DIN 6802-2-1999 Neutron dosimetry - Part 2 Conversion coefficients for the calculation of ambient and personal dose equivalent from the neutron fluence and correction factors for r.pdf

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1、6802-2DEUTSCHE NORMDFNovember 1999 DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinRef. Nr. DIN 6802-2 : 1999-11Prei

2、sgr. 07 Vertr.-Nr. 0007NeutronendosimetrieTeil 2: Konversionsfaktoren zur Berechnung derOrts- und Personendosis aus der Neutronenfluenzund Korrektionsfaktoren fr StrahlenschutzdosimeterICS 11.040.50; 17.240Neutron dosimetry Part 2: Conversion coefficients for the calculation of ambientand personal d

3、ose equivalent from the neutron fluence, and correction factors forradiation protection devicesDosimtrie des neutrons Partie 2: Coefficients de conversion pour le calcul desquivalents de dose ambiante et individuelle partir de la fluence neutronique etfacteurs de correction pour les dosimtres de rad

4、ioprotectionErsatz fr diezurckgezogene Ausgabe 1978-06SeiteVorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Normative Verweisungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Berechnung vo

5、n Konversionsfaktoren . . . . . . . . . . 23.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23.2 Mittlerer Qualittsfaktor fr auf ein Gewebeelementeinfallende monoenergetische Neutronender Energie E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23.3 Fluenz-q

6、uivalentdosis-Konversionsfaktor frmonoenergetische auf ein Phantom einfallendeNeutronen der Energie En. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Normenausschu Radiologie (NAR) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V.Fortsetzung Seite 2 bis 7Seite3.4 Mittlerer Neutronenfluenz-quivalentdosis-Konversi

7、onsfaktor fr Neutronenspektren . . . . . . . . . 24 Ermittlung der quivalentdosis . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Mewerte von Strahlenschutzdosimetern . . . . . . . . 36 Diagramme und Tabellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Anhang A (informativ) Literaturhinweise . . . . . . . . . .

8、 . . . 7Anhang B (informativ) Erluterungen . . . . . . . . . . . . . . . 7InhaltVorwortDiese Norm wurde aufgestellt vom Normenausschu Radiologie (NAR) im DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. inArbeitsgemeinschaft mit der Deutschen Rntgengesellschaft sowie in Zusammenarbeit mit der Deutschen Gesell

9、schaft frMedizinische Physik und dem Fachverband fr Strahlenschutz. Datengrundlage fr alle Berechnungen ist die ICRP-Verffent-lichung 74 1, die nach Magabe der Empfehlungen der ICRP-Verffentlichung 60 2 erarbeitet worden ist. Es ist vor-gesehen, die neuen Megren im Zuge der Novellierung der StrlSchV

10、, der RV und der verkehrstechnischen Vorschriftenber die Befrderung von gefhrlichen Gtern (voraussichtlich bis Mai 2000) einzufhren. Wo es aus Grnden der Einheitlich-keit erforderlich erscheint, kann bereits jetzt nach der vorliegenden Norm verfahren werden. Sollten bis zu diesem Zeitpunktbezglich d

11、er Konversionsfaktoren ltere Datenstze verwendet werden, so ist dies in den entsprechenden Unterlagen aus-drcklich anzugeben.DIN 6802 Neutronendosimetrie“ besteht aus:Teil 1: Spezielle Begriffe und BenennungenTeil 2: Konversionsfaktoren zur Berechnung der Orts- und Personendosis aus der Neutronenflu

12、enz und Korrektionsfaktorenfr StrahlenschutzdosimeterTeil 3: Neutronenmeverfahren und -gerte fr den Strahlenschutz, kennzeichnende EigenschaftenTeil 4: Verfahren zur Personendosimetrie mit AlbedoneutronendosimeternnderungenGegenber der im Oktober 1985 zurckgezogenen Ausgabe Juni 1978 wurde diese Nor

13、m vollstndig neu gefasst und auf dieThematik der Strahlenschutzdosimetrie begrenzt. Dabei werden a) die Methode zur Ermittlung der Konversionsfaktoren erlu-tert, b) die Konversionsfaktoren fr den praktischen Gebrauch tabellarisch und graphisch dargestellt, c) ein Verfahren zurBerechnung von Mewertko

14、rrektionen angegeben fr Messgerte, deren Energieabhngigkeit des Ansprechvermgens nichtgleich der empfohlenen Energieabhngigkeit der Koversionsfaktoren ist.Frhere AusgabenDIN 6802-2: 1978-06Seite 2DIN 6802-2 : 1999-111 AnwendungsbereichDiese Norm gilt als Berechnungsgrundlage fr die im Strah-lenschut

15、z beim Umgang mit Neutronen benutzten Dosis-megren. Sie legt die Neutronenfluenz-quivalentdosis-Konversionsfaktoren fest, die zur Kalibrierung von Strahlen-schutzdosimetern fr Neutronenstrahlung bentigt werden.Sie enthlt ferner Hinweise auf spektrumsbedingte Korrektio-nen fr Mewerte von Strahlenschu

16、tzmegerten. Die Normbehandelt nicht Berechnungsgrundlagen fr die Ermittlungvon Krperdosen. Diese sind in einer Verffentlichung derStrahlenschutzkommission 3 enthalten.2 Normative VerweisungenDiese Norm enthlt durch datierte und undatierte Verweisun-gen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diese n

17、orma-tiven Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Textzitiert, und die Publikationen sind nachstehend aufgefhrt.Bei datierten Verweisungen gehren sptere nderungenoder berarbeitungen dieser Publikationen nur zu dieserNorm, falls sie durch nderungen oder berarbeitung einge-arbeitet sind. Bei u

18、ndatierten Verweisungen gilt die letzteAusgabe der in Bezug genommenen Publikation.DIN 6802-1Neutronendosimetrie Spezielle Begriffe und Benen-nungenE DIN 6814-3 :1999-04Begriffe und Benennungen in der radiologischen Technik Teil 3: Dosisgren und Dosiseinheiten3 Berechnung von Konversionsfaktoren3.1

19、AllgemeinesBei Neutronenstrahlung ist die Ermittlung des wahren Wertesder quivalentdosis ber die Energiedosis nach Anhang B.1mit einer Primrnormal-Meeinrichtung nicht mglich. Frdie Kalibrierung von Strahlenschutzdosimetern werdendaher die Orts- und Personendosis-Megren aus derspektralen Neutronenflu

20、enz FE(En) berechnet. Hierzu die-nen energieabhngige Neutronenfluenz-quivalentdosis-Konversionsfaktoren hF(En), die unter idealisierten Bestrah-lungsbedingungen fr die Kugel- und Quaderphantomenach 3.2 und 3.3 rechnerisch ermittelt werden (sieheISO-FDIS 8529-3 (1997) und IEC 1525 (1996).Orts- und Pe

21、rsonendosimeter fr Neutronenstrahlung habenblicherweise eine starke Energieabhngigkeit des quiva-lentdosis-Ansprechvermgens. Bei Messungen der Orts-und Personendosis in einem Neutronenstrahlungsfeld (sieheAbschnitt 5), fr das Informationen ber die spektrale Neutro-nenfluenz FE(En) vorliegen, kann ei

22、ne verbesserte Auswer-tung erzielt werden.3.2 Mittlerer Qualittsfaktor fr auf einGewebeelement einfallendemonoenergetische Neutronen der Energie EDer mittlere Qualittsfaktor Q an einem Punkt im Gewebe(siehe E DIN 6814-3) ist gegeben durch:Q =(L)DL(L)dL (1)Dabei ist: DL(L) die Verteilungsdichte der E

23、nergiedosis D bezg-lich des linearen EnergiebertragungsvermgensL geladener Teilchen in Wasser,DL(L) dL die Energiedosis, die von geladenen Teilchen mitlinearen Energiebertragungsvermgen zwischenL und L + dL erzeugt wird.Die funktionale Abhngigkeit Q(L) wurde von der ICRP fest-gelegt (siehe 2) und is

24、t in Bild 1 dargestellt. Fallen Neutronen der Energie E auf ein Gewebeelement ein,entstehen durch Kernwechselwirkungen geladene Teilchen.Deren Verteilungsdichte DL(L, E) bezglich L, fhrt zurBerechnung des mittleren Qualittsfaktors Qn(E) fr Neu-tronen mit Hilfe der Gleichung (1):Qn(E)= (L)DL(L, E)dL

25、(2)Zur Ermittlung der Verteilung DL(L, E) werden die Wechsel-wirkungsquerschnitte der Gewebebestandteile fr die einfal-lenden Neutronen und die kinetischen Anfangsenergien derim Gewebe erzeugten geladenen Teilchen bercksichtigt. Eswird die vollstndige Energieabgabe der geladenen Teilchenim Gewebeele

26、ment angenommen. Damit kann fr Berech-nungen die Energiedosis D durch die Kerma K ersetztwerden. Der mittlere Qualittsfaktor Qn(E) ist in Bild 2 alsFunktion der Energie E monoenergetischer, auf das Gewebe-element auftreffender Neutronen dargestellt.3.3 Fluenz-quivalentdosis-Konversionsfaktorfr monoe

27、nergetische auf ein Phantomeinfallende Neutronen der Energie EnDie quivalentdosis H am interessierenden Punkt in 10 mmin der ICRU-Kugel (fr die Ortsdosis) und im ISO-Quader-phantom (fr die Personendosis) wird rechnerisch fr einbreites Bndel parallel auf das Phantom einfallendermonoenergetischer Neut

28、ronen ermittelt. Hierzu wird dasNeutronenspektrum FE(E) am interessierenden Punkt imPhantom durch Transportrechnungen aus der Neutronen-fluenz von auen auf das Phantom auftreffender Neutronender Energie Enbestimmt und die quivalentdosis unterBenutzung von Qn(E) nach Gleichung (2) und unter Berck-sic

29、htigung der Dosis durch im Phantom neutroneninduziertePhotonen an diesem Punkt berechnet als:H = Hg+(E)FE(E) kF(E) dE (3)Dabei ist:Hgdie durch Photonen am interessierenden Punkterzeugte quivalentdosis;kF(E) der Neutronenfluenz-Kerma-Konversionsfaktor nachDIN 6802-1. Der Neutronenfluenz-quivalentdosi

30、s-KonversionsfaktorhF(En) = H/F (4)ist der Quotient aus der quivalentdosis H nach Gleichung (3)und der Neutronenfluenz F der von auen parallel auf dasPhantom einfallenden monoenergetischen Neutronen derEnergie En. Werte fr die Konversionsfaktorenh*F= H*(10)/F (5)zur Umrechnung der Neutronenfluenz in

31、 die Umgebungs-quivalentdosis undhpF= Hp(10)/F (6)zur Umrechnung der Neutronenfluenz in die Tiefen-Per-sonendosis sind in Tabelle 1 angegeben und in Bild 3 undBild 4 als Funktion der Energie Endargestellt. Fr die Tiefen-Personendosis Hp(10) im Quaderphantom hngt der Konver-sionsfaktor auer von der E

32、nergie auch vom Einfallswinkel azur Normalen auf der Phantomoberflche ab.3.4 Mittlerer Neutronenfluenz-quivalentdosis-Konversionsfaktor fr NeutronenspektrenFr eine spektrale Verteilung der Neutronenfluenz FE(En)ergibt sich ein mittlerer Neutronenfluenz-quivalentdosis-Konversionsfaktor hF:1D- Q1D- QQ

33、n0Seite 3DIN 6802-2 : 1999-11hF=(7)Tabelle 2 enthlt mittlere Konversionsfaktoren fr Neutronenaus radioaktiven Neutronenquellen.4 Ermittlung der quivalentdosisDie quivalentdosis als Referenzgre fr die Kalibrierungvon Strahlenschutzdosimetern ergibt sich durch Multiplika-tion der Neutronenfluenz mit d

34、em Fluenz-quivalentdosis-Konversionsfaktor.Die Umgebungs-quivalentdosis errechnet sich alsH*(10) = h*F(10) F (8)und die Tiefen-Personendosis als Hp(10) = hpF(10) F (9)ANMERKUNG: Die Konversionsfaktoren sind durch interna-tionale Vereinbarung festgelegt 1. Dabei wurden Unter-schiede in der Methode ih

35、rer Berechnung ausgeglichen.Die mit Hilfe der Konversionsfaktoren berechneten Wertefr die Umgebungs-quivalentdosis und Tiefen-Perso-nendosis gelten als richtige Werte (en: conventional truevalues), wenn F und FErichtige Werte sind.5 Mewerte von StrahlenschutzdosimeternDie Anzeige M eines Megertes fr

36、 die Orts- bzw. Perso-nendosis in einem Neutronenfeld mit der spektralen Neutro-nenfluenz FE(En) istM = (10)Durch eine Kalibrierung, bei der der Kalibrierfaktor N ermit-telt wird, mit das Megert die Orts- bzw. Personendosis imKalibrierfeld HK richtig:HK= MK N (11)Dabei ist MKdie Anzeige im Kalibrier

37、feld. In einem berwachungsfeld zeigt ein solches Megert dieOrts- bzw. Personendosis nur dann richtig an, wenn seinNeutronenfluenz-Ansprechvermgen RF(En) proportionalzum Neutronenfluenz-quivalentdosis-Konversionsfaktor ist,wenn also fr OrtsdosimeterRF(En)=hF* (En)N1(12)und fr PersonendosimeterRF(En)=

38、hpF(En)N1(13)gilt. Diese Bedingungen werden von in der Praxis verwende-ten Gerten in der Regel nur unzureichend erfllt. Die Ener-gieabhngigkeit des Neutronenfluenz-AnsprechvermgensRF(En) ist jedoch meist bekannt, so da Korrektionengegenber der Kalibriersituation berechnet werden knnen,wenn die spekt

39、ralen Neutronenfluenzen sowohl im Kalibrier-feld als auch im berwachungsfeld bekannt sind. Der Korrektionsfaktor kergibt sich aus:k=(14)und die quivalentdosis-Megre aus:H= M N k(15)Dabei ist Mdie Anzeige im berwachungsfeld.Die Kalibrierung von Orts- und Personendosimetern erfolgtmeist im Energiebere

40、ich En 1 MeV. Durch die Unterschiedezwischen den bei der Kalibrierung verwendeten und denin den berwachungsfeldern kerntechnischer Anlagentatschlich vorhandenen Neutronenspektren liegen beiStrahlenschutz-Megerten mit Moderatormesonde dieKorrektionsfaktoren kblicherweise zwischen 0,3 und 1,5.6 Diagra

41、mme und TabellenBild 1: Qualittsfaktor Q als Funktion des linearen Energiebertragungsvermgens L in Wasser 2hFEn()FEEn() dEn0FEEn() dEn0-RFEn()FEEn() dEn0RFEn()FKEEn() dEn0RFEn()FEEn() dEn0-hFEn()FEEn() dEn0hFEn()FKEEn() dEn0- Seite 4DIN 6802-2 : 1999-11Bild 2: Mittlerer Qualittsfaktor Qnfr Neutronen

42、 als Funktion der Neutronenenergie E fr ein Gewebeelement 4Bild 3: Neutronenfluenz-Umgebungs-quivalentdosis-Konversionsfaktor h*F(10) als Funktionder Neutronenenergie En1.Seite 5DIN 6802-2 : 1999-11Bild 4: Neutronenfluenz-Personendosis-Konversionsfaktor hpF(10;a) fr unter einem Winkel a zur Normalen

43、 auf der Vorderflche des Quaderphantoms einfallende Neutronen als Funktion der Neutronenenergie En.Von oben nach unten: a = 0, 15, 30, 45, 60 und 75 1.Tabelle 1: Fluenz-Umgebungs-quivalentdosis-Konversionsfaktoren h*F(10)und Fluenz-Personendosis-Konversionsfaktoren hpF(10;a), letztere fr ein Quaderp

44、hantomder Mae 30 cm 30 cm 15 cm aus ICRU-Weichteil-Gewebe (a Einfallswinkel) 1En(MeV)h*F(10) hpF(10; 0) hpF(10; 15)hpF(10; 30)(pSv cm2)hpF(10; 45) hpF(10; 60) hpF(10; 75)1,00 9 6,60 8,19 7,64 6,57 4,23 2,61 1,131,00 8 9,00 9,97 9,35 7,90 5,38 3,37 1,502,53 8 10,6 11,4 10,6 9,11 6,61 4,04 1,731,00 7

45、12,9 12,6 11,7 10,3 7,84 4,70 1,942,00 7 13,5 13,5 12,6 11,1 8,73 5,21 2,125,00 7 13,6 14,2 13,5 11,8 9,40 5,65 2,311,00 6 13,3 14,4 13,9 12,0 9,56 5,82 2,402,00 6 12,9 14,3 14,0 11,9 9,49 5,85 2,465,00 6 12,0 13,8 13,9 11,5 9,11 5,71 2,481,00 5 11,3 13,2 13,4 11,0 8,65 5,47 2,442,00 5 10,6 12,4 12,

46、6 10,4 8,10 5,14 2,355,00 5 9,90 11,2 11,2 9,42 7,32 4,57 2,161,00 4 9,40 10,3 9,85 8,64 6,74 4,10 1,992,00 4 8,90 9,84 9,41 8,22 6,21 3,91 1,835,00 4 8,30 9,34 8,66 7,66 5,67 3,58 1,681,00 3 7,90 8,78 8,20 7,29 5,43 3,46 1,662,00 3 7,70 8,72 8,22 7,27 5,43 3,46 1,67(fortgesetzt)Seite 6DIN 6802-2 :

47、1999-11Tabelle 2: Konversionsfaktoren h (in pSv cm2) fr Neutronen aus RadionuklidneutronenquellenTabelle 1 (abgeschlossen)En(MeV)h*F(10) hpF(10; 0) hpF(10; 15)hpF(10; 30)(pSv cm2)hpF(10; 45) hpF(10; 60) hpF(10; 75)5,00 3 8,00 19,36 8,79 7,46 5,71 3,59 1,691,00 2 10,5 11,2 10,8 9,18 7,09 4,32 1,772,0

48、0 2 16,6 17,1 17,0 14,6 11,6 6,64 2,113,00 2 23,7 24,9 24,1 21,3 16,7 9,81 2,855,00 2 41,1 39,0 36,0 34,4 27,5 16,7 4,787,00 2 60,0 59,0 55,8 52,6 42,9 27,3 8,101,00 1 88,0 90,6 87,8 81,3 67,1 44,6 13,71,50 1 132 139 137 126 106 73,3 24,22,00 1 170 180 179 166 141 100 35,53,00 1 233 246 244 232 201 149 58,55,00 1 322 335 330 326 291 226 1027,00 1