DIN 6802-6-2013 Neutron dosimetry Part 6 Methods for determination of absorbed dose using ionisation chambers《中子剂量学 第6部分 采用电离室对吸收剂量的测定方法》.pdf

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1、Januar 2013DEUTSCHE NORM Normenausschuss Radiologie (NAR) im DINPreisgruppe 16DIN 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!$cp“1916477www.din.deDDIN 6802-6Neutron

2、endosimetrie Teil 6: Verfahren zur Bestimmung der Energiedosis mitIonisationskammernNeutron dosimetry Part 6: Methods for determination of absorbed dose using ionisation chambersDosimtrie neutronique Partie 6: Procdure de dtermination de la dose dnergie avec des chambres dionisationAlleinverkauf der

3、 Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 40 SeitenDIN 6802-6:2013-01 2 Inhalt Seite Vorwort 5 1 Anwendungsbereich und Zweck 6 1.1 Klinische Anwendungsbereiche 6 1.2 Zweck 6 2 Normative Verweisungen 6 3 Begriffe, Symbole und Abkrzungen.7 3.1 Begriffe .7 3.2 Symbole und A

4、bkrzungen 7 4 Kurzbeschreibung des Verfahrens und des Messprinzips .8 4.1 Ionisationskammermethode .8 4.2 IONISATIONSKAMMER im gemischten STRAHLUNGSFELD .9 4.3 Zweikammermethode 9 4.4 Bestimmung der Dosiskomponenten . 10 5 IONISATIONSDOSIMETER 10 5.1 Aufbau eines IONISATIONSDOSIMETERS fr NEUTRONEN 1

5、0 5.2 Bauarten von IONISATIONSKAMMERN 11 5.2.1 Geometrische und konstruktive Eigenschaften 11 5.2.2 KAMMERN mit hoher Neutronenempfindlichkeit . 11 5.2.3 KAMMERN mit geringer Neutronenempfindlichkeit . 11 5.2.4 KAMMERN fr spezielle Anwendungen . 11 6 Methode zur Bestimmung der ENERGIEDOSIS mit IONIS

6、ATIONSKAMMERN 12 6.1 Grundlagen 12 6.2 Gewebequivalente IONISATIONSKAMMER . 12 6.2.1 Allgemeines . 12 6.2.2 Gleichgewichtskammer im reinen Neutronenstrahlungsfeld 12 6.2.3 Hohlraumkammer im reinen Neutronenstrahlungsfeld 13 6.2.4 Korrektionen der Anzeige 13 6.2.5 Kalibrierung im Photonen-Referenzstr

7、ahlungsfeld 13 6.3 Bestimmung der ENERGIEDOSIS in einem reinen Neutronenstrahlungsfeld 14 7 Gewebequivalente Materialien 14 7.1 Allgemeines . 14 7.2 Phantommaterial . 14 7.3 Kammermaterial 15 8 Physikalische Grundlagen zur Berechnung der ENERGIEDOSIS 15 8.1 Allgemeines . 15 8.2 W-Werte fr geladene S

8、EKUNDRTEILCHEN in gewebequivalentem Gas . 16 8.3 Energiedosis-Konversionsfaktoren 17 8.4 Verhltnis der Kermafaktoren- und der MASSEN-ENERGIEABSORPTIONSKOEFFIZIENTEN . 17 8.5 Relatives ANSPRECHVERMGEN der Messsonden 18 8.5.1 Neutronenansprechvermgen . 18 8.5.2 Photonenansprechvermgen 19 8.5.3 Neutron

9、enunempfindliche Sonde . 19 9 Korrektionsfaktoren fr die Bestimmung der Gewebekerma und -dosis frei in Luft und im Phantom . 20 9.1 Allgemeines . 20 9.2 Korrektionsfaktor ffr die Dichte des Kammergases . 20 9.3 Korrektionsfaktor fwfr die Wandeffekte . 21 9.4 Korrektionsfaktor fS fr das Nichterreiche

10、n der Sttigung . 21 9.5 Korrektion fVfr den Verdrngungseffekt . 21 9.6 Korrektionsfaktor ffr Streuung durch den Kammerstiel 22 DIN 6802-6:2013-01 3 9.7 Korrektionsfaktor fT fr die Temperatureffekte 22 10 Zu prfende Eigenschaften des Messsystems 22 10.1 Anzeige bei nderung der Polaritt der Kammerspan

11、nung . 22 10.2 LECK- und OFFSETSTROM 22 10.3 Strahlungsempfindlichkeit der elektrischen Zuleitungen und der Steckverbindungen 23 10.4 Zusammensetzung des Kammergases . 23 11 DOSISMONITORE 24 11.1 Monitorsystem . 24 11.2 PRIMRER DOSISMONITOR . 24 11.3 SEKUNDRER DOSISMONITOR 24 12 Kalibrierung . 24 12

12、.1 Kalibrierung der KAMMERN im Photonenstrahl . 24 12.2 Kalibrierung der DOSISMONITORE des Neutronenstrahls 25 13 Kontrollvorrichtungen. 25 13.1 Allgemeines . 25 13.2 Kontrollvorrichtung mit radioaktivem Prfstrahler . 25 13.3 Elektrische Kontrollvorrichtung 25 14 UNSICHERHEITEN der Dosisangabe 25 14

13、.1 Allgemeines . 25 14.2 Bestimmung der UNSICHERHEIT . 26 15 Phantome . 27 15.1 Allgemeines . 27 15.2 Primrphantom 27 15.3 Sekundrphantom . 27 15.4 MOULAGE . 28 Anhang A (normativ) Zusammenfassung des Verfahrens zur Kalibrierung der Strahlmonitore eines Neutronenstrahles (Kurzanleitung) . 29 Anhang

14、B (normativ) Basisdaten und UNSICHERHEITEN . 30 Anhang C (informativ) Berechnungsbeispiel zur Bestimmung der UNSICHERHEIT der Neutronendosis mit der Zweikammermethode 32 C.1 Allgemeines . 32 C.2 Berechnungsmodell 32 C.3 Bestimmung der Gre X und der UNSICHERHEIT u(X) 33 C.4 Bestimmung der Gre Y und d

15、er UNSICHERHEIT u(Y) 34 C.5 Bestimmung von Dnund u(Dn) 35 Anhang D (informativ) bersicht ber typische Neutronenquellen fr medizinische Anwendungen 36 Literaturhinweise 37 Stichwortverzeichnis 40 Bilder Bild 1 nW - und cn/WW -Werte fr TE-Gas (auf Methan-Basis) als Funktion der Neutronenenergie E 16 B

16、ild 2 Kermaverhltnis R von ICRU-Muskelgewebe zu A150-Plastik als Funktion der Neutronenenergie E 18 Bild 3 Relatives Neutronenansprechvermgen kUvon Geiger-Mller-Zhlrohren als Funktion der Neutronenenergie E . 20 DIN 6802-6:2013-01 4 Tabellen Tabelle 1 Relative Zusammensetzung und Dichte von Gewebema

17、terial sowie von in der Dosimetrie blichen Materialien und Gasen 15 Tabelle 2 Zahlenwerte kdes Kermafaktors fr Wasserstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff sowie des Verhltnisses Rkder Kermafaktoren fr Kohlenstoff und Sauerstoff fr einige Neutronenenergien . 17 Tabelle 3 Empfohlene Zahlenwerte des Korrek

18、tionsfaktors fVfr den Verdrngungseffekt . 22 Tabelle 4 Verhltnis der Anzeigen M bei Fllung mit Luft bzw. Kammergas von gewebe-quivalenten IONISATIONSKAMMERN und neutronenunempfindlichen KAMMERN unter sonst gleichen Bedingungen bei Bestrahlung mit 90Sr (in einer Testvorrichtung), 60Co und 14-MeV-Neut

19、ronen . 23 Tabelle B.1 Basisdaten und UNSICHERHEITEN bei der Bestimmung der ENERGIEDOSIS im 60Co-Referenzstrahlungsfeld frei in Luft . 30 Tabelle B.2 Basisgren und UNSICHERHEITEN fr die Bestimmung der Gesamtenergiedosis im Gewebe . 30 Tabelle B.3 UNSICHERHEITEN von Kerma-Fluenz-Konversionsfaktoren 3

20、1 Tabelle B.4 UNSICHERHEIT der Kermaverhltnisse von A150-Plastik zu Gewebe 31 Tabelle C.1 Verwendete Korrelationskoeffizienten 34 Tabelle D.1 Kennzeichnende Eigenschaften einiger Neutronentherapieanlagen, die in Deutschland benutzt werden oder wurden 24, 30 36 DIN 6802-6:2013-01 5 Vorwort Diese Norm

21、 wurde vom NA 080-00-01 AA Dosimetrie“ des Normenausschusses Radiologie (NAR) im DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. in Arbeitsgemeinschaft mit der Deutschen Rntgengesellschaft und in Zusammenarbeit mit der Deutschen Gesellschaft fr Medizinische Physik, der Deutschen Gesellschaft fr Nuklearmediz

22、in sowie der Deutschen Gesellschaft fr Radioonkologie erarbeitet. Definierte Begriffe werden in bereinstimmung mit dem Verfahren bei IEC in KAPITLCHEN geschrieben. Ein Stichwortverzeichnis am Ende der Norm enthlt alle definierten Begriffe einschlielich Quellenangabe und englischer bersetzung. Als An

23、merkung gekennzeichnete Informationen dienen als Anleitung zum Verstnd-nis oder zur Erluterung der zugehrigen Anforderung. Zur Beschreibung der Verfahren zur Bestimmung der ENERGIEDOSIS werden in dieser Norm berwiegend Formelzeichen aus der englischsprachigen Literatur und Normung verwendet. In einz

24、elnen Fllen sind diese nicht in bereinstimmung mit der Zeichenbenutzung in anderen Normen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. DIN

25、 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 Strahlenschutz Teil 4: Verfahren zur

26、Personendosimetrie mit Albedodosimetern Teil 6: Verfahren zur Bestimmung der Energiedosis mit Ionisationskammern DIN 6802-6:2013-01 6 1 Anwendungsbereich und Zweck 1.1 Klinische Anwendungsbereiche Diese Norm enthlt Festlegungen zur Bestimmung der ENERGIEDOSIS bei der therapeutischen Anwendung von NE

27、UTRONENSTRAHLUNG mit einer mittleren Energie zwischen etwa 1 MeV und 50 MeV. Die vorliegende Norm beschreibt das grundstzliche Verfahren zur Bestimmung der Energiedosis-Anteile der NEUTRONEN sowie der begleitenden primren und sekundren PHOTONENSTRAHLUNG mithilfe zweier Detektoren, deren Neutronenans

28、prechvermgen sich stark unterscheiden. Weiterhin werden die erforderlichen Daten bereit-gestellt und das praktische Vorgehen beschrieben. Als primre STRAHLUNGSQUELLEN fr die perkutane Tiefentherapie kommen eine Reaktorspaltneutronenquelle oder ein Targetsystem eines Teilchenbeschleunigers in Frage.

29、Die NEUTRONEN sind je nach Quelle mono-energetisch oder besitzen eine spektrale Verteilung der FLUENZ ber einen endlichen Energiebereich. 1.2 Zweck Diese Norm beschreibt Verfahren zur: Ermittlung der GEWEBE-ENERGIEDOSIS im Phantom oder ggf. frei in Luft; Bestimmung der rumlichen Dosisverteilung in P

30、hantomen sowie die Auswahl a) geeigneter Monitor- und Testeinrichtungen und b) geeigneter Phantomsubstanzen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisun

31、gen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1319-3:1996-05, Grundlagen der Messtechnik Teil 3: Auswertung von Messungen einer einzelnen Messgre, Messunsicherheit DIN EN 60601-

32、2-1, Medizinische elektrische Gerte Teil 2-1: Besondere Festlegungen fr die Sicherheit einschlielich der wesentlichen Leistungsmerkmale von Elektronenbeschleunigern im Bereich von 1 MeV bis 50 MeV Caswell, R. S., Coyne, J. J. and Randolph, M. L. (1980): Kerma factors of elements and compounds for ne

33、utron energies below 30 MeV, Int. J. Appl. Radiat. Isot. 33, 1227 12621)Hubbell, J. H. (1982): Photon Mass Attenuation and Energy-absorption Coefficients from 1 keV to 20 MeV. Int. J. Appl. Radiat. Isot. 33, 1269 12902)1)Zu beziehen bei: http:/ 2)Zu beziehen bei: http:/ DIN 6802-6:2013-01 7 3 Begrif

34、fe, Symbole und Abkrzungen 3.1 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe im Stichwortverzeichnis sowie folgender Begriff. 3.1.1 Offsetstrom Eingangsstrom, der dem Elektrometer des IONISATIONSDOSIMETERS zugefhrt werden muss, damit im signal-losen Zustand das Ausgangssignal gleich

35、 Null wird 3.2 Symbole und Abkrzungen a Neutronenansprechvermgen unter Messbedingungen b Photonenansprechvermgen unter Messbedingungen E(E) Spektrale NEUTRONENFLUENZ (en/)tMASSEN-ENERGIEABSORPTIONSKOEFFIZIENT fr Gewebe (en/)wMASSEN-ENERGIEABSORPTIONSKOEFFIZIENT fr das Wandmaterial (s/)gMASSENBREMSVE

36、RMGEN im Kammergas (s/)wMASSENBREMSVERMGEN im Material der Kammerwand (sw,g)cVerhltnis der MASSENBREMSVERMGEN Wand zu Gas unter Photonenkalibrierbedingungen A Unkorrigierte Ladungsanzeige des IONISATIONSDOSIMETERS Al/Ar Bezeichnung fr Aluminiumkammer mit Argongas-Fllung c Index fr Photonen-Referenzs

37、trahlungsfeld C/CO2Bezeichnung fr Kohlenstoffkammer mit Kohlendioxidgas-Fllung D ENERGIEDOSIS (in dieser Norm auch als Dosis bezeichnet) DENERGIEDOSIS in ICRU-Muskelgewebe des Photonenanteils DcENERGIEDOSIS in ICRU-Muskelgewebe im Referenzstrahlungsfeld unter Kalibrierbedingungen DgENERGIEDOSIS im K

38、ammergas DnENERGIEDOSIS in ICRU-Muskelgewebe des Neutronenanteils DtotGesamte ENERGIEDOSIS in ICRU-Muskelgewebe DwENERGIEDOSIS in der Kammerwand D ENERGIEDOSIS der Photonen-Referenzstrahlung, die der Ladungsanzeige M des IONISATIONSDOSIMETERS formal zugeordnet ist DTENERGIEDOSIS der Photonen-Referen

39、zstrahlung, die der Ladungsanzeige MTdes IONISATIONSDOSIMETERS formal zugeordnet ist (Messsonde: gewebequivalente KAMMER) DUENERGIEDOSIS der Photonen-Referenzstrahlung, die der Ladungsanzeige Mudes IONISATIONSDOSIMETERS formal zugeordnet ist (Messsonde mit geringer Neutronenempfindlichkeit) e Elemen

40、tarladung E Neutronenenergie EkMittlere Neutronenenergie, gewichtet mit den Fluenz-Kerma-Konversionsfaktoren EminMinimale Energie des Neutronenstrahlungsfeldes EmaxMaximale Energie des Neutronenstrahlungsfeldes FHA Fokus-Hautabstand fiKorrektionsfaktoren h Relatives Photonenansprechvermgen hTRelativ

41、es Photonenansprechvermgen einer gewebequivalenten Messsonde hURelatives Photonenansprechvermgen einer Messsonde mit geringer Neutronenempfindlichkeit k Relatives Neutronenansprechvermgen k(E) Fluenz-Kerma-Konversionsfaktoren DIN 6802-6:2013-01 8 KgKERMA im Gas KWKERMA im Material der Kammerwand KtK

42、ERMA (en: kinetic energy released in material) in Gewebe k Kerma-Konversionsfaktor gemittelt ber alle Neutronenenergien kTRelatives Neutronenansprechvermgen einer gewebequivalenten Messsonde kURelatives Neutronenansprechvermgen einer Messsonde mit geringer Neutronenempfindlichkeit M Korrigierte Ladu

43、ngsanzeige des IONISATIONSDOSIMETERS MTKorrigierte Ladungsanzeige des IONISATIONSDOSIMETERS mit gewebequivalenter Messsonde MUKorrigierte Ladungsanzeige des IONISATIONSDOSIMETERS mit Messsonde mit geringer Neutronenempfindlich-keit m Masse des Kammergases Mg/Ar Bezeichnung fr Magnesiumkammer mit Arg

44、ongas-Fllung McKorrigierte Anzeige des IONISATIONSDOSIMETERS im Photonen-Referenzstrahlungsfeld MmonKorrigierte Anzeige der Monitorkammer NcKALIBRIERFAKTOR des IONISATIONSDOSIMETERS unter Photonen-Kalibrierbedingungen Nmon KALIBRIERFAKTOR der Monitorkammer NN KALIBRIERFAKTOR des Normaldosimeters p L

45、uftdruck p0Bezugswert des Luftdrucks P80/20 HalbschattenbreiteQ In der IONISATIONSKAMMER freigesetzte Ladung eines Vorzeichens QcIn der IONISATIONSKAMMER freigesetzte Ladung eines Vorzeichens unter Photonen-Kalibrierbedingungen R Kermaverhltnis rw,gKonversionsfaktor zur Umrechnung der Dosis in der W

46、and zur Dosis im Gas (rw,g)nKonversionsfaktor zur Umrechnung der Neutronendosis in der Wand zur Dosis im Gas sw,gVerhltnis der MASSENBREMSVERMGEN Wand zu Gas (sw,g)cVerhltnis der MASSENBREMSVERMGEN Wand zu Gas fr die von der Strahlung des Kalibrierfeldes ausge-lsten Elektronen T Temperatur T0Bezugsw

47、ert fr die Temperatur TE/TE Bezeichnung fr homogene gewebequivalente KAMMER u(y)Standardunsicherheit der ERGEBNISGRSSE yW Mittlere Energie zur Freisetzung eines Ionenpaares cW Mittlere Energie zur Freisetzung eines Ionenpaares, gemittelt ber alle durch PHOTONEN des Kalibrier-strahlungsfeldes erzeugt

48、e Elektronen )(EW n Mittlere Energie zur Freisetzung eines Ionenpaares, gemittelt ber alle durch NEUTRONEN der Energie er-zeugten geladenen Teilchen nW Mittlere Energie zur Freisetzung eines Ionenpaares, gemittelt ber alle durch NEUTRONEN erzeugten gelade-nen Teilchen Z50Halbwerttiefe 4 Kurzbeschreibung des Verfahrens und des Messprinzips 4.1 Ionisationskammermethode In einem gemischten STRAHLUNGSFELD aus NEUTRONEN und PHOTONEN werden in der Kammerwand und im Gasvolumen der IONISATIONSKAMMER geladene Teilchen erzeugt. Diese setzen im Gasvolumen Ionen