TL ÉS RPL SZILÁRDTEST DOZIMÉTEREK ÉS ALKALMAZÁSUK A SUGÁRVÉDELEMBEN

Átírás

1 TL ÉS RPL SZILÁRDTEST DOZIMÉTEREK ÉS ALKALMAZÁSUK A SUGÁRVÉDELEMBEN Ranogajec-Komor Mária Ruđer Bošković Intézet, Zágráb (IRB) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 1

2 TARTALOM SZILÁRDTEST DOZIMETRIA (SzTD) elve (TLD, RPL) rendszerek működése tulajdonságai, jellemzői SZEMÉLYI DOZIMETRIA ORVOSI DOZIMETRIA Röntgendiagnostika KÖRNYEZETI DOZIMETRIA környezeti összemérések 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 2

3 SzTD Problémák-feladatok: Személyi dozimetria Orvosi-klinikai dozimetria Környezeti dozimetriai felmérések Megoldás: Szilárdtest doziméterek termolumineszcencia TL rádiofotolumineszcencia RPL optikailag stimulált lumineszcencia OSL 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 3

4 TLD SzTD ELVE RPL Besugárzás: ionizáló (UV, fény) Detektor: kristály üveg Hatás: elektronbefogás szín centrum Állapot: stabil Gerjesztés: hő UV lézer Kibocsájtás: változó λ fény narancsszinű fluoreszcens Feltétel: A kibocsájtott fény mennyisége arányos a dózissal 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 4

5 SzTD RENDSZER TLD Detektorok Kiértékelő (kiolvasó) készülékek Mérési folyamat RPL 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 5

6 SzTD RENDSZER Kiértékelő (kiolvasó) készülékek TOLEDO 654 Harshaw 6600 FGD-202, FGD Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 6

7 Mérési folyamat SzTD RENDSZER regenerálás csomagolás besugárzás kiolvasás adatok matematikai feldolgozása Kalibráció: 226 Ra, 137 Cs, 60 Co Röntgen berendezés kv 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 7

8 SzTD RENDSZER Mérési folyamat regenerálás csomagolás besugárzás kiolvasás adatok matematikai D= K feldolgozása i IO i u Mért érték (TL, RPL jelzés) IO u Kiértékelt dózis H p (10) Kalibrációs tényező Korrekciós tényezők (kiolvasó, felejtés, energia, érzékenység, háttér, szállítás) Algoritmus (megfelelő dózis, több doziméter kombináció) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 8

9 AZ SzTD RENDSZEREK TULAJDONSÁGAI Érzékenység Linearitás Megismételhetőség Felejtés Energia-függés Szög-függés Doziméterek egységessége Kimutathatósági határ Fényérzékenység 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 9

10 RPL jelzés (mgy) LINEARITÁS-RPL y = 1.03x R 2 = Dózis (mgy) (Ranogajec-Komor et al., RM Hsu et al., RPD, 2006.) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 10

11 h a t á r RPL rendszer jellemzői ), 3-2, Tulajdonság RPL TLD Egységesség ν ( % ) 1, 3-3, 7 Megismételhetőség ν (%) 1 Kimutathatósági 3 s E (μg y (D LDL ) 2,2 LiF:Mg,Cu,P = 0,2 μgy CaF 2 :Mn = 7,0 μgy LiF:Mg,Ti = 61 μgy (Miljanić et al., RPD, 2002., Ranogajec-Komor et al., Pr ) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 11

12 Relatív dózis RPL és TLD rendszerek energiafüggése Cs-hoz viszonyítva RPL on fantom in levegő air Foton sugárzás energiája (kev) (Ranogajec-Komor et al., RM, Knežević, Ph.D. thesis, 2007.) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB TLD levegő --- LiF LiF:Mg,Cu,Si LiF:Mg,Cu,P fantom LiF:Mg,Cu,Si LiF:Mg,Cu,P Hp(10)/Ka

13 SZEMÉLYI DOZIMETRIA A horvát személyi dozimetria adatai 2009, Nov Akkreditált intézmény Személyek Dozimetriai rendszer EKOTEH 3174 TLD IMI 740 Film IRB 1593 TLD Összes 5507 Az Állami Sugárvédelmi Hivatal adata 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 13

14 EURADOS (European Radiation Dosimetry) Tagság: jelenleg 54 szavazattal bíró és 180 társult tag Működése: különbözó témakörökben érdekelt Munkacsoportok (Working Group) 1. Dozimetriai berendezések 4. Numerikus dozimetria 7. Belső terhelés 2. Személyi dozimetria 5. Repülőgép személyzet 8. Kevert terek 3. Környezeti dozimetria 6. Számítógépes dozimetria 9. Orvosi személyzet 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 14

15 A SzD szolgáltatók adatai (példák a válaszadó laboratóriumokból) Ország Szolgáltatók száma Ellenőrzött személyek Dozimetriai rendszer (foton) B F, 2TLD BG F, 5TLD CZ F, 2TLD D F, 2TLD, 3V EST TLD F RPL, 6F, 52TLD F, 2 TLD H F, 1TLD HR F, 1TLD I F, 10 TLD PL F, 3TLD YU TLD F, 69TLD, 5V F: film (443 ( ) TLD: RPL: (273 üveg 070) (200000) termoluminescens TLD: ( ) V: termoluminescens egyéb (üveg, elektronikus, V: egyéb (üveg, OSL) (11 elektronikus, 570) OSL) (11 570) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 15

16 ORVOSI DOZIMETRIA Röntgendiagnosztika konvencionális radiológia CT intervenciós radiológia Terápia Nukleáris medicina 84% Természetes sugárzás 14% Orvosi besugárzás 2% Egyéb mesterséges sugárzás 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 16

17 ORVOSI DOZIMETRIA A beteget ért dózis meghatározása a röntgendiagnosztikában bonyolult feladat, mert nagyon kis dózisok és változó, kis energiájú sugárzási tér a beteget ért dózis variációja jelentős (különböző röntgenkészülék, változó személyzet, stb.) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 17

18 RÖNTGENDIAGNOSZTIKA A standard deviációt befolyásoló tényezők: technikai feltételek (kv, mas), a beteg sajátságai, jellegzetessége (kor, magasság, súly stb.), a sugárzás abszorciója és szórása, PA és laterális projekció, különböző RTG készülékek, a RTG diagnosztikai alkalmazottak különböző munka módszere. 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 18

19 RÖNTGENDIAGNOSZTIKA 60 beteg Mérés helye: hát, belépő nyaláb Postero-anterior (PA) tüdő röntgenfelvétel (kor: 3 év felett) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB

20 RÖNTGENDIAGNOSZTIKA A gyermekbetegeken mért dózis A,B,C: röntgentechnikus jele TTI = m / h² (kg/m 2) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 20

21 RÖNTGENDIAGNOSZTIKA A gyermekbetegeken mért dózis összefoglalása Dózis (mgy) RTG Kor TTI RPL TLD D RPL /D TLD technikus év A 10 ± 3 19,4 0,19 0,15 1,26 B 10 ± 2 18,1 0,39 0,33 1,21 C 10 ± 3 16,8 0,16 0,12 1, Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB

22 RÖNTGENDIAGNOSZTIKA A gyermekbetegeken mért dózis 100 beteg Mérés helye: hát, belépő nyaláb A,B,C: röntgentechnikus jele TTI = m / h² (kg/m 2) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 22

23 RÖNTGENDIAGNOSZTIKA ÖSSZEFOGLALÁS 1. A becsült rizikó értékek nem riasztóak minden sugárvédelmi eljárást alkalmazni kell 2. Műszaki és metodológiai standardizációnak a jelentősége az abszorciós dózis nagy szórása csökkenthető 3. A veszély becsléshez nagy statisztikájú dózis mérések és 4. A dozimetriai rendszer tulajdonságainak pontos ismerete szükségesek. 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 23

24 ORVOSI DOZIMETRIA ÖSSZEFOGLALÁS: A beteg sugárvédelmének szempontjából az RTG vizsgálat optimális feltételeinek meghatározásánál nem csak a felvétel minőségét (image quality), hanem az abszorpciós dózist is figyelembe kell venni. A cél elérhető: gyakori dozimetriával a személyzet folyamatos oktatásával, továbbképzésével. 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 24

25 KÖRNYEZETI FELMÉRÉS A TÁRSADALOM FELELŐSSÉGE: a megfelelő környezetminőség biztosítása Valójában semmit sem birtokolsz, csak őrzöl egy darabig. S ha képtelen vagy tovább adni azokat, akkor azok birtokolnak téged. Buddha I.E. 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 25

26 KÖRNYEZETI FELMÉRÉS FELADAT: a környezetben lévő dózisadatok összegyűjtése, feldolgozása KÖVETELMÉNYEK: kis mesterséges sugárzás mérése a természetes sugárzás mellett (1:10) a temészetes sugárzás változásainak követése változó és néha szélsőséges körülmények (UV napsugárzás, páratartalom, hőmérséklet) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 26

27 KÖRNYEZETI FELMÉRÉS Környezeti sugárzás külső besugárzás Talaj Kozmikus Dózis sebesség = nsv/h Dubrovnik Kárpátok 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 27

28 KÖRNYEZETI FELMÉRÉS MEGOLDÁS: Szilárd test doziméterek (SzTD): TLD, RPL, OSL Ranogajec-Komor M.: Thermoluminescence Dosimetry Application in Environmental Dosimetry.Radiat. Safety Management 2 (1), 2-16 (2003) Ranogajec-Komor, M.: Passive solid state dosimeters in environmental monitoring // New techniques for the detection of nuclear and radioactive agents / Aycick, G.A. Dordrecht, The Netherlands : Springer, Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 28

29 KÖRNYEZETI FELMÉRÉS Pályamunka az MTA Határon Túli Magyar Tudományos Ösztöndíjprogram keretében, 2007 ZÁRT TEREK RADONKONCENTRÁCIÓJA MODELLEZÉS ALAPJÁN Mócsy Ildikó Csige István Ranogajec-Komor Mária Budapest, Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 29

30 KÖRNYEZETI FELMÉRÉS A pályamunka indoklása: A Föld lakosságának éves effektív dózisa 84% Természetes sugárzás 14% Orvosi besugárzás 2% Egyéb mesterséges sugárzás Jelentések: UNSEAR, 2004 Idiho University, 2008 Több mint 50 % a Rn-tól ered 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 30

31 Helyszín Protokol 2 település, 15 helyszín Kolozsvár: 10 helyszín Szentlászló: 5 helyszín belső+külső: 30 mérési hely 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 31

32 K = α D k - ref α Eredmények u Dózismérő TLD-700 Al 2 O 3 GR-200A TLD-100H D ref kalibrációs dózis (2 mgy) k a kalibrációs detektorok jelzése u a kontrol detektorok jelzése Kalibrációs tényező, K (mgy) 4,878E-05 7,616E-07 6,749E-07 3,025E-06 RPL 1,03* *Az RPLdetektorok kalibrációs tényezőjét a gyártó adja meg. 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 32

33 Eredmények Helydózis (H) a mért helyszíneken Site/ No TLD- 700 Doses (msv) measured with Al 2 O 3 GR- 200A TLD- 100H RPL Mean. (msv) SD (%) napos mérési periodus (41 nap a helyszíni mérés +szállítás) SD: 4,4 17,7% 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 33

34 Eredmények A környezeti dozimetriai mérések korrigált eredményei Település Dózis (msv) Helyszínszám Kültér Beltér Kolozsvár 1-10 Átlag (msv) SD (%) Szentlászló 1-5 Átlag (msv) SD (%) nap helyszíni mérés SD: <10% 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 34

35 Következtetések A TL és RPL rendszerek közötti egyezés (TL/RPL=1,01±12,5%) eleget tesz a nemzetközi szabvány követelményeinek a viszonylag rövid mérési periódus alatt is (41 nap) Nincs szisztematikus különbség a két rendszerrel mért γ dózisértékek között 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 35

36 Következtetések Az egyes helyszíneken, az épületben (bent) és az épület környékén (kint) mért dózisok között nem volt különbség az építőanyagok nem befolyásolják a gamma környezeti háttérdózist. A mért dózisok (0,14-0,16 msv) megfelelnek a környezeti dózisnak a mérési idő (41 nap) alatt. 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 36

37 Következtetések Nem dozimetriai eredetű problémák, amelyek befolyásolják az eredményeket: Elveszített doziméter 1 Elcserélt doziméterek 3 Sérült doziméter 1 Emberi tényező nem elég gyakorlat Túl hosszú szállítási és tárolási periódus (86 nap) a helyszíni mérés időtartamához képest (41 nap) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 37

38 KÖRNYEZETI FELMÉRÉS A Krsko-i atomerőmű környezetében (egy kör-6 hónap) Dózis (msv) Helyszínsz. 1. kör 2. kör 3. kör Átlag SD(%) 1 0,68 0,57 0,54 0, ,53 0,54 0,50 0, ,62 0,54 0,51 0, ,45 0,34 0,45 0, ,44 0,37 0,36 0, ,47 0,47 0,40 0, ,61 0,54 0,51 0, ,47 0,44 0,34 0, ,56 0,40 0,46 0, ,46 0,38 0,37 0, Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 38

39 KÖRNYEZETI FELMÉRÉS A Krsko-i atomerőmű környezetében Dózisarány TLD100H/RPL=1,08±12% 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 39

40 Következtetések A mért dózisok (0,39-0,60 msv) megfelelnek a környezeti dózisnak a mérési idő (6 hónap) alatt. A különbség összhangban van a természetes dózisingadozással. A TL és RPL rendszerek közötti egyezés (TL/RPL=1,08±12,5%) eleget tesz a nemzetközi szabvány követelményeinek. 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 40

41 Kollégák - Köszönetnyilvánítás Alves J. P Ban R. HR Bilski P. PL Burgkhardt B. D Csige I. H Dvornik I. HR Klemic G. USA Knežević Ž. HR Lee J.I. Korea Miljanić S. HR Milković Đ. HR Mócsy I. Ro Néda T. Ro Nikodemová D. Szlovákia Osvay M. H Piesch E. D Prokić M. Szerbia Štuhec M. Szlovénia Szabó P. H Szacsvay K. Ro Uray I. H Vekić B. HR Yamamoto T. J Zorko B. Szlovénia 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 41

42 ...tanulj meg mindenkitől tanulni. Weöres Sándor : Útravaló 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, IRB 42