Nowoczesna kontrola dawek od promieniowania gamma i

Nowoczesna kontrola dawek od promieniowania gamma i
rentgenowskiego z użyciem indywidualnych i środowiskowych
dawkomierzy termoluminescencyjnych (TLD).
Maciej Budzanowski, Renata Kopeć, Monika Puchalska
Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego
Laboratorium Dozymetrii Indywidualnej i Środowiskowej (LADIS)
ul. Radzikowskiego 152, 31-342 Kraków, e-mail:[email protected]
Zgodnie z „ustawą o prawie atomowym” z dnia 29 listopada 2002 wprowadza się dwie
kategorie osób pracujących w narażeniu na promieniowanie jonizujące: kategorię A obejmującą
pracowników, którzy mogą być narażeni na roczną dawkę skuteczną przekraczającą 6 mSv oraz
kategorię B dla tych, którzy mogą być narażeni na dawkę skuteczną przekraczającą 1 mSv w
ciągu roku. W przypadku osób kategorii A należy prowadzić kontrolę indywidualną, natomiast
dla kategorii B ocenia się narażenie na podstawie pomiarów środowiskowych. Powyższa ustawa
narzuca również na laboratoria prowadzące kontrolę dawek dla pracowników z kategorii A
wymóg przejścia procesu akredytacji.
W Instytucie Fizyki Jądrowej kontrola dawek indywidualnych metodą dawkomierzy
termoluminescencyjnych (tzw. TLD) prowadzana jest od 1982 roku. Elementem „czułym” na
promieniowanie jonizujące jest detektor TLD z domieszkowanego fluorku litu, opracowanego i
produkowanego w Instytucie Fizyki Jądrowej. Odczyt dawki, prowadzony w laboratorium w
tzw. czytniku TL, polega na podgrzaniu detektora poddanego wcześniej ekspozycji na
promieniowanie jonizujące i zliczeniu ilości emitowanego przez niego światła. W ostatnich
latach Laboratorium Dozymetrii Indywidualnej i Środowiskowej (LADIS) w IFJ wdrożyło
system zapewnienia jakości i uzyskało od 30 grudnia 2002 akredytację Polskiego Centrum
Akredytacji na prowadzenie usług w zakresie kontroli indywidualnej (Kat A) i środowiskowej
(Kat B). Uznaniem standardu oraz procedur zapewnienia jakości badanych dawek było
otrzymanie akredytacji jako laboratorium pomiarowe. Obecnie akredytacja obejmuje kontrolę w
następującym zakresie:
Tabela 1. Typy dawkomierzy stosowanych do kontroli dawek w LADIS.
Typ
dawkomierza
Indywidualny
Środowiskowy
Wielkość
mierzona
Hp(10)
Hp(0.07)
Ka, H*(10)
Zakres
dawek
0,1 mSv– 1 Sv
0,1 mSv– 1 Sv
0,03 mGy– 1 Gy
0,03 mSv– 1 Sv
1
Pole
promieniowania
Okres pomiarowy
[miesiące]
γ, rtg
1, 2, 3
γ, rtg
1, 2, 3
Laboratorium stosuje wysokiej jakości detektory termoluminescencyjne MTS-N i MCPN, które są od 30 lat produkowane w Instytucie Fizyki Jądrowej. Ponad 0.5 mln sztuk tych
detektorów stosowanych jest przez serwisy dozymetryczne w 32 krajach na świecie, w tym
przez większość państw Unii Europejskiej. Dawkomierze te można stosować w pełnym zakresie
dawek i energii promieniowania fotonowego i neutronów w medycynie, radiologii
interwencyjnej, pracowniach rtg, pracowniach izotopowych, przemyśle, geofizyce i w pracach
reaktorowych. LADIS prowadzi obecnie kontrolę dawek indywidualnych i środowiskowych w
dziesiątkach instytucji w Polsce a zakres ten ulega szybkiemu poszerzeniu.
W pracy przedstawiono elementy systemu kontroli dawek z zastosowaniem
dawkomierzy termoluminescencyjnych, ich własności dozymetryczne, specyfikację techniczną
oraz system zapewnienia jakości.
Fot.1. Detektory termoluminescencyjne wykonane w postaci spiekanych pastylek z LiF:Mg, Ti
oraz LiF:Mg, Cu, P stosowane do kontroli dawek od promieniowania gamma i rentgenowskiego.
Podstawowym dawkomierzem do kontroli dawek od promieniowania gamma i
rentgenowskiego jest dawkomierz DI-02. Dawkomierze różnią się kolorem w zależności od
kwartalnego okresu pomiarowego. Dawkomierze opisane są imieniem, nazwiskiem i numerem
identyfikacyjnym instytucji, dla której baza danych LADIS przyporządkowuje unikalny numer.
Dawkomierz, po otrzymaniu pocztą, jest noszony na wysokości serca. Powinien on być
przypięty tak, aby aluminiowe filtry, symulujące narażenie dawki głębokiej, „patrzyły” na
zewnątrz. Dawkomierze w zależności od miejsca i stosowania mogą być zaspawane pyło- i
wodoszczelnie w przeźroczystą folię polietylenową.
Fot. 2. Dawkomierze a. DI-02 do indywidualnej i b. DS środowiskowej kontroli dawek od
promieniowania gamma i rentgenowskiego.
Do kontroli środowiska pracy stosowane są dawkomierze środowiskowe DS. Typowy
dawkomierz środowiskowy przedstawiony jest na fot. 2a.
2
Dawkomierze
TLD
odczytuje
się
automatycznie
w
aparaturze
zwanej
czytnikiem
termoluminescencyjnym. Na fot. 4. przedstawiono nowoczesny automatyczny czytnik do
odczytu dawkomierzy DI-02
Fot. 4. Automatyczny czytnik termoluminescencyjny DOSACUS do odczytu dawkomierzy
indywidualnych DI-02.
W wyniku odczytu-grzania detektorów w dawkomierzu następuje świecenie, które
przedstawiane jest w postaci tzw. krzywej grzania. Typowa krzywa otrzymana w wyniku
odczytu dawkomierza DI-02 przestawiona jest na fot. 5. Na podstawie krzywej oblicza się
dawkę pochłoniętą i przelicza na jednostki operacyjne takie jak indywidualny równoważnik
dawki głębokiej Hp(10) czy dawki na skórę Hp(0,07).
Fot. 5. Krzywe grzania detektorów z dawkomierza DI-02.
LADIS posiada bazę danych, do której po uprzedniej analizie krzywych, wpisuje się
indywidualne oraz środowiskowe wartości dawek dla poszczególnych pracowników/punktów
pomiarowych danej instytucji charakteryzującej się unikalnym numerem ID. Dalszym krokiem
jest przygotowanie oficjalnego dokumentu w postaci Świadectwa Pomiaru Dawek. Taki
dokument opatrzony nagłówkiem PCA i okrągłą pieczęcią wysyłany jest do Inspektora Ochrony
3
Radiologicznej w danej instytucji. Przykładowe Świadectwo Pomiary Dawek przedstawiono na
fot.6. Świadectwo takie posiada wszystkie informacje zgodne z „ustawą o prawie atomowym” i
przepisami wykonawczymi oraz z normami dotyczącymi laboratoriów akredytowanych.
Fot. 6. Przykładowe Świadectwo Pomiaru Dawek przygotowane po odczycie dawek z użyciem
dawkomierzy termoluminescencyjnych TLD.
4