Konstruktion eines winkelauflösenden Spektrometers und Dosimeters für den medizinisch-diagnostischen Arbeitsplatz

 

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R. Th. Schlichte

Konstruktion eines winkelauflösenden Spektrometers und Dosimeters für den medizinisch-diagnostischen Arbeitsplatz

ISBN: 978-3-95606-578-1   |   Erscheinungsjahr: 2021    |    Auflage: 1
Seitenzahl: 144   |    Einband: Broschur    |    Gewicht: 439 g
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Das Ziel der vorliegenden Dissertation war die Entwicklung eines Messgeräts, das die winkelaufgelöste Charakterisierung gepulster Streustrahlungsfelder an medizinisch-diagnostischen Arbeitsplätzen ermöglicht. Das dabei gewonnene Wissen über die Höhe und die Verteilung der Ortsdosis erlaubt die Bewertung und Optimierung von Strahlenschutzmaßnahmen. Für diese herausfordernde Messaufgabe wurde ein aus 15 unabhängigen Spektrometern bestehendes Messgerät entwickelt, wobei jedes dieser 15 Spektrometer auf der Kombination eines CeBr3-Szintillationskristalls mit einem Geiger-Avalanche-Photodioden-Array als Detektor beruht. Die Nutzung von schnellen Field-Programmable-Gate-Arrays (FPGA) ermöglicht die Auswertung der Signale von einzelnen Röntgenphotonen. Durch diese schnelle Signalverarbeitung und die sehr kurze Totzeit des Detektors kann das Messgerät auch bei hohen Dosisleistungen, wie sie in medizinischen Strahlungsfeldern auftreten, eingesetzt werden. In der Datenauswertung wird eine Impulshöhenanalyse vorgenommen und eine Ezienz- und Totzeitkorrektu angewendet. Aus den so gewonnenen Spektren wird die Dosis für verschiedene Messgrößen berechnet. Dabei ist das Messgerät auf medizinisch-diagnostische Arbeitsplätze abgestimmt – bezüglich des Energiebereichs von 15 keV bis 200 keV und des Dosisleistungsbereichs von 10 µSv/h bis 500 mSv/h – um den Anforderungen bei Messungen an realen Arbeitsplätzen gerecht zu werden. Der Dosismessbereich dieses Prototyps ist 2 nSv bis 450 mSv und wird nur vom Speicherplatz des Digitalisierers begrenzt. Somit ist die messbare Dosis größer als die zu erwartende Dosis pro Puls im Streustrahlungsfeld. Die Photonendetektionsezienz liegt bei 50 %, die Auösung bei einer Energie von 15 keV bei 50 % und bei 200 keV bei 20 %. Das Messgerät wurde in den standardisierten Röntgenstrahlungsfeldern der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt validiert und rückführbar kalibriert

PTB Dos-62