методы и средства исслед и аттестации бета-источников для медицины
.pdfЛ.В. Тимофеев
зисторах. Максимальная(паспортная) чувствительность по току равняется ±1,10-17 а/деление, минимальная -3,10-7 а/деление; дрейф нуля прибора не превышает 300 мкв/день при флуктуации температуры в пределах 50C в интервале -100C+400C.
Линейность показаний прибора при измерениях тока равняется 0,3% от полной шкалы.
Камеру можно заведомо считать бесконечно широкой, если её радиус не меньше максимального пробега бета-частиц в воздухе. Однако, это условие слишком строгое. Поскольку камеру при h≤1+1,5 мм можно было считать тонким детектором, следует ожидать, что из-за многократного рассеяния бета-частиц на электродах, “насыщение” ионизационного тока камеры в зависимостиотеёрадиусанаступитсущественнораньше,чемприрадиусе камеры, равным максимальному пробегу бета-частиц в воздухе.
Оценкаошибкивизмеренияхзасчёт«недобора»ионизации в камере конечных размеров производилась экспериментально, путём последовательного подключения зон различного радиуса (при постоянной близкой и максимальной величине зазора в камере и при использовании тонких источников на поверхности электрода). Результаты измерений сведены в таблицу 4.4.
Таблица 4.4.
Зависимость тока в камере от величины её диаметра
|
Величина |
Ток в камере в относительных |
|||||
Изотоп |
зазора, мм |
единицах в зависимости от диа- |
|||||
|
|
|
|
метра в мм |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
130 |
|
180 |
|
230 |
СЕРА-35 |
1,5 |
94 |
95 |
|
100 |
|
99,5 |
ИТРИЙ-90 |
1,0 |
94 |
99,5 |
|
100 |
|
100 |
120
//СИГНАЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР//
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ И АТТЕСТАЦИИ БЕТА-ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
Окончание таблицы 4.4.
ЦЕРИЙ-144+ |
1,0 |
94 |
98 |
99,7 |
100 |
|
ПРАЗЕОДИМ-144 |
||||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
КАЛИЙ-42 |
1,0 |
‒ |
98,5 |
99,7 |
100 |
|
|
1,25 |
|
99 |
99,6 |
100 |
Как видно из таблицы «насыщение» тока наступает при подключении 3-4 зон, что соответствует диаметрам камеры 180‒230 мм. Таким образом, можно в условиях наших экспериментов рассматривать данную камеру, как бесконечно протяженный детектор. При этом погрешность, обусловленная « недобором « ионизации за счёт конечных размеров камеры, не превышает одного процента.
121
Л.В. Тимофеев
ГЛАВА 5 РАБОЧИЕ СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ И АТТЕСТАЦИИ ЗТИБИ
5.1. Стинтилляционный датчик для измерения дозиметрических характеристик
источников сложной геометрии
Как отмечалось выше, геометрия медицинских источников весьма разнообразна – это тонкие, гибкие пластины, например, размером 100 х 100 мм, жесткие вогнутые с R≈14 мм сферические «чаши», нити Ø=1…3 мм и т.д. Широк диапазон и др. параметровЗТИБИ.Так,активностьрадионуклидоввисточникахразличается больше, чем в 100 раз, достигая сотен мкюри (~3ГБк), интервал энергий бета-излучения – до 4МэВ и значений МПД до 500 сГр/мин.
122
//СИГНАЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР//
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ И АТТЕСТАЦИИ БЕТА-ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
Однако и в настоящее время отсутствует серийная аппаратура для измерений дозных полей медицинских источников бетаизлучения, нет стандартного унифицированного физического прибора, который мог осуществлять функции компаратора при передаче единиц ПД и МПД от образцовых мер к аттестуемым источникам.
Такой прибор должен позволять проводить измерения дозиметрическихпараметроввТЭМсдостаточновысокойточностью 5…15% в зависимости от условий измерений.
Если говорить о производственных условиях, то требуется постоянный и надежный контроль за качеством продукции, а следовательно использование относительно простых, надежных методов измерения, поддающихся автоматизации.
К р и т и - ческий анализ методов бетадозиметрии убедил нас в необходимости разработки специального дозиметра.
Для относительныхизмерениймощности поглощенной дозы от бетаизлучения в материале, эквивалентном мягкой биологической
123
Л.В. Тимофеев
ткани и, для измерений в условиях серийного производства источников, сконструирован и построен прибор СКД-1, представляющийсобойсцинтилляционныйдозиметрсфотоумножителем, работающим в токовом режиме. В качестве детекторов используется сцинтиллирующая пластмасса. Единицы мощности дозы переносятся на эти приборы с камеры ЭК-2 с помощью калиброванных источников. Общий вид двух модификаций этой установки приведен на рисунках.
Технические характеристики установки ‒ размеры детекто-
ров (2 х 1,2) мм (10 х 1,2) мм, (10 х 12) мм, (30 х 12) мм;. диапазон измеряемых мощностей доз 140 мкГр/сек. ... 140 мГр/с (1 ... 103) рад/мин).
Рис. 5.2. Сцинтилляционный датчик для измерений радиационных характеристик плоских источников бета-излучения
Возможные перемещения детекторов таковы, что позволяют, например, просканировать плоскую(размеромдо
100 х 100 мм) или сферическую поверхность (с радиусом кривизны 14 мм) того или иного источника.
К достоинству прибора можно отнести достаточно широкий диапазон измеряемых мощностей доз, тка-
124
//СИГНАЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР//
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ И АТТЕСТАЦИИ БЕТА-ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
неэквивалентность детектора, технологичность измерительной процедуры.
СравнительныеизмеренияМПДбета-излучениянагосудар- ственномэталонеединицыМПДГЭТ9-82(Институтметрологии, Спб) и на вторичном эталоне ВЭТ9-2-84 ИБФ), проводимые в течение 20 лет имели отклонения в пределах (0,3....2,5)5‒5 измерений и одно ‒ 5%.
Кинематическая схема установки позволяет, в частности, перемещать датчик по всей вогнутой поверхности офтальмоаппликаторов.
Рис.5.3. Сцинтилляционный датчик для измерений дозиметрических характеристик источников бета-излучения сложной геометрии
125
Л.В. Тимофеев
Рис. 5.4. Приемник ионизирующего излучения установки СКД-2М для работы с источниками в виде сферической чаши типа ОА
126
//СИГНАЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР//
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ И АТТЕСТАЦИИ БЕТА-ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
Рис. 5.5. Установка СКД-М
Рис. 5.6 Установка СКД-2М
127
Л.В. Тимофеев
Рис. 5.7. Головка сцинтилляционного датчика для измерения радиационных характеристик источников бета-излучения сложной геометрии
1 – насадка, плексиглас; 2 - светопровод; 3 – свинцовое стекло; 4 – детектор, пластмасса NE-102; Ø=2мм, h=1,2 мм.
Рис. 5.8. Головка приемника излучения установки СКД-4
128
//СИГНАЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР//
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ И АТТЕСТАЦИИ БЕТА-ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
Рис. 5.9. Блок детектирования установки СКД-4
129