– målesystemer og apparatur Anvendt dosimetri I – – målesystemer og apparatur

Dosimetri måling av stråledose Absolutt dosimetri (kalibrering av bestrålingsapparatur, monitorering av pas. dose). Relativ dosimetri (kartlegging av dose- fordeling i volumet) Fantomdosimetri sann tid avlesning i ettertid In vivo-detektorer

Dosimetri Ionisasjonskammerdosimetri Kalorimetri Film Kjemisk dosimetri Halvleder-detektorer Termolumeniscens dosimetri (TLD)

Dosimetri

Ionisasjonskammer Baserer seg på ladning som produseres av mediet og som fanges opp ved hjelp av et spenningspotensiale Ionisasjonskammeret er vanligvis fylt med luft, mens væsekeionisasjonskammer blir mer og mer utbredt. D=f(Q)

Ionisasjonskammer Ladning skapes av ioniserende stråling Ladning lagres v.h.a. en spenningsforskjell (ofte 300 V) Dose beregnes på grunnlag av målt ladning. Doserate kan måles ved å observere strøm i kretsen

Ionisasjonskammer Eksposisjon X=DQ/(r x A x L x 2.58 x 10-4), ; hvor DQ er målt ladning, og A x L er det effektive måle- volumet.

Ionisasjonskammer

Ionisasjonskammer Fingerbøl-kammeret er det som benyttes i rutineoppmålinger. En forutsetter at kappen er “luftekvivalent” og tilstrekkelig i dimensjoner til å oppnå elektronlikevekt Z=S(ai x Zi2.94)1/2.94 i

Krav til ionisasjonskammer kammerets kappe må gi elektron likevekt fast følsomhet m.h.p. strålekvalitet kammervolum bestemmer følsomhet, og må avpasses etter behov retningsuavhengig følsomhet neglisjerbar “stem”-effekt minimal rekombinasjonstap

Ionisasjonskammer Dersom kappen er er for tynn relativt til max. elektronrekkevidde, vil ikke elektron-likevekt oppnås; ved for tykk vegg attenueres fluensen. Riktig kappedimmensjon

Ionisasjonskammer “Stem”-effekt, oppstår når: ionisasjoner oppstår i sentralelektroden ved at denne inkluderes i feltet bestråling av luften omkring sentralelektronden og som ikke skjermes

Ionisasjonskammer “Saturation”-effekten ved lave spenning-forskjeller mellom sentral-elektroden og grafitt-kappen vil en ikke oppnå full ladningslagring; ved økt spenning øker dermed ladningen inntil full ladningslagring oppnås. Dette siste omtales som “saturation”

Ionisasjonskammer Rekombinasjonstap En viss mengde ladninger tapes gjennom re-kombinasjon av ionepar. Korreksjonsfaktor for denne effekten øker med økende ratio mellom produsert og detektert ladning.

Ionisasjonskammer Trykk og temperatur påvirker responsen all den tid disse faktorene har innflytelse på antall gassmolekyler i kammeret. Responsen i kammeret standardiseres derfor til standard trykk og temperatur: CT,P=(1013/P) x [(273+T)/295]

Ionisasjonskammer Måling av eksposisjon X=M x Nc x CT,P x Cs x Cst ; hvor M er kammeravlesningen, CT,P er korreksjon for trykk & temp., Cs korreksjon for rekombinasjon og korreksjon Cst for “stem”-effekt.

Ionisasjonskammer I et kammer som traverseres av elektroner med plant innfall vil det effektive detektorpunktet være forskjøvet svakt mot stråleretningen. Det kan vises at : Xeff=0.85 x r

Kalorimetri Bygger på at absorbert stråledose omdannes til termisk energi: D=dEh/dm+dEs/dm ; hvor dEh er energi som oppstår som varme og dEs er den energi som omdannes til termisk energi som følge av kjemiske reaksjoner. DT=c x E DT=2.39 x 10-4 oC pr Gy

Kjemisk dosimetri Bygger på at ioniseriende stråling medfører kjemiske reaksjoner assosiert med absorpsjon av strålingsenergi. Avleses som endring i OD eller MR-relaksasjonstid Frickes løsning: 1 mM jernsulfat 1 mM NaCl 0.4 mM H2SO4

Kjemisk dosimetri G-faktoren (per 100 eV): 137 Cs 15.3 2 MV 15.4 60Co 15.5 4 MV 15.5 5-10 MV 15.6 11-30 MV 15.7 Dosen vil være avhengig av “kjemisk yield”, d.v.s. strålings-utbyttet per Gy (G), og antall stråleinduserte ioner (DM): D=DM/(r x G)

ESR/alanindosimetri Stråling induserer fri radikaler (uparede elektroner) I tørt, krystallinsk alanin er radikalene uvanlig stabile Responsen, d.v.s. mengden stråleinduserte radikaler, detekteres ved ESR (elektronspinn-resonans)

ESR/alanindosimetri h

ESR/alanindosimetri

Termolumeniscens-dosimetri TLD Bestrålte krystaller, f.eks. LiF, eksiteres s.f.a. absorbert dose. For å unngå spontan deeksitasjon, tilsttes krystallene små fremmedpartikler somskaper en ’elektron trap’ Deeksitasjon kan oppnås ved først å løfte elektronen opp i ledningsbåndt ved tilføring av varme.

Termolumeniscens-dosimetri Utglødnings-kurven gir informasjon om lys-utsendelse s.f.a. av tid. Integralet av kurven frem til et definert tidspkt. er et uttrykk for absorbert stråledose.

Termolumeniscens-dosimetri TLD signalet er supralineært avhengig av stråledosen; for små doser vil imidlertid en lineær modell gi tilstrekkelig nøyaktighet

Termolumeniscens-dosimetri Responsen for de fleste strålingsdetektorer være avhengig av energi til den innkommende stråle, slik også med TL-dosmimetri. LiF-krystaller har en lav responsvariasjon sammenlignet med andre krystaller og film-dosimetri.

Film-dosimetri Film svertes ved bestråling; denne svertningen er avhengig av absorbert dose. D=D(OD), hvor OD=log[Io/It] og It er transmittert lys gjennom filmen og Io er innsendt lysmengde. Ulike fimer har ulik strålefølsomhet og grad av lineæritet.