Strahlenschutz bei Teilchenbeschleunigern: Neue Testmöglichkeit für Dosimeter

Ein medizinischer Linear-Beschleuniger ist auf eine Betonwand ausgerichtet. Das Strahlungsfeld durchdringt die Wand und wird abgeschwächt. Quelle: PTB

Moderne Teilchenbeschleuniger, die hochenergetische gepulste Röntgenstrahlung erzeugen, finden in der Tumortherapie sowie in Wissenschaft und Technik zunehmend Verbreitung. Dies erweitert die Möglichkeiten von Medizin und Forschung, ist für den Strahlenschutz aber eine Herausforderung: Zwar kann die Strahlendosis der Menschen, die die Geräte bedienen, mit sogenannten passiven Personendosimetern überwacht werden. Eine ergänzende Überwachung mit direkt ablesbaren, elektronischen Messgeräten, wie es in anderen Anwendungsbereichen von Strahlung Standard ist, ist derzeit jedoch nur eingeschränkt möglich.

Die gepulste Röntgenstrahlung von Beschleunigeranlagen setzt sich aus vielen einzelnen Strahlungsimpulsen zusammen. Jeder dieser Impulse ist extrem intensiv, aber nur etwa eine millionstel Sekunde lang. Herkömmliche elektronische Personendosimeter können diese Strahlung nicht korrekt erfassen. Ebenso fehlt eine Einrichtung, in der solche Messgeräte nach anerkannten Standards geprüft werden können. Um diese Lücke zu schließen und die Prüfung und Entwicklung geeigneter Messgeräte zu ermöglichen, hat das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ein sogenanntes Referenzfeld entwickeln lassen.

Auf der anderen Seite der Wand tritt das Strahlungsfeld im gelb markierten Bereich aus der Wand aus. Das Referenz-Messinstrument ist auf einer Verschiebebahn befestigt. Der Abstand zur Wand kann variabel eingestellt werden. Quelle: PTB

Spezieller Versuchsaufbau bei der PTB

In einem Referenzfeld können Messgeräte gezielt Strahlung ausgesetzt werden, deren Intensität und deren weitere Eigenschaften bekannt sind. Auf diese Weise lassen sich die grundsätzliche Eignung eines Geräts für einen Einsatzbereich und seine Messgenauigkeit bestimmen.

Für diesen Zweck richtete die PTB einen spezifischen Versuchsaufbau an einem ihrer medizinischen Teilchenbeschleuniger in Braunschweig ein. Damit kann Strahlung erzeugt werden, wie sie außerhalb des Bestrahlungsfeldes eines Beschleunigers oder trotz Abschirmung in Nebenräumen auftreten kann. Das entstehende Strahlungsfeld wurde exakt vermessen und ein flexibler Messplatz eingerichtet. Dort können elektronische Personendosimeter und Handmessgeräte darauf getestet werden, wie gut sie auf hochenergetische gepulste Röntgenstrahlung ansprechen.

Elektronische Personendosimeter

Beitrag zur Weiterentwicklung des Strahlenschutzes

Das BfS unterstützt das Bundesumweltministerium (BMUV) bei der Sicherstellung und Weiterentwicklung eines umfassenden Strahlenschutzes in Forschung, Technik und Medizin. Die Einrichtung eines Referenzfeldes schafft wichtige Grundlagen für die Entwicklung und Prüfung von elektronischen Personendosimetern und Handmessgeräten, die an Beschleunigeranlagen eingesetzt werden können. Perspektivisch soll dies zu einem besseren Strahlenschutz des Personals und zur Vereinfachung und Qualitätssicherung der technischen Prüfung solcher Anlagen durch Sachverständige beitragen.

Der Abschlussbericht des Projektes ist im Digitalen Online-Repositorium und Informations-System DORIS des BfS unter http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:0221-2024040842847 zu finden. Das Referenzfeld kann bei der PTB von Forschung und Entwicklung gegen Gebühr genutzt werden. Weitere Informationen sind bei der PTB erhältlich.