Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Ionisierende Strahlung, Dosimetrie, Fricke Lösung, Normal für Wasserenergiedosis, Elektronenstrahlung
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Schlüsselwörter
(Englisch)
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Ionising radiation, dosimetry, Fricke solution, standard for absorbed dose to water, electron radiation
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Das Projekt bezweckt die Realisierung einer Primärbasis für hochenergetische Elektronendosimetrie durch ein chemisches Messverfahren. Dieses beruht auf der Totalabsorption eines monoenergetischen Elektronenstrahles bekannter Stromstärke in einer wässerigen Eisenammoniumsulfat Lösung (Frickelösung). Die Messung der Konzentration des von Fe(II) auf Fe(III) oxidierten Eisens als Mass für die deponierte Wasserenergiedosis erfolgt mittels UV-Spektrophotometrie. Das Projekt beinhaltet die Bereitstellung der dazu nötigen instrumentellen Einrichtungen, der chemischen Präparationsmethoden und der physikalischen Mess-, Rechen- und Korrekturverfahren.
Charakterisierung des Totalabsorptions-Messplatzes für Elektronenenergien von 3.5 MeV bis 22 MeV, was erstmals, unter Verwendung des EAM-Elektronenbeschleunigers, in diesem breiten Energiebereich geschieht. Ein weiteres Ziel ist die Untersuchung von systematischen Abweichungen zu alternativen Methoden der Primärdosimetrie wie etwa der Kalorimetrie; dies im Kontakt mit ausländischen Nationalen Metrologieinstituten.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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The general objective is to realize a primary basis for high energy dosimetry for electrons by means of a chemical measurement procedure. This procedure is based on the total absorption of a monoenergetic electron beam of known current in an aqueous ferrous ammonium sulfate solution. The concentration of Fe(III) resulting from the radiation induced oxidation of Fe(II) is a measure for the absorbed dose to water. Its measurement is performed by UV spectrophotometry.The project includes the set up of the necessary experimental equipment, the chemical preparation methods and the physical measurement, calculation and correction procedures. Characterization of the total absorption experiment for electron energies from 3.5 MeV to 22 MeV, which is first possible in such a broad range by making use of the EAM electron accelerator. A further goal is the assessment of systematic differences to alternative methods of the primary dosimetry as e.g. calorimetry. In this respect a collaboration with foreign National Metrology Institutes is necessary.
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Projektziele
(Deutsch)
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Entwickung / Bereitstellung der experimentellen Einrichtungen (insbesondere Elektronenspektrometer, Beamstrom Messeinrichtung, Bestrahlungsgefässe, UV-Spektrophotometer).
Entwicklung der Messverfahren, insbesondere der Aufbereitungsprozesse für die Frickelösung.
Charakterisierung des Experiments bei Elektronenenergien von 3.5 MeV bis 22 MeV.
Vergleich der Resultate mit solchen, die mit alternativen Verfahren gewonnen wurden.
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Projektziele
(Englisch)
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• Development und setup of the experimental equipment (especially electron spectrometer, instrumentation for beam current measurement, irradiation vessels, UV spectrophotometer)
• Development of the measurement procedures, especially the preparation of the Fricke solution.
• Characterisation of the experiment at electron energies from 3.5 MeV to 22 MeV.
• Comparison of the results with such obtained by alternative methods.
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Abstract
(Deutsch)
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Das Chemische Dosimeter (Frickelösung) wird nun im Energiebereich von 5.3 bis 22.5 MeV Elek-tronenstrahlung als Primärbasis des METAS für die Wasserenergiedosis eingesetzt.
Die Energieabhängigkeit des Ansprechvermögens der Frickelösung in diesem Energiebereich konnte experimentell ermittelt werden. Es konnte gezeigt werden, dass sich das Ansprechvermö-gen in diesem Energiebereich nicht ändert.
Die mit dem Chemischen Dosimeter ermittelten Kalibrierfaktoren der METAS Transfernormale (Ionisationskammern des Typs NACP 02) stimmen gut mit den nach neuesten internationalen Dosimetrieprotokollen (IAEA TRS 398, 2000) ermittelten Werten überein. Die Abweichungen betragen max 1.2 %, bei einer Unsicherheit von 2% (k=2).
Die experimentellen Resultate wurden im November 2002 am internationalen Symposium der IAEA in Wien vorgetragen.
Damit können nun Kalibrierungen von Kundendosimetern direkt in Wasserenergiedosis im Ener-giebereich von 5.3 MeV bis 22.5 MeV Elektronenstrahlung angeboten werden. Die Unsicherheiten der entsprechenden Kalibrierfaktoren konnten wesentlich verringert werden.
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Abstract
(Englisch)
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The chemical dosimeter (Fricke solution) is now used as the METAS primary standard for the absorbed dose to water in the energy range from 5.3 MeV to 22.5 MeV electron radiation.
The response of the Fricke solution, as a function of the energy, in the mentionned range could be determined. It turned out that it is actually independent of the energy in the investigated range.
The calibration factors of the METAS transfer standards (ionisation chambers of type NACP 02), determined using the chemical dosimeter, agree with the values derived from the latest international dosimetry protocol (IAEA TRS 398, 2000) within 1.2%, at an uncertainy of 2 % (k=2).
In November 2002 the experimental results were presented at the "International Symposium on Standards and Codes of Practice in Medical Radiation Dosimetry" in Vienna organised by the IAEA.
METAS can now provide an absorbed dose to water calibration service for reference dosimeter systems in the entire energy range from 5.3 MeV to 22.5 MeV electron radiation. The corresponding uncertainties could be reduced considerably.
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Umsetzung und Anwendungen
(Deutsch)
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Das im Rahmen dieses Projektes charakterisierte Chemische Dosimeter (Frickelösung) bildet nun die Primärbasis des METAS für die Elektronendosimetrie.
Der seit Mai 2002 in Betrieb stehende Messplatz Nr.156.50 für die Kalibrierung von Dosimetern bei Elektronenstrahlung im Bereich von 5.3 MeV bis 22.5 MeV ist über ein Transfernormal an diese Primärbasis angeschlossen. Als Transfernormal wird dieselbe Frickelösung verwendet.
An diesem Messplatz werden die von der Schweizerischen Strahlenschutzverordnung vorgeschrie-benen periodischen Eichungen der Referenzdosimetersysteme für die Strahlentherapie durch-geführt.
Hauptkunden für die Eichungen sind die Schweizerischen Strahlentherapiezentren, welche damit ihre Elektronendosimetrie rückverfolgbar an die METAS Primärbasis anschliessen.
Die experimentellen Resultate wurden im November 2002 am internationalen Symposium der IAEA in Wien vorgetragen.
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Umsetzung und Anwendungen
(Englisch)
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The chemical dosimeter (Fricke solution) who's characerisation was one of the general objectives of this project establishes the METAS primary standard for high-energy electron beams.
The measuring set-up No 156.50 for the calibration of dosimeters in high-energy electron beams in the energy range from 5.3 MeV to 22.5 MeV, which is in operation since 2002, is based on the new primary standard. The link between the primary standard and the measuring set-up is performed using the Fricke solution.
The measuring set-up is used to performe the periodic verifications of reference dosimeter systems for ratdiotherapy as prescribed by the Swiss ordinance on radiation protection.
The Swiss cancer treatment centres are the main customers for this verifications, their electron beam dosimetry system thus beeing traceable to the METAS primary standard.
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