DIN 6802-3-2007 Neutron dosimetry - Part 3 Methods for neutron measurement in radiation protection《中子剂量学 第3部分 辐射防护中中子测量方法》.pdf

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1、Juni 2007DEUTSCHE NORM Normenausschuss Radiologie (NAR) im DINPreisgruppe 13DIN 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.ICS 17.240!,vV9“9835122www.din.deDDIN 6802-3Neutronend

2、osimetrie Teil 3: Neutronenmessverfahren im StrahlenschutzNeutron dosimetry Part 3: Methods for neutron measurement in radiation protectionDosimtrie des neutrons Partie 3: Procdures de mesure des neutrons en radioprotectionAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 68

3、02-3:1988-10www.beuth.deGesamtumfang 28 SeitenDIN 6802-3:2007-06 Inhalt Seite Vorwort . 3 1 Anwendungsbereich 4 2 Normative Verweisungen. 4 3 Begriffe 5 4 Messverfahren. 9 4.1 Allgemeines. 9 4.2 Realisierung von ORTS- und PERSONENDOSIMETERN . 9 4.3 Dosismessung 10 4.3.1 Gleichung der Dosisbestimmung

4、 . 10 4.3.2 BEZUGSBEDINGUNGEN fr den KALIBRIERFAKTOR . 10 4.3.3 KORREKTIONSFAKTOR BEZGLICH DER NICHTLINEARITT des ANSPRECHVERMGENS 11 4.3.4 KORREKTIONSFAKTOR fr Energie und Richtung 11 4.3.5 KORREKTIONSSUMMANDEN und weitere KORREKTIONSFAKTOREN. 11 4.4 MESSUNSICHERHEIT 11 Anhang A (informativ) Gebruc

5、hliche Neutronenmessverfahren im STRAHLENSCHUTZ. 13 A.1 Messgerte 13 A.2 Messverfahren. 13 Anhang B (informativ) Praktisch vorkommende STRAHLUNGSFELDER 14 B.1 Allgemeines. 14 B.2 BERWACHUNGSFELDER: Natrliche Strahlungsquellen 14 B.3 BERWACHUNGSFELDER: Zivilisatorische Strahlungsquellen . 14 B.4 Simu

6、lierte BERWACHUNGSFELDER 15 Anhang C (informativ) Kennzeichnende Eigenschaften von Neutronen-Messgerten im STRAHLENSCHUTZ 16 C.1 Spektrometer. 16 C.1.1 Vielkugel-Spektrometer 16 C.1.2 Zhlrohrspektrometer 17 C.2 Gerte fr die Ortsdosimetrie 17 C.2.1 Messgerte mit Moderatorsonden 17 C.2.2 Messgerte mit

7、 Moderatorsonden und Schwermetallkonverter 17 C.2.3 Gewebequivalente Proportionalzhler . 17 C.2.4 Blschendosimeter. 18 C.2.5 Rekombinationskammer 18 C.2.6 Plastikszintillator fr hochenergetische NEUTRONEN. 19 C.2.7 Rckstoprotonen-Proportionalzhler. 19 C.3 Gerte fr die Personendosimetrie. 19 C.3.1 Ph

8、otographische Kernspurdosimeter 19 C.3.2 Nichtphotographische Kernspurdosimeter . 19 C.3.3 ALBEDODOSIMETER 20 C.3.4 Blschendosimeter. 20 C.3.5 Gewebequivalente Proportionalzhler . 20 C.3.6 PERSONENDOSIMETER auf der Basis der direkten Ionenspeicherung 21 C.3.7 PERSONENDOSIMETER mit Halbleiterdetektor

9、en 21 C.4 Weiterfhrende Literatur 21 Literaturhinweise . 22 Stichwortverzeichnis. 26 2 DIN 6802-3:2007-06 Vorwort Diese Norm wurde vom Normenausschuss Radiologie/Arbeitsausschuss 1 Dosimetrie“ im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. in Arbeitsgemeinschaft mit der Deutschen Rntgengesellschaft und

10、in Zusammen-arbeit mit der Deutschen Gesellschaft fr Medizinische Physik (DGMP), der Deutschen Gesellschaft fr Nuklearmedizin (DGN) und der Deutschen Gesellschaft fr Radioonkologie (DEGRO) erarbeitet. Die Norm enthlt Festlegungen bezglich der zu bestimmenden Messgren sowie der Grundregeln fr Kalibri

11、erung, Messung und Messwertkorrektionen. Es werden die allgemeinen Messverfahren erlutert und STRAHLUNGSFELDER beschrieben, in denen die Messverfahren anzuwenden sind. Mit Hilfe der im informativen Anhang zusammengestellten praktischen Neutronenmessverfahren und -gerte knnen die durch NEUTRONEN erze

12、ugte ORTSDOSIS, ORTSDOSISLEISTUNG oder PERSONENDOSIS sowie die Energieverteilung der NEUTRONENFLUSSDICHTE ermittelt werden, soweit sie fr die Ermittlung von spektralen Korrektionen von Messwerten erforderlich sind oder zur direkten Bestimmung der ORTSDOSIS angewendet werden. Der ausfhrliche Anhang s

13、oll es dem Anwender erleichtern, anhand der aufgefhrten Mess- und Nenngebrauchsbereiche geeignete Verfahren und Gerte fr die Personen- und der Ortsdosimetrie auszu-whlen sowie weiterfhrendes Schrifttum aufzufinden. Alle in dieser Norm verwendeten Begriffe sind in Kapitlchen gedruckt und im Stichwort

14、verzeichnis aufgefhrt. Die Reihe DIN 6802 Neutronendosimetrie“ besteht aus Teil 1: Spezielle Begriffe und Benennungen Teil 2: Konversionsfaktoren zur Berechnung der Orts- und Personendosis aus der Neutronenfluenz und Korrektionsfaktoren fr Strahlenschutzdosimeter Teil 3: Neutronenmessverfahren im St

15、rahlenschutz Teil 4: Verfahren zur Personendosimetrie mit Albedodosimetern Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. n

16、derungen Gegenber DIN 6802-3:1988-10 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Konzept und Titel der Norm wurden berarbeitet; b) die Norm wurde auf den praktischen STRAHLENSCHUTZ beschrnkt; Methoden der Unfalldosimetrie sind ausgenommen; c) die Messgren nach DIN 6814-3:2001-01 werden verwendet; d) d

17、er neueste technische Stand der Eigenschaften von Neutronenmessgerten und der damit verbundenen speziellen Messverfahren wurde bercksichtigt. Frhere Ausgaben DIN 6802-3: 1988-10 3 DIN 6802-3:2007-06 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt im Gesamtbereich des STRAHLENSCHUTZES fr STRAHLUNGSFELDER, in den

18、en NEUTRONEN vor-kommen oder zu erwarten sind. Dies betrifft sowohl STRAHLUNGSFELDER zivilisatorischen Ursprungs als auch die kosmische STRAHLUNG in blichen Flughhen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweis

19、ungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Aus-gabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1319-1:1995-01, Grundlagen der Messtechnik Teil 1: Grundbegriffe DIN 1319-3:1996-05, Grundlagen der Messtechnik Teil 3: Auswertu

20、ng von Messungen einer einzelnen Messgre, Messunsicherheit DIN 6800-2:1997-10, Dosismessverfahren nach der Sondenmethode fr Photonen- und Elektronenstrahlung Teil 2: Ionisationsdosimetrie DIN 6802-1:1991-11, Neutronendosimetrie Spezielle Begriffe und Benennungen DIN 6802-2:1999-11, Neutronendosimetr

21、ie Teil 2: Konversionsfaktoren zur Berechnung der Orts- und Personendosis aus der Neutronenfluenz und Korrektionsfaktoren fr Strahlenschutzdosimeter DIN 6802-4:1998-04, Neutronendosimetrie Teil 4: Verfahren zur Personendosimetrie mit Albedodosimetern DIN 6814-2:2000-07, Begriffe in der radiologische

22、n Technik Teil 2: Strahlungsphysik DIN 6814-3:2001-01, Begriffe in der radiologischen Technik Teil 3: Dosisgren und Dosiseinheiten DIN 6818-1:2004-08, Strahlenschutz-Dosimeter Teil 1: Allgemeine Regeln DIN V ENV 13005:1999-06, Leitfaden zur Angabe der Unsicherheit beim Messen; Deutsche Fassung ENV 1

23、3005:1999 DIN EN 61005:2005-03, Strahlenschutz-Messgerte Umgebungsquivalentdosis(leistungs)-Messgerte fr Neutronenstrahlung (IEC 61005:2003, modifiziert); Deutsche Fassung EN 61005:2004 ISO 8529-1:2001, Reference neutron radiations Part 1: Characteristics and methods of production ISO 8529-2:2000, R

24、eference neutron radiations Part 2: Calibration fundamentals of radiation protection devices related to the basic quantities characterizing the radiation field ISO 8529-3:1998, Reference neutron radiations Part 3: Calibration of area and personal dosimeters and determination of response as a functio

25、n of energy and angle of incidence ISO 12789:2000, Reference neutron radiations Characteristics and methods of production of simulated workplace neutron fields 4 DIN 6802-3:2007-06 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach DIN 1319-1:1995-01, DIN 1319-3:1996-05, DIN 6800-

26、2:1997-10, DIN 6802-1:1991-11, DIN 6802-2:1999-11, DIN 6802-4:1998-04, DIN 6814-2:2000-07, DIN 6814-3:2001-01, DIN 6818-1:2004-08 und DIN EN 61005:2005-03 und die folgenden Begriffe. 3.1 quivalentdosis Produkt aus der ENERGIEDOSIS fr ICRU-Weichteilgewebe D und dem QUALITTSFAKTOR Q an einem Punkt im

27、STRAHLUNGSFELD H = Q D (1) DIN 6814-3:2001-01 3.2 Ortsdosis QUIVALENTDOSIS gemessen an einem bestimmten Ort. Als ORTSDOSIS gelten die Gren UMGEBUNGS-QUIVALENTDOSIS H*(10) und RICHTUNGS-QUIVALENTDOSIS )(0,07, HrDIN 6814-3:2001-01 ANMERKUNG 1 Als ORTSDOSIS fr Neutronenstrahlung wird in der Regel die U

28、MGEBUNGS-QUIVALENTDOSIS H*(10) verwendet. ANMERKUNG 2 Die UMGEBUNGS-QUIVALENTDOSIS am interessierenden Punkt im tatschlichen STRAHLUNGSFELD ist die QUIVALENTDOSIS im zugehrigen ausgerichteten und aufgeweiteten STRAHLUNGSFELD in 10 mm Tiefe in der ICRU-Kugel (nach DIN 6814-3:2001-01). Die ICRU-Kugel

29、hat einen Durchmesser von 30 cm und besteht aus ICRU-Weichteilgewebe der Dichte 1 g cm3(Massenanteile 10,1 % H; 11,1 % C; 76,2 % O; 2,6 % N) (nach DIN 6814-3:2001-01). 3.3 Ortsdosisleistung Differentialquotient aus ORTSDOSIS und Zeit. Die Angabe der ORTSDOSISLEISTUNG besteht in der Regel bei durchdr

30、ingender STRAHLUNG aus dem Wert , bei STRAHLUNG geringer Eindringtiefe aus dem Wert (10)*Hb) Kalibrierabstand (Abstand zwischen Mitte der Quelle und dem Bezugspunkt des Detektors bzw. der Vorderfront eines Kalibrierphantoms) 75 cm; c) eliminierter Streuuntergrund. In speziellen Fllen, bei denen aufg

31、rund der physikalischen Eigenschaften des BERWACHUNGSFELDES nur ein beschrnkter Energiebereich zu berwachen ist, kann als STRAHLUNGSFELD fr die Kalibrierung auch ein anderes geeignetes Feld verwendet werden (ISO 8529-1:2001). Dies kann unter bestimmten Bedingungen auch ein im Labor simuliertes Feld

32、(ISO 12789:2000) oder ein besonders qualifiziertes BERWACHUNGSFELD sein. Die Kalibrierung von Ganzkrper-Dosimetern kann in der Praxis am ISO-Wasserphantom mit den Auen-maen (30 cm 30 cm 15 cm), Wandmaterial aus Polymethylmetacrylat (PMMA), Wanddicke der Vorder-wand 2,5 mm (der brigen Wnde 10 mm) erf

33、olgen. Speziell fr Zwecke der Neutronendosimetrie kann auch 10 DIN 6802-3:2007-06 ein PMMA-Phantom verwendet werden. In beiden Fllen ist eine Korrektion gegenber einem Quader-phantom aus ICRU-Weichteilgewebe der gleichen Abmessungen nicht erforderlich. ANMERKUNG Das Verfahren zur Realisierung der Ka

34、librierbedingungen ist in ISO 8929-2:2000 beschrieben, die Anforderungen an tragbare Neutronenmessgerte in DIN EN 61005:2005-03. 4.3.3 KORREKTIONSFAKTOR BEZGLICH DER NICHTLINEARITT des ANSPRECHVERMGENS Der KORREKTIONSFAKTOR knbercksichtigt nderungen des ANSPRECHVERMGENS durch die Nichtlinearitt. kn=

35、 (Ht/Ht,0) (Hi,0/Hi) (10) ANMERKUNG Fr ein DOSIMETER mit konstantem ANSPRECHVERMGEN ist kn= 1. 4.3.4 KORREKTIONSFAKTOR fr Energie und Richtung Der KORREKTIONSFAKTOR kE,bercksichtigt die Abhngigkeit des ANSPRECHVERMGENS EINES DOSIMETERS von der Neutronen-Energie und der Einfallsrichtung des STRAHLUNG

36、SFELDES. Ist sowohl das Neutronen-Ansprechvermgen des DOSIMETERS als auch das Neutronenspektrum von STRAH-LUNGSFELDERN bekannt, lassen sich fr diese STRAHLUNGSFELDER die spektrumsbezogenen KORREKTIONS-FAKTOREN kE,ermitteln und fr das jeweilige STRAHLUNGSFELD anwenden (DIN 6802-2:1999-11). Liegt der

37、richtige Wert der QUIVALENTDOSIS fr mindestens einen Messort in einem STRAHLUNGSFELD vor, kann ein mittlerer KORREKTIONSFAKTOR eines Neutronendosimeters fr dieses STRAHLUNGSFELD ermittelt und die zugehrige MESSUNSICHERHEIT abgeschtzt werden. Der KORREKTIONSFAKTOR kann in diesem und ver-gleichbaren S

38、TRAHLUNGSFELDERN zur Anwendung kommen (z. B. Feldkalibrierung von ALBEDODOSIMETERN, Klassifizierung der STRAHLUNGSFELDER in Anwendungsbereiche). ANMERKUNG Im Referenz-Neutronenstrahlungsfeld unter Referenzbedingungen oder fr ein DOSIMETER, dessen spektrales und winkelbezogenes ANSPRECHVERMGEN dem de

39、r Messgre entspricht, ist kE,= 1. 4.3.5 KORREKTIONSSUMMANDEN und weitere KORREKTIONSFAKTOREN Die KORREKTIONSSUMMANDEN Hjsind additive Beitrge zur DOSIMETERANZEIGE, die durch EINFLUSSGRSSEN entstehen (j = 1 . u). Neben den KORREKTIONSFAKTOREN knund kE, bercksichtigt in Gleichung (9) das Produkt der K

40、ORREKTIONSFAKTOREN kqweitere EINFLUSSGRSSEN, die multiplikativ auf Hiwirken (q = 1 . w). ANMERKUNG 1 Beispiele fr vorwiegend additive EINFLUSSGRSSEN sind der NULLEFFEKT, elektromagnetische Strun-gen, Mikrophonieeffekte, Effekte durch andere Strahlungsarten, Lichteinflsse, mechanischer Schock, Nachwi

41、rkung nach Hochdosisbestrahlungen. ANMERKUNG 2 Beispiele fr vorwiegend multiplikative EINFLUSSGRSSEN sind Neutronenenergie, Einfallsrichtung, Temperatur, Luftdruck, Detektorhochspannung sowie Dosisleistung bei Dosismessgerten. 4.4 MESSUNSICHERHEIT Die Angabe eines Messergebnisses ist nur dann vollst

42、ndig, wenn sie sowohl den der Messgre durch die Messung zugewiesenen Wert als auch die mit dieser Zuweisung verbundene MESSUNSICHERHEIT enthlt. Die Gesamtmessunsicherheit ist nach DIN V ENV 13005:1999-06 zu ermitteln. Angaben zur Ermittlung der MESSUNSICHERHEIT knnen der Gebrauchsanweisung entnommen

43、 werden. Die allgemeine Gleichung der Dosisermittlung, Gleichung (9), dient als Modellfunktion bei der Bestimmung der MESSUNSICHERHEIT nach DIN V ENV 13005:1999-06. 11 DIN 6802-3:2007-06 Ermglichen die DETEKTORANZEIGEN die gleichzeitige Dosisermittlung verschiedener Strahlungsarten (z. B. GPZ, siehe

44、 C.2.3, und ALBEDODOSIMETER, siehe C.3.3), dann werden diese zweckmigerweise zunchst getrennt betrachtet. Bei der Unsicherheitsermittlung der Summendosis fr alle Strahlungsarten sind eventuelle Korrelationen zu bercksichtigen. Hufig stehen die Algorithmen zur Bestimmung der DOSIMETERANZEIGE Hiaus de

45、n DETEKTORANZEIGEN Mkfr den Benutzer als Ausgangsgren nicht zur Verfgung und MESSUNSICHERHEITEN von Himssen empirisch ermittelt werden. Andererseits kann die Verwendung von Mkals Ausgangsgre(n) das komplexe Verhalten von Hidurch EINFLUSSGRSSEN besser beschreiben. Gelingt es, durch geeignete Kalibrie

46、rung und Kontroll-Einstellungen des DOSIMETERS die KALIBRIERFAKTOREN und KORREKTIONSFAKTOREN auf 1 und die KORREKTIONSSUMMANDEN auf 0 zu setzen (Hm= Hi), lsst sich die Gesamtmessunsicherheit von Hmaus den gemessenen Abweichungen der einzelnen KORREKTIONSFAKTOREN und KORREKTIONSSUMMANDEN ermitteln. 1

47、2 DIN 6802-3:2007-06 Anhang A (informativ) Gebruchliche Neutronenmessverfahren im STRAHLENSCHUTZ A.1 Messgerte Gerte zur Bestimmung der ORTSDOSISLEISTUNG sind in der Regel aktive (elektronische) DOSIMETER, fr deren Messwertbestimmung unterschiedliche Integrationszeiten gewhlt werden knnen oder sich

48、automatisch einstellen. PERSONENDOSIMETER knnen entweder passiver oder aktiver Art sein. Passive DOSIMETER werden in der Regel am Ende der Expositionszeit einmalig ausgelesen. In gepulsten STRAHLUNGSFELDERN sind alle aktiven (elektronischen) DOSIMETER und Dosisleistungsmess-gerte nur mit Vorbehalt e

49、inzusetzen. A.2 Messverfahren Im Allgemeinen zeigen Neutronenmessgerte fr den STRAHLENSCHUTZ, die unter BEZUGSBEDINGUNGEN kalibriert wurden, bei monoenergetischen NEUTRONEN der Energie E bezglich der UMGEBUNGS-QUIVALENT-DOSIS H*(10) ein von eins abweichendes ANSPRECHVERMGEN RH(E) 1. In BERWACHUNGSFELDERN, d. h. in in der Praxis auftreten