Was ist aktives Dosimeter – passives Dosimeter – Definition

Im Handel erhältliche Dosimeter reichen von kostengünstigen passiven Geräten, die Personendosisinformationen zum späteren Auslesen speichern, bis zu teureren batteriebetriebenen Geräten, die Informationen zur unmittelbaren Dosis und Dosisleistung anzeigen (normalerweise ein elektronisches Personendosimeter ). Auslesemethode, Dosismessbereich, Größe, Gewicht und Preis sind wichtige Auswahlfaktoren.

Es gibt zwei Arten von Dosimetern:

• Passive Dosimeter . Häufig verwendete passive Dosimeter sind das Thermo Luminescent Dosimeter (TLD) und das Folienabzeichen. Ein passives Dosimeter erzeugt ein strahlungsinduziertes Signal, das im Gerät gespeichert wird. Das Dosimeter wird dann verarbeitet und die Ausgabe analysiert.
• Aktive Dosimeter . Um einen Echtzeitwert Ihrer Belichtung zu erhalten, können Sie stattdessen ein aktives Dosimeter verwenden, in der Regel ein elektronisches Personendosimeter (EPD). Ein aktives Dosimeter erzeugt ein strahlungsinduziertes Signal und zeigt in Echtzeit direkt die ermittelte Dosis oder Dosisleistung an.

Das passive und das aktive Dosimeter werden häufig zusammen verwendet, um sich zu ergänzen. Um effektive Dosen abzuschätzen, müssen Dosimeter an einer Position des Körpers getragen werden, die für seine Exposition repräsentativ ist, typischerweise zwischen der Taille und dem Nacken auf der Vorderseite des Rumpfes, die der radioaktiven Quelle zugewandt ist. Dosimeter werden normalerweise an der Außenseite der Kleidung, am Brustkorb oder am Oberkörper getragen, um die Dosis für den „ganzen Körper“ darzustellen. Dosimeter können auch an den Extremitäten oder in der Nähe des Auges getragen werden, um die diesen Geweben entsprechende Dosis zu messen.

Es ist sehr wichtig, dass die meisten  Personendosimetern heute im Einsatz sind keine absoluten Instrumente, sondern Referenzinstrumente. Das heißt, sie müssen regelmäßig kalibriert werden . Wenn ein Referenzdosimeter kalibriert wird, kann ein Kalibrierungsfaktor bestimmt werden. Dieser Kalibrierungsfaktor bezieht sich auf die Expositionsmenge der angegebenen Dosis. Die Gültigkeit der Kalibrierung wird durch Aufrechterhaltung der Rückverfolgbarkeit der zur Kalibrierung des Dosimeters verwendeten Quelle nachgewiesen. Die Rückverfolgbarkeit wird durch Vergleich der Quelle mit einem „Primärstandard“ in einem Referenzkalibrierungszentrum erreicht. Bei der Überwachung von Personen werden die Werte dieser Betriebsgrößen als ausreichend genaue Beurteilung der wirksamen Dosis herangezogenbzw. Hautdosis, insbesondere wenn deren Werte unterhalb der Schutzgrenzen liegen .

Aktives Dosimeter – EPD

Ein  elektronisches Personendosimeter (EPD)  ist ein modernes Dosimeter, das die kumulative Dosis  und die  aktuelle Dosisrate kontinuierlich auslesen  und den Träger warnen kann, wenn eine  bestimmte Dosisrate oder eine  kumulative Dosis  überschritten wird. EPDs sind besonders in Bereichen mit hohen Dosen nützlich, in denen die Verweilzeit des Trägers aufgrund von Dosisbeschränkungen begrenzt ist.

Arten von EPDs

EPDs  sind batteriebetrieben und die meisten verwenden entweder eine kleine  Geiger-Müller-Röhre (GM)  oder einen Halbleiter, in dem ionisierende Strahlung Ladungen freisetzt, die zu messbarem elektrischem Strom führen.

• GM-Zähler . Ein Geigerzähler besteht aus einer  Geiger-Müller-Röhre  (dem Sensorelement, das die Strahlung erfasst) und der Verarbeitungselektronik, die das Ergebnis anzeigt. GM-Zähler werden aufgrund ihrer Empfindlichkeit, einfachen Zählschaltung und Fähigkeit zur Erfassung von Strahlung mit niedrigem Pegelhauptsächlich für tragbare Instrumente verwendet . Aufgrund der großen Lawine, die durch eine Ionisation hervorgerufen wird, dauert es lange (etwa 1 ms), bis sich ein Geigerzähler zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen erholt hat. Daher können Geigerzähler aufgrund der „ Totzeit “ der Röhrekeine hohen Strahlungsraten messen.
• Halbleiterdetektor . Halbleiterdetektoren basieren auf der Ionisation in einem Festkörper (z. B. Silizium) und umfassen verschiedene Arten von Festkörperbauelementen mit zwei Anschlüssen, die als Dioden bezeichnet werden. Zum Beispiel eine Siliziumdiode, die eine  Stiftstruktur aufweist,  in der der intrinsische (i) Bereich gegenüber ionisierender Strahlung, insbesondere Röntgen- und Gammastrahlen, empfindlich ist. Unter Sperrvorspannung erstreckt sich ein elektrisches Feld über den intrinsischen oder abgereicherten Bereich. In diesem Fall wird eine negative Spannung an die p-Seite und eine positive an die zweite Seite angelegt. Löcher im p-Bereich werden vom Übergang zum p-Kontakt und ähnlich zu Elektronen und dem n-Kontakt angezogen.
• Szintillationsdetektor . Einige EPDs verwenden einen Szintillationskristall wie Natriumiodid (NaI) oder Cäsiumiodid (CsI) mit einer Fotodiode oder einer Fotovervielfacherröhre, um durch Strahlung freigesetzte Photonen zu messen.

Passives Dosimeter – TLD

Ein Thermolumineszenzdosimeter, abgekürzt als TLD, ist ein passives Strahlungsdosimeter, das die Exposition gegenüber ionisierender Strahlung durch Messen der Intensität des sichtbaren Lichts misst, das von einem empfindlichen Kristall im Detektor emittiert wird, wenn der Kristall erhitzt wird. Die Intensität des emittierten Lichts wird mit einem TLD-Lesegerät gemessen und hängt von der Strahlenexposition ab. Thermolumineszenz-Dosimeter wurden 1954 von Professor Farrington Daniels von der University of Wisconsin-Madison erfunden. TLD-Dosimeter sind auf Situationen anwendbar, in denen keine Echtzeitinformationen benötigt werden, aber präzise Aufzeichnungen zur akkumulierten Dosisüberwachung zum Vergleich mit Feldmessungen oder zur Bewertung des Potenzials für langfristige gesundheitliche Auswirkungen erwünscht sind.

Passives Dosimeter – Filmabzeichen

Filmabzeichen sind kleine tragbare Geräte zur Überwachung der kumulativen Strahlungsdosis aufgrund ionisierender Strahlung. Das Funktionsprinzip ist ähnlich wie bei Röntgenbildern. Das Abzeichen besteht aus zwei Teilen: einem fotografischen Film und einem Halter. Der Film ist in einem Abzeichen enthalten. Das Stück fotografischen Films, das das empfindliche Material ist und das monatlich entfernt und entwickelt werden muss. Je mehr Strahlung ausgesetzt wird, desto stärker wird der Film geschwärzt. Die Schwärzung des Films ist linear zur Dosis und es können Dosen bis zu etwa 10 Gy gemessen werden.

Siehe auch: Marktbericht über Strahlungsdosimeter für Reaktion und Wiederherstellung. Nationales Labor für städtische Sicherheitstechnologie. SAVER-T-MSR-4. <verfügbar unter: https://www.dhs.gov/sites/default/files/publications/Radiation-Dosimeters-Response-Recovery-MSR_0616-508_0.pdf>.