TL ÉS RPL SZILÁRDTEST DOZIMÉTEREK ÉS ALKALMAZÁSUK A SUGÁRVÉDELEMBEN Ranogajec-Komor Mária Ruđer Bošković Intézet, Zágráb (IRB) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 1
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, 2010. IRB 2
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, 2010. IRB 3
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, 2010. IRB 4
SzTD RENDSZER TLD Detektorok Kiértékelő (kiolvasó) készülékek Mérési folyamat RPL 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 5
SzTD RENDSZER Kiértékelő (kiolvasó) készülékek TOLEDO 654 Harshaw 6600 FGD-202, FGD-1000 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 6
Mérési folyamat SzTD RENDSZER regenerálás csomagolás besugárzás kiolvasás adatok matematikai feldolgozása Kalibráció: 226 Ra, 137 Cs, 60 Co Röntgen berendezés 40-300 kv 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 7
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, 2010. IRB 8
AZ SzTD RENDSZEREK TULAJDONSÁGAI Érzékenység Linearitás Megismételhetőség Felejtés Energia-függés Szög-függés Doziméterek egységessége Kimutathatósági határ Fényérzékenység 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 9
RPL jelzés (mgy) LINEARITÁS-RPL 150 100 y = 1.03x - 0.11 R 2 = 1.00 50 0 0 50 100 150 Dózis (mgy) (Ranogajec-Komor et al., RM. 2008. Hsu et al., RPD, 2006.) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 10
h a t á r RPL rendszer jellemzői ), 3-2, 7 2-4 4-5 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. 1989.) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 11
Relatív dózis RPL és TLD rendszerek energiafüggése - 137 Cs-hoz viszonyítva 2.00 1.50 1.00 0.50 RPL on fantom in levegő air 10 100 1000 10000 Foton sugárzás energiája (kev) (Ranogajec-Komor et al., RM, 2008. Knežević, Ph.D. thesis, 2007.) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 12 2.0 1.5 1.0 0.5 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 TLD levegő --- LiF LiF:Mg,Cu,Si LiF:Mg,Cu,P 10 100 1000 fantom LiF:Mg,Cu,Si LiF:Mg,Cu,P Hp(10)/Ka 10 100 1000
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, 2010. IRB 13
EURADOS (European Radiation Dosimetry) Tagság: jelenleg 54 szavazattal bíró és 180 társult tag Működése: http://www.eurados-online.de/ 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, 2010. IRB 14
A SzD szolgáltatók adatai (példák a válaszadó laboratóriumokból) Ország Szolgáltatók száma Ellenőrzött személyek Dozimetriai rendszer (foton) B 3 6000 1F, 2TLD BG 5 12450 1F, 5TLD CZ 4 20420 2F, 2TLD D 8 52900 1F, 2TLD, 3V EST 1 1050 1TLD F 8 242800 1 RPL, 6F, 52TLD F, 2 TLD H 2 30000 1F, 1TLD HR 2 3700 1F, 1TLD I 12 44170 2F, 10 TLD PL 3 35000 2F, 3TLD YU 2 5100 2TLD 29 104 727640 30F, 69TLD, 5V F: film (443 (200 000) TLD: RPL: (273 üveg 070) (200000) termoluminescens TLD: (273 070) V: termoluminescens egyéb (üveg, elektronikus, V: egyéb (üveg, OSL) (11 elektronikus, 570) OSL) (11 570) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 15
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, 2010. IRB 16
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, 2010. IRB 17
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, 2010. IRB 18
RÖNTGENDIAGNOSZTIKA 60 beteg Mérés helye: hát, belépő nyaláb Postero-anterior (PA) tüdő röntgenfelvétel (kor: 3 év felett) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB
RÖNTGENDIAGNOSZTIKA A gyermekbetegeken mért dózis A,B,C: röntgentechnikus jele TTI = m / h² (kg/m 2) 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 20
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 1,29 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB
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, 2010. IRB 22
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, 2010. IRB 23
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, 2010. IRB 24
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 563-483 I.E. 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 25
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, 2010. IRB 26
KÖRNYEZETI FELMÉRÉS Környezeti sugárzás külső besugárzás Talaj Kozmikus Dózis sebesség = 100-200 nsv/h Dubrovnik Kárpátok 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 27
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, 2009. 97-112. 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 28
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, 2008 35.Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 29
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, 2010. IRB 30
Helyszín Protokol 2 település, 15 helyszín Kolozsvár: 10 helyszín Szentlászló: 5 helyszín belső+külső: 30 mérési hely 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 31
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, 2010. IRB 32
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 (%) 1 0.35 0.31 0.32 0.30 0.28 0.31 8.3 2 0.37 0.39 0.37 0.32 0.31 0.35 9.9 3 0.29 0.23 0.26 0.22 0.22 0.24 12.5.. 29 0.38 0.37 0.34 0.29 0.30 0.34 12.0 30 0.37 0.36 0.34 0.32 0.30 0.34 8.5 127 napos mérési periodus (41 nap a helyszíni mérés +szállítás) SD: 4,4 17,7% 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 33
Eredmények A környezeti dozimetriai mérések korrigált eredményei Település Dózis (msv) Helyszínszám Kültér Beltér Kolozsvár 1-10 Átlag (msv) 0.16 0.14 SD (%) 10.0 8.8 Szentlászló 1-5 Átlag (msv) 0.14 0.16 SD (%) 6.7 3.5 41 nap helyszíni mérés SD: <10% 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 34
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, 2010. IRB 35
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, 2010. IRB 36
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, 2010. IRB 37
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 0,60 12 2 0,53 0,54 0,50 0,53 4 3 0,62 0,54 0,51 0,56 10 4 0,45 0,34 0,45 0,41 15 5 0,44 0,37 0,36 0,39 12 6 0,47 0,47 0,40 0,45 9 7 0,61 0,54 0,51 0,55 9 8 0,47 0,44 0,34 0,42 16 9 0,56 0,40 0,46 0,47 17 10 0,46 0,38 0,37 0,40 13 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 38
KÖRNYEZETI FELMÉRÉS A Krsko-i atomerőmű környezetében Dózisarány TLD100H/RPL=1,08±12% 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 39
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, 2010. IRB 40
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, 2010. IRB 41
...tanulj meg mindenkitől tanulni. Weöres Sándor : Útravaló 35. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam, Hajdúszoboszló, 2010. IRB 42