Ganzkörperdosimetrie

Das perfekte Dosimeter in Mischstrahlungsfeldern

Unsere Thermolumineszenz-Albedodosimeter sind das perfekte Ganzkörperdosimeter zur Überwachung in Mischstrahlungsfeldern (Neutronen, Photonen), in denen der Neutronenanteil der Personendosis 20% der Photonen-Personendosis überschreiten kann.

Die Thermolumineszenz (TL)-Dosimetrie ist eine etablierte Methode zur Messung der Tiefen-Personendosis verursacht durch Photonen- oder Neutronenstrahlung. Unsere Albedodosimeter sind bestens geeignet zur amtlichen Überwachung der Personendosis in Mischstrahlungsfeldern. Durch Messverfahren nach dem Stand von Wissenschaft und Technik kann mit unseren Albedodosimetern ein großer Energiebereich abgedeckt werden.

In einer Kunststoffkassette befindet sich eine Detektorkarte, die mit vier TL-Detektoren bestückt ist.  Zwei der Detektoren sind hinter einem „Albedo-Neutronenfenster“ angeordnet.

Trifft ionisierende Strahlung auf die Detektoren, wird Energie im Detektorkristall gespeichert. Durch Erhitzen wird ein Teil dieser Energie in Form von Licht wieder freigesetzt. Die Lichtintensität ist ein Maß für die absorbierte Strahlung.

Wir verwenden TL-Lesegeräte vom Typ Harshaw 6600 zur Dosisberechnung.

Als amtliches Personendosimeter ist unser Albedodosimeter von der Physikalisch Technischen Bundesanstalt (PTB) für Photonenstrahlung der Bauart nach zugelassen.

Kurzbeschreibung

Das Albedodosimeter ist ein Dosimeter zur Messung der Personendosis durch Röntgen-, Gamma-, und Neutronenstrahlung in der Personen- und Ortsdosimetrie.

Die Dosimetersonde enthält in einer Albedokapsel eine nummerierte, wiederverwendbare Detektorkarte, die vier Thermolumineszenzdetektoren trägt, von denen jeweils zwei hinter einem "Albedo-Neutronenfenster" angeordnet sind. Zur Befestigung des Dosimeters wird eine Schutzhülle mit Trageclip empfohlen.

Das Messsystem ist für den Einsatz in Mischstrahlungsfeldern (Neutronen, Photonen) vorgesehen. Für Photonenstrahlung ist es für die Messgröße Hp(10) bauartzugelassen. Eine Personendosisüberwachung mit dem Albedodosimeter in Mischstrahlungsfeldern wird empfohlen, wenn der Anteil der Neutronen-Personendosis mehr als 20% der Photonen-Personendosis erreichen kann.

Aufbau eines Albedo-Dosimeters

Quelle: Helmholtz Zentrum München, Auswertungsstelle

Aufbau eines Albedo-Dosimeters

Quelle: Helmholtz Zentrum München, Auswertungsstelle

Funktionsweise und Dosisbestimmung

Bei Einwirkung ionisierender Strahlung werden in einem Kristall freie Paare von Ladungsträgern (Elektronen und Löcher) erzeugt, die in kristallinen Fehlstellen gefangen werden. Durch Erwärmung werden sie aus diesen energetisch höher liegenden und langlebigen Zuständen befreit und rekombinieren unter Aussendung von Licht (Thermolumineszenz, kurz TL). Die Lichtintensität ist ein direktes Maß für die aufgestrahlte Dosis. Durch Anreicherung mit neutronenempfindlichen Isotopen (z.B. Li-6) kann der Kristall auch für thermische Neutronen sensibilisiert werden.

Das Zweikomponenten-Albedodosimeter enthält zwei TL-Detektorpaare, wovon das erste die vom Körper zurückgestreuten Neutronen (Albedo-Neutronen) und das zweite die auf den Körper einfallenden thermischen Neutronen (Feldneutronen) misst. Die Angabe der Neutronenäquivalentdosis erfolgt aus der Anzeige des Albedodetektorpaares und dem entsprechenden Kalibrierfaktor für den jeweiligen Anwendungsbereich.

Jedes Detektorpaar besteht aus einem photonenempfindlichen Detektor und einem photonen- und neutronenempfindlichen Detektor. Der nur photonenempfindliche Detektor dient der Bestimmung der jeweiligen Photonendosis. Aus der Differenz beider Detektoren wird der jeweilige Neutronenanteil bestimmt. Das Verhältnis aus Feld- zu Albedoneutronen liefert dabei einen zusätzlichen Energiekorrekturfaktor (DIN 6802-4).

Das Albedodosimeter kann auch an Hochenergiebeschleunigern eingesetzt werden, da das Neutronen-Strahlungsfeld an diesen Arbeitsplätzen immer einen Anteil gestreuter Neutronen mit niedriger Energie aufweist und somit ein zur Dosisbestimmung ausreichendes Signal im Detektor erzeugt wird. Dies konnte durch Messungen an verschiedenen Hochenergiebeschleunigern verifiziert werden.

Trageweise

Das Dosimeter ist an einer für das Strahlenfeld repräsentativen Stelle (i.d.R. am oberen Teil des Rumpfes) zu tragen, wobei die Sondenrückseite eng am Körper der exponierten Person anliegen soll und die mit "Back" gekennzeichnete Rückseite dem Dosimeterträger zugewandt ist.

Trageweise des Dosimeters

Quelle: Helmholtz Zentrum München, Michael Haggenmüller

Trageweise des Dosimeters

Quelle: Helmholtz Zentrum München, Michael Haggenmüller

Gebrauchshinweise

Das Albedodosimeter ist Eigentum der Messstelle und wird dem Kunden auf Leihbasis zur Verfügung gestellt. Beim Einsatz ist es für einen Überwachungszeitraum (in der Regel ein Monat) einer Person fest zuzuordnen und nach Ablauf des Überwachungszeitraums der Messstelle unter Angabe des Trägers und der Expositionsbedingungen zur Auswertung zu übersenden. Unbenutzte Dosimeter sollten nach Ablauf eines Vierteljahres an die Messstelle zurückgeschickt werden, damit diese dort zur Wiederverwendung ausgeheizt ("genullt") werden können, da die Dosimeter die Umgebungsstrahlung kontinuierlich mit messen.

Mit dem Albedodosimeter wird der in der Routineüberwachung vorkommende Energiebereich für Neutronen ausreichend abgedeckt. Wegen der Energieabhängigkeit des Neutronenansprechvermögens wird zwischen vier typischen Anwendungsbereichen (N1 bis N4) unterschieden, in die der Strahlenschutzbeauftragte die beruflich strahlenexponierten Personen einzuordnen hat (siehe DIN 6802-4).

N1Reaktoren (starke Abschirmung)
N2Brennstoffzyklus
N3Radionuklidquellen, z. B. 252Cf, 241Am(Be)
N4Hochenergiebeschleuniger

 

Es ist dafür zu sorgen, dass das Dosimeter nur im vorgesehenen Anwendungsbereich eingesetzt wird. Im Einzelfall kann eine Kalibrierung im jeweiligen Streustrahlungsfeld erforderlich werden. Kalibrierungen im Streustrahlungsfeld erfolgen in Absprache mit der Messstelle.

Das Dosimeter ist geeignet für die Benutzung bei einer Umgebungstemperatur von +10°C bis +40°C sowie einer relativen Luftfeuchte von 10% bis 90%. Das Albedodosimeter sollte keiner direkten Sonnenlichtbestrahlung über 1000 W/m² oder mechanischen Schockeinwirkungen über 4900 m/s² ausgesetzt werden. Falls notwendig, kann die Dosimeterkapsel mit einem feuchten Tuch gereinigt werden. Albedodosimeter sind bei der Lagerung vor Nässe und Temperaturen über +60°C zu schützen. Es ist darauf zu achten, dass am Ort der Lagerung nur geringe Umgebungsstrahlung und vor allem keine thermischen Neutronen auftreten. Die Dosimeter dürfen nicht geöffnet oder mechanisch beschädigt werden, damit die sehr empfindlichen Detektoren nicht zerstört werden oder verloren gehen.

Energie- und Messbereich

EnergiebereichNachweisgrenzenNenngebrauchsbereich gemäß PTB-Anforderungen
Photonen25 keV - 7 MeV25 keV - 7 MeV
Neutronenthermisch - 10 MeV-
DosismessbereichNachweisgrenzenNenngebrauchsbereich gemäß PTB-Anforderungen
Photonen0,1 mSv - 2 Sv0,1 mSv - 2 Sv
Neutronen0,1 mSv - 2 Sv

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