Meetapparatuur voor radioactiviteit Hoe deze te gebruiken ? Rutger Berden

Materie, het atoom en zijn samenstellling Materie is samengesteld uit atomen Elk atoom is samengesteld uit een kern met daarrond sneldraaiende elektronen (elektronenschil)

Interactieprincipe et detectie van g- et X- stralen (fotonen) De fotonen die worden uitgestuurd door het radionuclide interageren met de elektronen van materie. Deze fotonen veroorzaken - Ionisaties (verwijderen van een elektron uit zijn elektronenschil  veroorzaakt een lading + of -) - Excitatie en vervolgens Désexcitatie gepaard met uitzending van licht. Detectors Gebaseerd op ionisatie van gas of vaste materie Scintilatie Thermoluminescentie (bv. Passieve dosimeter) ….en anderen

Ionisatiekamer Gasgevulde kamer 2 elektrodes Ionisatie van gas (creatie van ladingen) Gedrag van de kamers hangt af van : Samenstelling gas gasdruk E-veld Methode van opvangen en meten van de lading

Ionisatiekamers : invloed van spanning

Scintillatiedetectoren Gebaseerd op excitatie van elektronen (Compton en foto-elektrisch effect) Terugvallen van geëxciteerde elektronen via uitzenden van licht Signaal proportioneel met energie, dus geschikt voor spectrometrie

NaI(Tl) Scintillator Light - Radiation Photocathode Optical window foton exciteert elektron elektron valt terug op grondtoestand met uitzenden van licht licht op fotokathode, productie van elektronen versnelling en vermenigvuldiging van elektronen door dynodes Anode collecteert puls Light Photomultiplicator tube Measurement system - Anode Radiation Photocathode Optical window

Factoren die de meting beinvloeden

Achtergrondstraling of “Background” Kosmische straling, natuurlijke radioactiviteit,… Aanwezigheid andere bronnen Detector afschermen Background evalueren en in rekening brengen

Dosidebieten in belgië te wijten aan de natuurlijke achtergrondstraling Tussen 60 en 130 nSv/h afhankelijk van de regio

Kwantitatieve factoren Detectie en bepalen van de activiteit van een bron gebeurt door de detectie van de straling Niet alle straling wordt gedetecteerd Niet elk deeltje of foton zal interageren met detector Detector efficiëntie : Geregistreerd gebeurtenissen eabsolute = Gebeurtenissen door de bron uitzonden

Geometrische factoren Geometrie tussen bron en detector Aanwezigheid van absorberende of reflecterende materialen R²-wet Zelfabsorptie bron Reflectie van materiaal bij detector

Detector voor radioactiviteit Bv. de Mini 900

Responscurve van de sonde 44A en 44B (Mini 900) 44A = venster in Aluminium 44B = venster in Béryllium (!!! giftig)

!VERANTWOORDELIJKHEID EXPERT! Samengevat, voor de schatting van activiteit van een bron uitgaande van de cps moet men: De achtergrond aftrekken van de meting De energie kennen van de straling en dus het type radio-isotoop. Beschikken over een kalibratiecurve (of tabel) van de detector. De geometrie kennen (relatieve positie detector/bron). !VERANTWOORDELIJKHEID EXPERT!

Dosisdebiet meting

Risico analyse : Dosisdebiet meting Gasgevulde ionisatiekamer of GM-buis Dosisdebiet : 10 nSv/h – 99 mSv/h Dosis : 0 – 10 Sv Background : 50 – 200 nSv/h

Goed opletten op de eenheden van het toestel !!! Dosisdebiet meting Goed opletten op de eenheden van het toestel !!! mSv/uur (milliSievert) Gedeeld door 1000 = µSv/uur (microSievert) nSv/uur (nanoSievert)

! VERANTWOORDELIJKHEID EXPERT! Een schatting van de activiteit van de bron (Becquerel of mCi) kan afgeleid worden van het dosisdebiet indien: Men het type radio-isotoop kent; De bron niet afgeschermd is (bij afsherming, zijn bijkomende berekeningen noodzakelijk); De bron kan beschouwd worden als een puntbron; Men beschikt over een referentie dosisdebiet /activiteit; Bv.: 37 MBq (1 mCi) Co-60 = 11,5 µSv/h op 1m ! VERANTWOORDELIJKHEID EXPERT!

Meetapparatuur Persoonlijke bescherming TLD dosimeter Direct uitleesbare dosimeter (bv : µSv/h et µSv) Detectie van straling scintillator tube GM-buis (bv : cps - cpm) Meten van dosisdebiet Dosistempometer (bv : µSv/h)

Praktische oefeningen