Opleiding Stralingsdeskundigheid niveau 3 / 4B. Dosimetrie, deel 1. introductie dosisbegrip. W.P. Moerman

Transcriptie

1 Opleiding Stralingsdeskundigheid niveau 3 / 4B Dosimetrie, deel 1 introductie dosisbegrip W.P. Moerman

2 Dosis Meestal: hoeveelheid werkzame stof

3 Inhoud dag 1 dosis kerma exposie dag 2 equivalente dosis effectieve dosis effecten van straling

4 Dosis (D) dosis: geabsorbeerde dosis hoeveelheid straling per massa-eenheid J/kg

5 Effect van 10 J/kg 10 J/kg in het lichaam: 0,0024 ºC temperatuurverhoging. 10 J/kg straling: overlijden binnen paar weken. belangrijk: ionisaties niet temperatuursverhoging DNA meest gevoelig

6 Dosiseenheid gray (Gy) J/kg ioniserende straling 1 Gy = 1 J/kg gray ~ hoeveelheid ionisaties ~ hoeveelheid stralingsschade vroeger: rad = radiation absorbed dose 1 rad = 1 cgy = 0,01 Gy

7 Stralingsdosis Hoeveelheid werkzame straling geabsorbeerde stralingsenergie per kilogram joule per kilogram (J/kg) = gray (Gy) = massieke energieafgifte

8 geabsorbeerde dosis niet homogeen gemiddelde punt D = dε dm ε = Rin R uit R in R uit

9 Berekenen stralingsdosis Berekenen mbv fluentie stralingsenergie massieke energieabsorbtiecoëfficiënt Φ E foton µ en /ρ

10 Geabsorbeerde dosis fotonenstraling D=Φ E µ en /ρ (Bos 4.14) bij geladen deeltjes evenwicht Φ in m in gewone eenheden: -2 E in J D=1, Φ E µ µ en /ρ in m 2 en /ρ /kg Φ in cm -2 E in MeV µ en /ρ in cm 2 /g

11 Voorwaarde: geladen deeltjes evenwicht Dosis door energieafgifte van elektronen Bij inhomogeen materiaal geen evenwicht grensvlak

12 geladen deeltjes evenwicht binnen volume V: aantal deeltjes dat V verlaat gelijk aan aantal dat V binnenkomt fotonen neutronen V

13 Grensvlakdosimetrie geen g.d.e. verandering hogere (µ en /ρ) hogere Φ elektronen (S/ρ) el D = Φ(S/ρ) el vacuüm materie geabsorbeerde dosis

14 Grensvlakdosimetrie geabsorbeerde dosis lage µ en /ρ hoge µ en /ρ teruggestrooide elektronen

15 geladen deeltjes D = Φ (S/ρ) el Φ in m -2 S/ρ in J.m 2 /kg in gewone eenheden: D=1, Φ (S/ρ) el Φ in cm -2 S/ρ in MeV.cm 2 /g

16 Kerma Kinetic Energy Released in Mass rekeneenheid energieoverdracht in lucht fotonen en neutronen K = Φ E µ tr /ρ µ tr /ρ: massieke energieoverdrachtsdoorsnede eenheid: gray

17 Dosis vs. kerma dosis D=Φ E µ en /ρ energieabsorbtie remstraling verlaat V remstraling geabsorbeerde energie kerma energieoverdracht K = Φ E µ tr /ρ remstraling komt na overdracht kinetische energie µ en < µ tr

18 Dosis vs. kerma dosis beschrijft risico moeilijk te berekenen bij materiaalovergangen kerma beschrijft stralingsveld kallibratie-eenheid geen geladen deeltjes evenwicht nodig rekent makkelijk vervangt exposie

19 Dosis vs. kerma meestal remstraling verwaarloosbaar en g.d.e.? Dan geldt: dosis = kerma D weefsel D water K lucht

20 Dosis: geabsorbeerde energie remstraling ontstaat binnen V ontsnapt uit V ε i = ε in - ε uit = hν in - (hν uit 1 + hν uit 2 + ε uit (e - ) ) ε uit (e - ) e - hν uit 2 hν in hν uit 1

21 Kerma: overgedragen energie energieoverdracht in eerste interactie Overdracht E foton kinetische energie elektron

22 Kerma: overgedragen energie remstraling na comptoneffect: E tr = hν in - hν uit 1 ε uit (e - ) e - hν uit 2 hν in hν uit 1

23 Exposie vrijgemaakte lading in lucht dq X = dm lading per massa-eenheid vroeger: röntgen (R) nu: C/kg

24 Toepassing dosis en exposie Dosis (D) energieafgifte biologische schade Exposie (X) stralingsveld meet-eenheid

25 Exposie meting vrije lucht ionisatiekamer ionisatie in luchtvolume V elektrode verzamelt lading - V e - e - + lading Arbo- en Milieudienst KUN/UMC

26 Exposie meting dq X = dm X=C/kg Q=lading (stroom x tijd) m=massa lucht in kg

27 Exposie meting bij g.d.e. afmetingen ionisatiekamer l = dracht h = dracht 200 kev: dracht = 30cm h V l

28 Ionisatiekamer uit 1937 Herb Parker

29 Attix free air chamber, E < 50 kev

30 WAFAC: wide angle free air chamber

31

32 Diamentor Ionisatiekamer op veel röntgentoestellen

33 Dosis uit exposiemeting D = constante X constante = W e W = energie om elektron vrij te maken W lucht = 33,97 (± 0,06) J/C e D lucht (Gy) = 33,97 X (C kg -1 )

34 Dosis in andere materialen g.d.e. D = m D lucht ( µ en / ρ) m ( µ en / ρ) lucht

35 Figuur 4-8: (µ en /ρ) m /(µ en /ρ) lucht

36 Exposie alleen voor fotonen alleen in lucht ander medium met Bragg-Gray principe g.d.e.

37 Meten van dosis vlgs Bragg-Gray principe Fotonendosis is eigenlijk elektronendosis D = Φ E µ en /ρ = Φ S/ρ Φ elektronen vrijgemaakt in medium Φ gas D gas = Φ (S/ρ) el, gas gas medium eēe -

38 Gebruik van Bragg-Gray principe meet de dosis in het gas bereken de dosis in het medium: D m = D g (S / ρ) (S / ρ) el,m el,g

39 figuur 3-4: S/ρ

40 Eisen aan Bragg-Gray detector kleine gasholte in medium geen secundaire elektronen ontstaan g.d.e. dikte medium > dracht secundaire elektronen

41 Bragg-Gray dosismeters

42 Kleine ionisatiekamers

43 Dosismeters in dummy om dosis in ISS vast te stellen. ISS = International Space Station

44

45 Dosismeting in CT

46 Samenvatting: toepassingsgebied Dosis: risico Kerma: berekenen Exposie: meten, maar grote opstelling Bragg-Gray: meten met compacte opstelling

47 Samenvatting: definities Dosis: alle ioniserende straling, g.d.e. Kerma: fotonen en neutronen Exposie: fotonen, g.d.e. Bragg-Gray: fotonen, g.d.e.