De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

08/06/2015dosimetrie niveau 31 Dosimetrie Frits Pleiter.

Verwante presentaties


Presentatie over: "08/06/2015dosimetrie niveau 31 Dosimetrie Frits Pleiter."— Transcript van de presentatie:

1 08/06/2015dosimetrie niveau 31 Dosimetrie Frits Pleiter

2 08/06/2015dosimetrie niveau 32 Dosimetrie wisselwerking van straling met materie vormt de basis voor een vijftal onderwerpen die van belang zijn in de dagelijkse praktijk van de stralingsdeskundige: dosimetriestralingsgrootheden en -eenheden radiobiologiehoe beïnvloedt straling ons lichaam detectiehoe meten we straling afscherminghoe reduceren we straling toestellenhoe produceren we straling de overheid heeft grootheden en eenheden nodig om wet- en regelgeving te kunnen formuleren

3 08/06/2015dosimetrie niveau 33 Dosimetrie Dosimetrie indeling fysische dosisgrootheden  fluentie en flux  exposie, geabsorbeerde dosis en kerma  grensvlakken  principe van Bragg-Gray  bronconstanten voor  -,  - en  -straling limiterende dosisgrootheden  stralingsweegfactor en equivalente dosis  weefselweegfactor en effectieve dosis operationele dosisgrootheden  ICRU-bol  omgevings-, richtings- en persoonsdosisequivalent

4 08/06/2015dosimetrie niveau 34 Dosimetrie Dosimetrie fysische dosisgrootheden fysische dosisgrootheden beschrijven de fysische processen die zich afspelen bij wisselwerking van ioniserende straling met materie vorming van ionisatielading depositie van energie invloed van grensvlakken de meest interessante grootheid, dosis in menselijk weefsel, is helaas niet toegankelijk voor rechtstreekse meting Bragg en Gray hebben een gedachtenexperiment ontworpen, dat het mogelijk maakt maakt om dosis in weefsel te bepalen

5 08/06/2015dosimetrie niveau 35 Dosimetrie Dosimetrie fluentie en flux beschouw een puntvormige bron die N deeltjes uitzendt de bron bevindt zich in het middelpunt van een bol met straal R  (R) = N / 4  R 2 kwadratenwet fluentie = deeltjes per oppervlakte-eenheid  (m -2 ) flux = deeltjes per tijdseenheid dN/dt(s -1 ) fluentietempo = fluxdichtheid  (m -2 s -1 ) bron R  (R)

6 08/06/2015dosimetrie niveau 36 Dosimetrie Dosimetrie exposie definitie van exposie (X) hoeveelheid ionisatielading in lucht per eenheid van massa eenheid is de röntgen definitie van röntgen (R) 1 R = 2,58  C kg -1 1 R = 1 ese van lading per cm 3 droge lucht lading elektron = 4,8  ese = 1,602  C  lucht = 1,293  g cm -3 = 1,293  kg cm -3 1 R = 1 ese cm -3  (1,602  C / 4,8  ese) / 1,293  kg cm -3 = 2,58  C kg -1

7 08/06/2015dosimetrie niveau 37 Dosimetrie Dosimetrie elektronenevenwicht ioniserende straling draagt energie over aan elektron in het materiaal, dat op zijn beurt energie overdraagt aan andere elektronen beschouw klein gebiedje B binnen in veel groter gebied A: evenveel elektronen van buiten B deponeren hun energie binnen B als elektronen van binnen B zijn die hun energie buiten B deponeren dit geldt alleen als gebied rond B groter is dan de dracht van de elektronen in het materiaal A B

8 08/06/2015dosimetrie niveau 38 Dosimetrie Dosimetrie geabsorbeerde dosis en kerma definitie van geabsorbeerde dosis (D) hoeveelheid geabsorbeerde energie per eenheid van massa eenheid is de gray; elektronenevenwicht verondersteld definitie van kerma (K) acroniem: kinetic energy released in matter hoeveelheid energie die in primaire interactie wordt vergedragen eenheid is de gray; elektronenevenwicht speelt geen rol gedefinieerd voor indirect ioniserende straling (foton, neutron) definitie van gray (Gy) 1 Gy = 1 J kg -1

9 08/06/2015dosimetrie niveau 39 Dosimetrie Dosimetrie geladen deeltjes beschouw een klein volume-elementje dikte  x(m) oppervlak  O(m 2 ) soortelijke massa  (kg m -3 ) stopping powerS(J m -1 ) fluentie  (m -2 ) energiedepositie  E = (   O)  (S  x)(J) massa  M =   (  O  x)(kg) dosisD =  E /  M =  S/  (J kg -1 ) let op de juiste eenheden

10 08/06/2015dosimetrie niveau 310 Dosimetrie Dosimetrie fotonen verzwakking  N = -  N  x  N(x) = N(0) e -µx µ = µ foto + µ Compton + µ paar µ = lineïeke verzwakkingscoëfficiënt kerma beschouw de energiedepositie in een klein volume-elementje  E = energieoverdracht  aantal fotonen  interactiekans = (E  - E  )     O  µ  x = (1 - E  / E  ) µ  E      O  x = µ tr  E      O  x  M =    O  x K =  E /  M = E    µ tr /  µ tr = lineïeke energieoverdrachtscoëfficiënt

11 08/06/2015dosimetrie niveau 311 Dosimetrie Dosimetrie fotonen geabsorbeerde dosis fractie g van de elektronenergie wordt omgezet in remstraling D = (1 - g)  K = (1 - g)  E    µ tr /  = E    µ en /  µ en = (1 - g) µ tr = lineïeke energieabsorptiecoëfficiënt E  = 0,5 MeV µ /  µ tr /  µ en /  (m 2 kg -1 )(m 2 kg -1 )(m 2 kg -1 ) water0,009660,003300,00330 spier0,009580,003280,00328 bot0,009260,003170,00317 lucht0,008680,002960,00296 lood0,008860,005030,00481

12 08/06/2015dosimetrie niveau 312 Dosimetrie Dosimetrie grensvlakken fotonenfluenties aan weerszijden van grensvlak gelijk kerma in beide media evenredig met µ tr /  K ~ µ tr /  ~  el /  dit laatste mits het Compton-effect overheerst bij lage energie overheerst foto-effect foto-effect neemt toe met Z 4 secundaire elektronenfluenties aan weerszijden van grensvlak gelijk dosis in beide media evenredig met S el /  D ~ S el /  ~  el /  dit laatste mits remstraling verwaarloosbaar is bij lage energie neemt S el snel toe K 1 / K 2 = (µ tr /  ) 1 / (µ tr /  ) 2 fotonenergie is relevant D 1 / D 2 = (S el /  ) 1 / (S el /  ) 2 elektronenergie is relevant

13 08/06/2015dosimetrie niveau 313 Dosimetrie Dosimetrie grensvlakken overgang spier - bot medium1 = spierZ = 7,6 medium2 = botZ = 13,6  -energie = 175 keV K 1 / K 2 = (µ tr /  ) 1 / (µ tr /  ) 2 = 0,00285 / 0,00303 = 0,94 D 1 / D 2 = (S el /  ) 1 / (S el /  ) 2 = (  el /  ) 1 / (  el /  ) 2 = 3,312  / 3,139  = 1,06

14 08/06/2015dosimetrie niveau 314 Dosimetrie Dosimetrie grensvlakken principe van Bragg-Gray beschouw een bol B in medium A vervang medium in B door lucht diameter holte B << dracht lucht dikte wand A >> dracht in medium breng een elektrode aan in de wand meet de exposie in B bereken hieruit de dosis in lucht bereken hieruit de dosis in medium D m / D l = (S el /  ) m / (S el /  ) l B A B A B B

15 08/06/2015dosimetrie niveau 315 Dosimetrie Dosimetrie bronconstante voor  -straling dracht in lucht  L R L = 3E 3/2 (kg m -2 ) in medium  R = 3,2   M   L R L = 3,2   M  3E 3/2 (kg m -2 ) =    dE / S stopping power  / S = 3,2   M  4,5E 1/2 (kg m -2 per MeV) S /  = 694 /  (ME)(MeV per kg m -2 ) = 1,1  /  (ME)(J per kg m -2 )

16 08/06/2015dosimetrie niveau 316 Dosimetrie Dosimetrie bronconstante voor  -straling bolschil met straal R (m) rondom puntbron met activiteit A (Bq) fluentietempod  / dt = 3600  A / (4  R 2 )(m -2 h -1 ) geabsorbeerde energie  E = d  / dt  4  R 2  (S /  )  (   x) = 4,0  A   x /  (ME)(J h -1 ) massa bolschil  M =   4  R 2  x (kg) dosistempodD / dt =  E /  M = 3,15  A / R 2  (ME) = k A / R 2 (Gy h -1 ) bronconstantek = 3,15  /  (ME)(Gy m 2 Bq -1 h -1 ) = /  (ME)(µGy m 2 MBq -1 h -1 )

17 08/06/2015dosimetrie niveau 317 Dosimetrie Dosimetrie bronconstante voor  -straling dracht  R = 5E(kg m -2 ) =    dE / S stopping power  / S = 5(kg m -2 per MeV) S /  = 0,2(MeV per kg m -2 ) = 3,2  (J per kg m -2 )

18 08/06/2015dosimetrie niveau 318 Dosimetrie Dosimetrie bronconstante voor  -straling bolschil met straal R (m) rondom puntbron met activiteit A (Bq) fluentietempod  / dt = 3600  A / (4  R 2 )(m -2 h -1 ) geabsorbeerde energie  E = d  / dt  4  R 2  (S /  )  (   x) = 1,15  A   x(J h -1 ) massa bolschil  M =   4  R 2  x(kg) dosistempodD / dt =  E /  M = 9,2  A / R 2 = k A / R 2 (Gy h -1 ) bronconstantek = 9,2  (Gy m 2 Bq -1 h -1 ) = 9,2(µGy m 2 MBq -1 h -1 )

19 08/06/2015dosimetrie niveau 319 Dosimetrie Dosimetrie bronconstante voor  -straling energieoverdrachtscoëfficiënt µ en /  = 0,003(m 2 kg -1 )

20 08/06/2015dosimetrie niveau 320 Dosimetrie Dosimetrie bronconstante voor  -straling bolschil met straal R (m) rondom puntbron met activiteit A (Bq) fluentietempod  / dt = 3600  A / (4  R 2 ) (m -2 h -1 ) geabsorbeerde energie  E = d  / dt  4  R 2  E   (µ en /  )  1,6   (   x) = 1,7  A E    x(J h -1 ) massa bolschil  M =   4  R 2  x(kg) dosistempodD / dt =  E /  M = 0,14  E  A / R 2 = k A / R 2 (Gy h -1 ) bronconstantek = 0,14  E  (Gy m 2 Bq -1 h -1 ) = E  / 7(µGy m 2 MBq -1 h -1 )

21 08/06/2015dosimetrie niveau 321 Dosimetrie Dosimetrie overzicht bronconstanten stralingk (µGy m 2 MBq -1 h -1 )  5000(M  9, E   5 MeV)  9  E  / 7

22 08/06/2015dosimetrie niveau 322 Dosimetrie Dosimetrie indeling fysische dosisgrootheden  fluentie en flux  exposie, geabsorbeerde dosis en kerma  grensvlakken  principe van Bragg-Gray  bronconstanten voor  -,  - en  -straling limiterende dosisgrootheden  stralingsweegfactor en equivalente dosis  weefselweegfactor en effectieve dosis operationele dosisgrootheden  ICRU-bol  omgevings-, richtings- en persoonsdosisequivalent

23 08/06/2015dosimetrie niveau 323 Dosimetrie Dosimetrie limiterende dosisgrootheden voor twee dosisgrootheden heeft de overheid jaarlimieten vastgesteld de equivalente dosis op ooglens, huid en en extremiteiten de effectieve dosis deze grootheden heten daarom limiterende dosisgrootheden

24 08/06/2015dosimetrie niveau 324 Dosimetrie Dosimetrie stralingsweegfactor (ICRP-60) gerelateerde grootheden zijn Q, RBE, LET en S fotonen 1(ICRP-26 Q = 1) elektronen 1(ICRP-26 Q = 1) neutronen(ICRP-26 Q = ) < 10 keV keV10 0,1 - 2 MeV MeV10 > 20 MeV 5 protonen 5(ICRP-26 Q = 10)  -deeltjes20(ICRP-26 Q = 20)

25 08/06/2015dosimetrie niveau 325 Dosimetrie Dosimetrie equivalente dosis definitie van equivalente dosis (H) product van stralingsweegfactor en geabsorbeerde dosis H = w R × D eenheid is de sievert voor enkele organen is een wettelijke jaarlimiet vastgesteld definitie van sievert (Sv) 1 Sv = 1 J kg -1

26 08/06/2015dosimetrie niveau 326 Dosimetrie Dosimetrie weefselweegfactor (ICRP-60) afgeleid uit de relatieve bijdrage aan het totale detriment gonaden0,20(ICRP-26w T = 0,25) beenmerg (rood)0,12(ICRP-26w T = 0,12) dikke darm (onder)0,12 longen0,12(ICRP-26w T = 0,12) maag0,12 blaas0,05 borstweefsel0,05(ICRP-26w T = 0,15) lever0,05 slokdarm0,05 schildklier0,05(ICRP-26w T = 0,03) huid0,01 botoppervlak0,01(ICRP-26w T = 0,03) overige organen0,05(ICRP-26w T = 0,30)

27 08/06/2015dosimetrie niveau 327 Dosimetrie Dosimetrie overige organen ICRP-26ICRP-60ICRP-67ICRP-68 5 organen10 organen9 organen10 organen elk w T = 0,06  w T = 0,05  w T = 0,05  w T = 0,05 bijnierenbijnierenbijnieren hersenenhersenenhersenen dikke darm (boven)ET dunne darmdunne darmdunne darm nierennierennieren spierenspierenspieren alvleesklieralvleesklieralvleesklier miltmiltmilt zwezerikzwezerikzwezerik baarmoederbaarmoederbaarmoeder

28 08/06/2015dosimetrie niveau 328 Dosimetrie Dosimetrie overige organen weegfactor van de overige organen w rest = 0,05 H rest =  T (m T  H T ) /  T m T als de equivalente dosis van orgaan T * uit de restgroep groter is dan die van enig orgaan met een aparte weegfactor, dan geldt: H rest = 0,5   T  T * [H T  m T /  T m T ] + 0,5  H T * deelbestraling van een orgaan als een deel van orgaan T inwendig of uitwendig bestraald is, wordt de gedeponeerde energie uitgesmeerd over de hele orgaanmassa m T

29 08/06/2015dosimetrie niveau 329 Dosimetrie Dosimetrie effectieve dosis definitie van effectieve dosis (E) gewogen som van equivalente orgaandoses E =  T w T × H T  T w T = 1 eenheid is de sievert voor de effectieve dosis is een wettelijke jaarlimiet vastgesteld definitie van sievert (Sv) 1 Sv = 1 J kg -1

30 08/06/2015dosimetrie niveau 330 Dosimetrie Dosimetrie effectieve dosis vermijd slordig taalgebruik … een dosis van 2 Sv op de schildklier … wat wordt er bedoeld: 1.een geabsorbeerde dosis van 2 Gy op de schildklier? 2.een equivalente dosis van 2 Sv op de schildklier? 3.een effectieve dosis van 2 Sv tengevolge van een bestraling van de schildklier? in geval 1 is de equivalente schildklierdosis H T = 2 Sv in geval 2 is de effectieve dosis E = 0,05  2 = 0,10 Sv in geval 3 is de equivalente schildklierdosis H T = 2 / 0,05 = 40 Sv

31 08/06/2015dosimetrie niveau 331 Dosimetrie Dosimetrie effectieve dosis ordes van grootte gemiddele jaardosis van de Nederlandse bevolking  2 mSv jaarlimiet voor gewone werknemers 1 mSv jaarlimiet voor blootgestelde werknemers20 mSv lethale dosis> 10 Gy

32 08/06/2015dosimetrie niveau 332 Dosimetrie Dosimetrie indeling fysische dosisgrootheden  fluentie en flux  exposie, geabsorbeerde dosis en kerma  grensvlakken  principe van Bragg-Gray  bronconstanten voor  -,  - en  -straling limiterende dosisgrootheden  stralingsweegfactor en equivalente dosis  weefselweegfactor en effectieve dosis operationele dosisgrootheden  ICRU-bol  omgevings-, richtings- en persoonsdosisequivalent

33 08/06/2015dosimetrie niveau 333 Dosimetrie Dosimetrie operationele dosisgrootheden voor de equivalente dosis H T in ooglens, huid en extremiteiten, en de effectieve dosis E gelden wettelijke limieten, maar deze kunnen niet rechtstreeks worden gemeten men heeft daarom een aantal operationele dosisgrootheden gedefinieerd, die wel (toetsbaar) kunnen worden gemeten met simulatieberekeningen kan worden aangetoond dat deze operationele dosisgrootheden goede schatters zijn van H T en E

34 08/06/2015dosimetrie niveau 334 Dosimetrie Dosimetrie ICRU-bol fysische grootheden , E S, µ tr, µ en fysische dosisgroothedenK, D operationele dosisgroothedenH*(d), H(d,  ), H p (d) limiterende dosisgroothedenH T, E, E 50 ICRU-bol diameter = 30 cm weefsel-equivalent 10,1 gew.% H 76,2 gew.% O 11,1 gew.% C 2,6 gew.% N meetpunt P aan voorkant op diepte d mm P

35 08/06/2015dosimetrie niveau 335 Dosimetrie Dosimetrie omgevingsdosisequivalent definitie van omgevingsdosisequivalent H*(d) het stralingsveld in punt P wordt denkbeeldig uitgebreid over een dusdanig gebied dat daar de gehele ICRU-bol in past (uitgebreid veld), en vervolgens wordt alle straling in punt P geacht van de voorkant te komen (uitgericht veld) H*(d) is het dosisequivalent dat op een diepte van d mm in de ICRU-bol zou zijn gemeten in het uitgebreide en uitgerichte veld eenheid is de sievert (Sv) het omgevingsdosisequivalent is een schatter van de effectieve dosis E

36 08/06/2015dosimetrie niveau 336 Dosimetrie Dosimetrie richtingsdosisequivalent definitie van richtingsdosisequivalent H(d,  ) het stralingsveld in punt P wordt denkbeeldig uitgebreid over een dusdanig gebied dat daar de gehele ICRU-bol in past (uitgebreid veld) H(d,  ) is het dosisequivalent dat op een diepte van d mm in de ICRU-bol zou zijn gemeten als het stralingsveld in punt P wel wordt uitgebreid, maar niet uitgericht (alle straling komt uit richting  ) eenheid is de sievert (Sv) H(d,0°) = H*(d)

37 08/06/2015dosimetrie niveau 337 Dosimetrie Dosimetrie persoonsdosisequivalent definitie van persoonsdosisequivalent H p (d) H p (d) is het dosisequivalent dat op een diepte van d mm in zacht weefsel (niet ICRU-bol) onder een geschikt punt op het lichaam zou zijn gemeten voor berekening wordt ICRU-bol of ICRU-slab gebruikt zo berekende waarden worden aangeduid met H p,sphere en H p,slab persoonsdosisequivalentH p (10) ooglensdosisequivalentH p (3) huiddosisequivalentH p (0,07) eenheid is de sievert (Sv)

38 08/06/2015dosimetrie niveau 338 Dosimetrie Dosimetrie operationele dosisgrootheden AP = anterior-posteriorROT = rotatiesymmetrischLLAT = links-lateraal PA = posterior-anterior ISO = isotroopRLAT= rechts-lateraal RLAT LLAT ISO ROT PA AP

39 08/06/2015dosimetrie niveau 339 Dosimetrie Dosimetrie operationele dosisgrootheden alle waarden (in Sv) zijn ten opzichte van kerma in lucht (in Gy)

40 08/06/2015dosimetrie niveau 340 Dosimetrie Dosimetrie operationele dosisgrootheden de fotonenfluentie op 1 cm diepte in de ICRU-bol is zoiets als: stel µ = µ’, kies C = 7 en integreer tot oneindig; dit levert:

41 08/06/2015dosimetrie niveau 341 Dosimetrie Dosimetrie operationele dosisgrootheden

42 08/06/2015dosimetrie niveau 342 Dosimetrie Dosimetrie oude dosiseenheden definitie van “radiation absorbed dose” (rad) 1 rad = 0,01 Gy definitie van “röntgen equivalent man” (rem) 1 rem = 0,01 Sv 1 rad = 100 erg g -1 eenheid van energie = 1 erg = J 1 rad = 100 erg g -1  J erg -1  10 3 g kg -1 = 0,01 J kg -1 = 0,01 Gy 1 rem = 0,01 Sv 1 R = 2,58  C kg -1 / 1,602  C = 1,610  ionen per kg  1,610  ionen per kg  34,0 eV per ion  1,602  J eV -1 = 0,0088 J kg -1  0,01 Gy = 1 rad

43 08/06/2015dosimetrie niveau 343 Dosimetrie Dosimetrie nieuwe ontwikkeling - stralingsweegfactor ICRP-60ICRP-103 foton, elektron 1 1 neutron < 10 keV 5 2, keV10  7,5 0,1 - 2 MeV MeV1010 > 20 MeV 5 5 proton 5 2  -deeltje2020 H = w R  D krijgt de nieuwe naam “radiation weighted dose” er komt misschien een nieuwe eenheid voor H

44 08/06/2015dosimetrie niveau 344 Dosimetrie Dosimetrie nieuwe ontwikkeling - weefselweegfactor ICRP-68ICRP-103 gonaden0,20gonaden0,08 beenmerg (rood)0,12beenmerg (rood)0,12 dikke darm0,12dikke darm0,12 longen0,12longen0,12 maag0,12maag0,12 blaas0,05blaas0,04 borstweefsel0,05borstweefsel0,12 lever0,05lever0,04 slokdarm0,05slokdarm0,04 schildklier0,05schildklier0,04 huid0,01huid0,01 botoppervlak0,01botoppervlak0,01 hersenen0,01 speekselklieren0,01 10 overige organen0,0513 overige organen0,12

45 08/06/2015dosimetrie niveau 345 Dosimetrie Dosimetrie nieuwe ontwikkeling - overige organen ICRP-68ICRP organen13 organen  w T = 0,05  w T = 0,12 bijnierenbijnierengalblaas hersenenhart ETETlymfeknopen dunne darmdunne darmmondslijmvliesnierenspierenalvleeskliermiltzwezerik baarmoederbaarmoeder / prostaat

46 08/06/2015dosimetrie niveau 346 Dosimetrie Dosimetrie nieuwe ontwikkeling ICRP 103 de somregel voor de overige organen wordt vereenvoudigd →H rest =  T H T / 13 er komen misschien weefselweegfactoren voor directe effecten de limiet voor de equivalente dosis op de ooglens wordt misschien verlaagd naar H ooglens = 20 mSv per jaar


Download ppt "08/06/2015dosimetrie niveau 31 Dosimetrie Frits Pleiter."

Verwante presentaties


Ads door Google