengleichung angeben: u (DW) = 0,0012 * DW +0,0117 Gy. Dies entspricht einer relativen Wiederholstandardabweichung von 0,4%, 0,3% und 0,2% bei Dosen von 5 Gy, 10 Gy und 20 Gy. Die Unsicherheiten von Positionierung und Temperatur bei der Bestrahlung sowie der Masse der Sonden erhöhen die relative Standard-Messunsicherheit um weitere 0,15%. Zusammen mit der Standard-Messunsicherheit des Primärnormals (Wasser-Kalorimeter) von 0,2% ergibt sich damit eine kombinierte relative Standard-Messunsicherheit von 0,5% bei 5 Gy bzw. 0,3% bei 25 Gy.

Diese Angaben gelten für den Fall, dass die Sonden, die für die Erstellung der Kalibrierkurve benötigt werden, nicht mehr als eine Woche vor oder nach den eigentlichen Messsonden bestrahlt wurden, sowie für gleiche Bedingungen bei Bestrahlung und Lagerung für Test- und Kalibriersonden. Bei unterschiedlichem Alter müssen ggf. Beiträge von ca. 0,25% bis 0,3% addiert werden. Die Unsicherheitsbeiträge durch unterschiedliches Alter bzw. unterschiedlicher Lagerung sind zur Zeit noch Gegenstand umfangreicher Untersuchungen.

Neben den Arbeiten zum Unsicherheitsbudget wurden die ersten Alanin-Sonden eigener Herstellung stichprobenartig getestet. Ferner wurde das Ansprechvermögen des Alanindosimeters für ultraharte Röntgenstrahlung am Beschleuniger des Fachbereiches 6.2 untersucht.

Abbildung: Schematische Darstellung des neu entwickelten Probenhalters

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