Evaluarea dozelor la neutroni în câmpuri mixte gamma-neutroni

Dr. Fiz. Codruț CHERESTEȘ

1

2

WinAlgorithms: Dose Calculation Algorithm for Type 8806 Dosimeters

cu variantele de lucru:

•252Cf nemoderat • 252Cf moderat,

• câmp necunoscut

Reader Harshaw 4500 Profil timp – temperatură (TTP)

Prezentarea dozimetrului, a aparaturii asociate și a algoritmului de calcul pentru evaluarea dozelor

Dozimetru de albedo Algoritmul de lucru

CALIBRAREA SISTEMULUI

+ + +

+ = Sistem dozimetric de albedo

Instrucțiuni de lucru

+

Persoana expusă

INSTRUMENTUL DE MĂSURĂ

3

Sistemul dozimetric de albedo a fost calibrat pentru a fi folosit în monitorizarea dozimetrică individuală a persoanelor expuse profesional care lucrează în

carotaj radioactiv.

4

Pentru evaluarea dozelor de neutroni în câmpuri mixte gamma–neutroni:

Stabilirea răspunsului dozimetrului de albedo relativ la Cs-137

Cuantificarea contribuţiilor neutronilor termici incidenţi şi a celor de albedo

Studiul influenţei energiei prin iradierea la surse de 241Am-Be şi 252Cf în

condiţii de laborator standard primar

Verificarea corectitudinii rezultatelor obţinute din algoritm cu valorile

convenţional adevărate date de laboratorul de calibrări

Stabilirea unui factor de corecţie al dozelor rezultate din algoritmul de calcul,

pentru expunerea la 241Am-Be

5

Stabilirea răspunsului relativ la fotoni a sistemului

dozimetric de albedo

Iradiere dozimetre de albedo la o sursă 137Cs, la Hp(10)=5 mSv

6

Stabilirea răspunsului relativ la fotoni a sistemului

dozimetric de albedo

7

Algoritmul de calcul pentru evaluarea dozelor la neutroni

Pentru calcularea dozelor de neutroni se foloseşte un algoritm de calcul, furnizat de Thermo Scientific:

WinAlgorithms: Dose Calculation Algorithm for Type 8806 Dosimeters

care conţine următoarele variante de lucru:

•252Cf nemoderat • 252Cf moderat,

• câmp necunoscut

8

Iradiere dozimetre de albedo la surse de 241Am-Be şi 252Cf (spectru energetic relativ apropiat), în condiţii de laborator standard primar şi comparare valori convenţional adevărate cu valori furnizate de algoritmul de calcul.

Studiul influenţei energiei asupra răspunsului dozimetrului de albedo Verificarea algoritmului de calcul pentru evaluarea dozelor

9

Iradiere dozimetre de albedo la surse de 241Am-Be şi 252Cf, la valori ale Hp(10) de: 0,2, 0,5, 1,0, 5,0 și 10,0 mSv

Iradierile au fost efectuate în cadrul Czech Metrology Institute – Inspectorate for Ionizing Radiation,

în condiţii de laborator standard primar

10

Pentru iradierea la sursa de 252Cf:

20 dozimetre de albedo iradiate la o sursă de 252Cf nemoderat iradiere pe phantom din material echivalent ţesut, 30x30x15 cm3 doze de iradiere cuprinse în intervalul 0,20 – 10 mSv doze calculate cu varianta „252Cf nemoderat” a algoritmului de calcul

Hpc.a. ± u(Hp, k=2)

mSv

i

(gU)

ii

(gU)

iii

(gU)

iv

(gU)

Hpmăs.± SD

mSv

Raport

Hmăs/Hc.a.

0,200 ± 0,005 33,60 ± 1,47 13,15 ± 0,30 17,01 ± 0,95 53,07 ± 1,69 0,159 ± 0,012 0,79

0,500 ± 0,013 63,73 ± 5,73 16,41 ± 1,84 22,79 ± 1,73 101,87 ± 3,84 0,366 ± 0,031 0,73

1,008 ± 0,027 123,63 ± 2,21 18,73 ± 1,44 21,74 ± 0,40 192,33 ± 6,49 0,812 ± 0,013 0,81

5,011 ± 0,132 535,60 ± 24,63 52,97 ± 1,95 63,16 ± 3,59 886,53 ± 90,99 3,735 ± 0,193 0,80

10,018 ± 0,264 1132,75 ± 48,64 95,56 ± 0,70 113,83 ± 1,88 1840,50 ± 87,53 8,026 ± 0,373 0,80

Rezultatele obţinute în urma iradierii dozimetrelor de albedo la o sursă de 252Cf

11

Pentru iradierea la sursa de 241Am-Be:

20 dozimetre de albedo iradiate la o sursă de 241Am-Be nemoderat iradiere pe phantom din material echivalent ţesut, 30x30x15 cm3 doze de iradiere cuprinse în intervalul 0,20 – 10 mSv doze calculate cu varianta „252Cf nemoderat” a algoritmului de calcul

Rezultatele obţinute în urma iradierii dozimetrelor de albedo la o sursă de 241Am-Be

Hpc.a. ± u(Hp, k=2)

mSv

i

(gU)

ii

(gU)

iii

(gU)

iv

(gU)

Hpmas. ± SD

mSv

Raport

Hmăs/Hc.a.

0,200 ± 0,005 31,28 ± 1,07 15,30 ± 0,35 20,75 ± 1.05 47,49 ± 3,03 0,124 ± 0,007 0,62

0,500 ± 0,013 60,80 ± 1,53 25,46 ± 2,78 34,63 ± 0.64 97,45 ± 2,18 0,274 ± 0,032 0,55

1,008 ± 0,027 108,28 ± 12,68 36,10 ± 3,23 56,77 ± 6.26 173,43 ± 24,10 0,559 ± 0,074 0,56

2,000 ± 0,520 210,08 ± 10,74 64,93 ±1,63 103,52 ± 5.26 338,18 ± 9,74 1,124 ± 0,077 0,56

5,001 ± 0,131 491,58 ± 9,60 143,23 ± 4,50 243,70 ± 10.01 801,88 ± 45,71 2,696 ± 0,064 0,54

12

Analiza datelor după iradiere și aplicarea algoritmului

13

Corecţii aplicate rezultatelor furnizate de algoritmul de calcul

Pentru dozimetrele iradiate la o sursă de 252Cf, răspunsul este cu până la 27% mai mic decât valoarea convenţional adevărată. Pentru dozimetrele iradiate la o sursă de 241Am-Be, răspunsul este cu până la 46% mai mic decât valoarea convenţional adevărată. Pentru corectarea răspunsului am stabilit un factor de 1,5 care se înmulţeşte cu valoarea dozei rezultate din algoritm.

14

Analiza datelor după aplicarea factorului de corecție

Hp (10)c.a

mSv

Hp(10)măs

mSv

Raport

Hp(10)măs./Hp(10)c.a

.

Hp(10)

corectat, mSv

Raport

Hp(10)măs./Hp(10)c.a.

după aplicarea

factorului de corecţie

0,20 0,124 0,62 0,186 0,93

0,50 0,274 0,55 0,410 0,82

1,00 0,559 0,56 0,838 0,84

2,00 1,124 0,56 1,685 0,84

5,00 2,696 0,54 4,044 0,81

15

Reglementările internaţionale actuale privind dozimetria la neutroni specifică faptul că sunt numeroase dificultăţi în satisfacerea cerinţei privind încadrarea incertitudinii standard compuse sub 30%, pentru determinările de doză echivalentă datorată neutronilor. Datorită complexităţii problemelor de determinare a dozelor de neutroni, reglementările internaţionale consideră acceptabilă încadrarea incertitudinii standard compuse sub 50%.

Reglementări internaţionale privind acuratețea rezultatelor

16

Utilizarea in domeniul dozimetriei individuale – verificare acuratețe rezultate

17

Cum se desfășoară un exercițiu de intercomparare

The range of energies used in the intercomparison will extend from thermal to several MeV, with different dose values and angles used.

18

19

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

2.20

2.40

2.60

2.80

3.00

0 mSv 1 mSv 10 mSv 100 mSv

Hp(10), mSv

Încadrarea rezultatelor în curbele trompetă pentru dozele raportate folosind dozimetrul de albedo

Rezultate obținute cu dozimetrul de albedo la IC2012 n

Trebuie precizat că la exercițiul de intercomparare IC2012 n, iradierile dozimetrelor au fost efectuate în diverse câmpuri de neutroni, cu spectre energetice diferite

”The range of energies used in the intercomparison will extend from thermal to several MeV, with different dose values and angles used.”

20

Vă mulțumesc pentru atenție. Întrebări?