EN METOD FÖR ATT MÄTA GAMMASTRALNING I BOSTÄDER MED CaS0 4 -Dy TL-DOSIMETRAR

Transkript

1 r SSI: EN METOD FÖR ATT MÄTA GAMMASTRANING I BOSTÄDER MED CaS0 4 -Dy T-DOSIMETRAR ARS MJÖNES STATENS STRÅSKYDDSINSTITUT Fack, STOCKHOM december 1976

2 r INNEHÅSFÖRTECKNING SID. > INEDNING VA AV DOSIMETERMATERIA EGENSKAPER HOS CaSO.-Dy 4 AVÄSNINGSAPPARATUR INJÄRITET FADING VÄRMEBEHANDING FÖR NOSTÄNING AV DOSIMBTRARNA JUSKÄNSIGHET KOSMISK STRÅNING KÄNSIGHET FÖR TERMISKA NEUTRONER STORHETER VID MÄTNING AV OMGIVNINGSSTRÅNING BERÄKNirG AV ENER&IKOMPENSATIONSFITER KAIBRERING BIDRAG FRÅN SPRIDD STRÅNING VID KAIBRERING KAIBRERINGSFANTOM KORREKTIONER AGRING I BYSKYDD ABSORBERAD DOSRAT I DETEKTOR VID TRANSPORT REFRODUCERBARHf NOGGRANNHET REFERENSER H

3 r EN METOD FÖR ATT MÄTA GAMMASTRÄNING I BOSTÄDER MED CaSO.-Dy T-DOSIMETRAR. 4 ars Mjönes 1 INEDNING Avsikten med den undersc'cning som presenteras här är att beskriva en metod för att mäta y-straining i bostäder. Tanken har varit att detektorema skall kunna skickas ut per post till de bostäder där mätningen skall äga rum och efter mätperiodens slut skickas tillbaka till statens strålskyddsinstitut för utvärdering. Vi har valt att använda termoluminiscensdosimetrar. De är små och oömma och därför lämpliga för denna typ av mätningar. Gammastrålningen i bostäder kommer i första hand från byggnadsmaterialet. Dessutom har man bidrag från sekundär kosmisk strålning och strålning från marken. De flesta byggnadsmaterial innehåller små mängder radioaktiva nuklider. Den huvudsakliga y-strålningen kommer från dotterprodukter till 226 Ra och 252 Th samt från 4 K, De expositionsrater som uppmätts i Sverige vid tidigare undersökningar i bostäder ligger vanligen under 300 mr per år. De lägsta värdena finner man i trähus och i vissa typer av lättbetonghus, medan hus byggda av skifferbaserad lättbetong brukar ge de högsta värdena. Trä innehåller nästan ingen aktivitet alls. Den y-strålning som man mäter i trähus är summan av markstrålning och kosmisk strålning. Dessutom har även trähus ofta en grund av sten eller betong, och då får man ett stråldosbidrag även från dessa. Även skorstensstock och källare kan ge stråldosmd.-ag. Fil kand, rådsassistent vid miljölaboratoriet, statens strålskyddsinstitut, Stockholm. J

4 r 1936 presenterade Hultqvist (i) en undersökning av expositionsraten i ett tusental bostäder i 13 mellansvenska städer. Undersökningen gällde hus byggda före Bostäderna delades upp i tre grupper med hänsyn till byggnadsmaterialet i ytterväggarna: trä, tegel och skifferbaserad lättbetong. För varje lägenhet gjordes en planskiss där mätresultaten infördes. I varje rum gjordes tre mätningar: en vid en yttervägg, en vid en innervägg och en mitt i rummet. För mätningarna användes en 8 liters tryckjonisationskammare konstruerad av Sievert. Expositionsraten kan läsas av direkt. Resultaten, exklusive kosmisk strålning, varierade mellan 25 mr/är och 400 mr/är. Dessa värden är medelvärden för mätning mitt i rummet. De lägsta värdena uppmättes i trähus och de högsta i hus byggda av skifferbaserad lättbetong. Noggrannheten i resultaten uppgavs ligga inom t 20 procent. En svensk undersökning, omfattande ett sextiotal bostäder, har gjorts av Svedjemark (2). De flesta mätningarna har gjorts i hus belägna i Stockholmsområdet. För mätningarna användes en tryckjonisationskammare. På senare år har flera undersökningar gjorts av gammas training i bostäder. I de flesta fall har man använt jonisationskammare som mätinstrument. I några fall har man använt TD. Nedanstående är ett urval av dessa undersökningar. indeken m fl har mätt expositionsraten i ett hundratal bostäder i ivermore, Kalifornien, USA, 1971 (3). De använde Tdosimetrar av typen CaF2-Dy. Expositioner av storleksordningen 1 mr sägs vara möjliga att mäta. Mättiden omfattade tre månader och under mätningen förvarades detektorn i sovrummet. I varje detektor fanns två stycken CaF2-dosimetrar, Husen var i de flesta fall byggda av trä med någon form av rappning på ytterväggarna. Expositionsraterna i de undersökta bostäderna varierade mellan 52 och 130 mr/år. Den statistiska osäkerheten för mätningarna angavs till t 5 procent. J

5 r En stor undersökning har genomförts i Västtyskland av Kolb m fl (4). Den omfattade över bostäder. De använde en scintillationsdetektor konstruerad vid Physikali3ch-Teknische Bundesanstalt i Braunschweig. Minsta mätbara expositionsrat angavs vara 26 mr/är. Mätningar gjordes pä flera olika höjder över golvet i varje rum och intill tvä väggar. Förutom ett fätal extremvärden (lägsta värde 15 mr/är och högsta värde 620 mr/är) varierade resultaten mellan 50 och 250 mr/är. Det kosmiska strålningsbidraget pä mr/är var subtraherat. Wachsmann m fl (5) har gjort mätningar som ingick som ett delprojekt i den västtyska undersökningen. De använde bl a detektorer som innehöll CaP2-Dy T-dosimetrar. Själva dosimetern, 6x6x1 mm, omgavs av ett energikompensationsfilter av 3 mm koppar och av ett plasthölje. 1 varje bostad placerades 2 detektorer. Dessutom hade man en detektor placerad utomhus nära bostaden. Mättiden var ca 30 dygn. Minsta mätbara exposition uppges vara ca 30 \ir. Resultaten varierade mellan 18 och 307 mr/är inomhus (med ett undantag pä 876 mr/är). Utomhus var värdena vanligen 9 till 26 mr/är lägre. Det finns inte sä mänga undersökningar av straining i bostäder där T-dosimetrar använts för mätningarna. Däremot finns flera undersökningar publicerade där TD använts för persondosimetri och omgivningsmätningar. Becker m fl (6) har gjort mätningar pä en byggplats för ett kärnkraftverk i Taiwan. Mätningar gjordes parallellt med ip och CaSO^-Dy (i pulverform). God överensstämmelse erhölls mellan de bada dosimetertyperna, trots att CaSO.-Dy är starkt energiberoende vid laga fotonenergier. Känsligheten är ca 10 ggr större vid 50 kev än vid 1.25 MeV. De drog därav slutsatsen att det inte finns nägon lågenergikomponent av betydelse i omgivningsstrålningen utomhus. Becker menar uttryckligen att man kan använda även kraftigt energiberoende detektorer utan kompensationsfilter vid omgivningsmätningar utomhus. De har använt mättider på fyra veckor vilket anges som minimum. Expositionen blev 10 till 12 mr. Osäkerheten är angiven som i 1 mr.

6 F I monasitbältet utefter kusten i delstaten Kerala i Indien har Gopal-Ayengar m f 1 (7) gjort mätningar. Drygt personer i hushåll har burit Ca^'detektorer under en tid av två månader. Detektorn bestod av CaP2 i pulverform som limmats på en metallplatta. Plattan bars innesluten i en ljustät plastpåse antingen om halsen eller om midjan. Bi detektor placerades också utomhus, ca 1 meter över marken, i närheten av bostaden. Resultaten visar att över av de hade utsatts för en expositionsrat överstigande 500 mr/år. 550 hade erhållit över mr/år och 57 personer över mr/år. VA AV DOSIMETERMATmA De allmänna egenskaper som krävs för att ett fosformaterial skall kunna användas för termoluminiscensdosimetri har formulerats av Schulman (8) i fem punkter: Hög känslighet, informationslagring under lång tid, enkel glödkurva, kort våglängd för det termoluminiscenta ljusspektrat och god stabilitet hos fällor, aktivitetscentra och gitter. Det finns inget fosformaterial som är perfekt, kraven varierar dessutom för olika användningsområden. För mätningar av låga expositioner från y-strålning, t ex i bostäder, kan man formulera följande krav: 1. Hög känslighet: Expositionsraten i bostäder är relativt låg. Ett vanligt värde i ett svenskt hus med ytterväggar av lättbetong är 250 mr/år. I ett hus med ytterväggar av tegel eller betong är värdena oftast lägre, ca mr/år. För trähus är värdena ännu lägre, i storleksordningen 50 mr/år. Alla värdena exklusive kosmisk strålning. Vi har bedömt 4-6 veckor vara en rimlig tid att ha detektorerna uppsatta i bostaden. Dosimetermaterialet måste alltså medge en god känslighet ned till en exposition på 3-4 n>r. 2. God linjäritet: Dosimetermaterialet bör ha en linjär respons i det aktuella mätområdet från 3 till 150 mr. Detta är oftast inte något problem, förutsatt att känsligheten är tillräcklig.

7 r Vid höga expositioner ökar känsligheten för många fosforer. Detta brukar kallas superlinjäritet. Det brukar dock inträffa först vid flera tusen R. 3. ångsam "fading": Fading innebär att signalen i detektom blir svagare med tiden. Hänga dosimetermaterial som har hög känslighet har också en snabb fading. Man kan ta CaSO^-Mn och CaP2-Dy som exempel. Båda har en mycket hög känslighet men också en mycket snabb fading. CaSO^-Mn har efter 30 timmars lagring i rumstemperatur kvar mindre än 50 procent av signalen. CaF2-Dy har kvar ca 85 procent efter 30 timmar. if har bättre fadingegenskaper men sämre känslighet. Efter 30 dygn finns ca 90 $ av signalen kvar (11). Siffrorna är ungefärliga. Uppgifterna varierar kraftigt mellan olika författare. Cnabb fading är ett speciellt problem vid mätningar under lång tid eftersom den linjära tillväxten av den absorberade dosen i detektorn motverkas av den samtidiga fadingen, som inte är linjär. 4. Oförändrad känslighet: Hos vissa T-material ändras känsligheten vid upprepade bestrålningar med stora stråldoser. Dessutom kan dosimetrama bli missfärgade av att dammpartiklar bränns fast när dosimetrama upphettas vid avläsning eller nollställning. En del typer av dosimetrar, t ex if inbakad i teflon, kan bli genomskinliga efter en tids användning. Det är viktigt, inte minst ur ekonomisk synpunkt, att man kan använda dosimetrama flera gånger. Helst då med oförändrad eller nästan oförändrad känslighet. 5, Enkel nollställning: En del fosformaterial är mycket känsliga för variationer i den värmebehandling som används för att nollställa dosimetrama. Även ganska små variationer i temperaturen eller avkylningshastigheten kaii ge stora förändringar i känsligheten. Detta gäller framför allt för if vars känslighet kan ändras med procent om proceduren vid nollställningen ändras. Vid en stor undersökning, med kanske flera tusen avläsningar, är det en fördel att kunna använda en så enkel värmebehandling som möjligt eftersom nollställningsproceduren upptar en mycket stor del av den totala avläsningstiden. J

8 r 6. itet energiberoende: Eftersom avsikten är att mäta absorberad dos i gonader och blodbildande organ är det en fördel om T-materialet är vävnadsekvivalent. Om så inte är fallet måste man korrigera för detta med någon form av energikompensationsfilter. Det vanligaste är att dosimetem har ett större effektivt atomnummer, Z, än vävnad, vilket ger en högre repons vid låga energier. 7. åg ljuskänslighet: De flesta fosformaterial är känsliga för ljus, speciellt för starkt solljus. Vid mätning av låga stråldoser måste man vidta särskilda försiktighetsåtgärder för att inte utsätta dosimetrarna för ljus. De bör förpackas i ljustätt material och avläsning bör ske i lokaler med avskärmat ljus. Ofta är T-materialet inbakat i teflon för att man skall få en oöm och lätthanterlig dosimeter. Ett annat viktigt krav på dosimetermaterialet är att våglängden på det utsända ljuset är kort och att spektrat matchas med responskurvan hos av läsningsutrustningens FM-rör. EGENSKAPER HOS CaSO^-Dy Det fosformaterial som enligt vår uppfattning bäst uppfyller ovanstående krav för mätningar i bostäder är CaSO^-Dy. Teflondosimetrar innehållande CaSO^-Dy finns kommersiellt tillgängliga av fabrikat Teledyne Isotopes, Den typ vi har valt att använda har diametern 12,7 mm och tjockleken 0,4 mm. Fosforinnehållet är ca 30 mg. En genomgång av ovanstående krav ger följande: 1, Webb (?) har undersökt känsligheten hos CaSO^-Dy. Den uppges vara ca 0,5 mr (minsta mätbara exposition taget som 3d * där ö är standarddeviationen för bakgrunden för 10 obestrålade dosimetrar). Vid 10 mr är precisionen t 6 procent och vid 100 mr t 5 procent. 2. injäriteten är god upp till R enligt samma källa. Yamashita m fl (10) har funnit att linjäriteten är god upp till

9 r ca R där responsen blir superlinjär för att sen börja bli mättad vid 1 KR. 5. Fadingen är enligt Becker (11) ca 2C procent efter en vecka i rumstemperatur. 4. Oförändrad känslighet. Teledyne uppger att känsligheten hos teflondosimetrarna inte ändras efter 100 bestrålningar med 1 R. 0m expositionen vid varje bestrålning ökas till 10 R kan man efter 100 bestrålningar märka en ökad känslighet ( 1 2). 5. En värmebehandling som består av upphettning till 300 C i 3 timmar och avsvalning i mörker i rumstemperatur gex enligt Webb (9) en acceptabelt låg och stabil bakgrund. Man bör inte upphetta dosimetrarna till högre temperatur än 300 eftersom teflonet smälter vid 325 C. 6. Sen största nackdelen med CaSO^-Dy är att materialet inte är vävnadsekvivalent. CaSO^ har ett effektivt atomnummer på ca 15,3» Detta gör att responsen per R ökar kraftigt vid energier under 200 kev. Vid 30 kev är responsen en faktor 11 större än responsen för Co y-strålning. Se figur 9. Det är därför nödvändigt att använda ett energikompensationsfilter för att dämpa responsen vid låga energier, eftersom man inte kan bortse från lågenergetisk spridd strålning vid mätningar inomhus. 7. Webb (9) har också undersökt ljuskänsligheten hos teflondosimetrar innehållande CaSO^-Dy. Efter exponering för solljus under 2 minuter avlästes en signal motsvarande 1 mr. Efter flera timmars exponering nåddes ett mättnadsvärde motsvarande 2 mr. Yamashita m fl (13) har utsatt CaSO^-Dy i pulverform för starkt solljus i flera timmar och rapporterar en signal motsvarande 10 mr. Uppgifterna om känsligheten för ljus är inte helt överensstämmande vilket kan bero dels på att olika dosimetertyper använts (teflon rebpektive pulver), dels på att ljusintensiteterna inte specificerats närmare. Det är dock klart att dosimetrarna är ljuskänsliga och måste skyddas lör starkt ljus i samband med mätning och avläsning. J

10 r AVÄ3NINGSAPPAHATUR Pör avläsningen av dosimetrarna har använts Teledyne TD-7300 B, som är en manuell TD-apparat av konventionell typ där dosimetern upphettas i en löstagbar planschett och den avgivna ljusmängden mäts med ett PM-rör med mycket läg mörkerström. jusmätningen sker integralt över glödkurvans högtemperaturtopp. Planschetlen är gjord av en krom-ni ckel legering och uppvärms av en stark elektrisk ström. Dosimetern pressas mot planschetten av fyra små fjädrar för att den skall få samma temperatur som planschetten. Temperaturregleringen styrs av termoelement som känner av planschettens temperatur. Under hela avlasningsproceduren strömmar kvävgas genom mätkammaren. Kvävgasen hindrar förbränning av dammpartiklar som skulle kunna störa mätningen av ljusutbytet från dosimetern. Dessutom bidrar kvävgasen till att ge en snabb och reproducerbar avkylning av dosimetern efter avläsningen. Avläsningscykeln kan delas upp i 3 moment: förupphettning, ljusmätning och avkylning. Se figur 1. o I g 200 I Avkylning Förupp- jusmätning (utan annealing) hettningl annealing ; I Avkylning " j Tid (sekunder) Figur 1, Avläsningscyiceln för TD 73OO-B. Från Instruction Manual ENG-590. Teledyne Isotopes, Westwood, New Jersey. J

11 r Vid förupphettningen stiger temperaturen på 4 sekunder till ett förinställt värde och hälls kvar där i 8 sekunder. Därefter ökas temperaturen till den valda avläsningstemperaturen där den sedan hills konstant. Den totala uppvärmningstiden efter förupphettningen är 12 sekunder. Sedan får dosimeter och planschett svalna under 18 sekunder. Strömmen av kvävgas bidrar till att ge en ganska snabb avkylning. Ett fjärde moment, annealing, kan också ingå i den förprogrammerade avläsningscykeln. Då hålls planschett och dosimeter vid 300 under 20 sekunder och får därefter svalna. En så kort annealing som 20 sekunder ger dock inte en tillräckligt låg bakgrund och vi har därför inte använt oss av den. Ändamålet med förupphettningen är att eliminera de två lågtemperaturtoppar som finns i glödkurvan för CaSO.-Dy, se figur 2. o o OJ Tid Figur 2, Glödkurva för CaSO -Dy. Tempexaturangivelserna för topparna gäller vid långsam upphettning.

12 F 10 ågtemperaturtopparna har en snabb fading, halveringstiderna för signalen är i storleksordningen 10 min respektive 10 tinnar, och de bor därför avlägsnas före avlasningen för att man skall få en hög precision vid mätningarna. Inställning av förupphettningeni Temperaturen vid förupphettningen är variabel mellan ca 5 C och 230. Inställning gjordes på följande sätt. Ett antal dosimetrar bestrålades med ca 30 mr och vid avlasningen varierades förupphettningstemperaturen från 90 C till 180. A^iäsningstemperatur och högspänning hölls konstanta. Glödkarvan registrerades på en x-y-skrivare. När förupphettningstemperaturen ökas kan man se hur lågtemperaturtopparna övergår från ljusmätningsperioden till förupphettningsperioden. Se figur 3«De pulser som avges under förupphettningsperioden registreras inte. Förupphettningen är optimal när de två lågtemperaturtopparna inte längre kan urskiljas på den del av glödkurvan som ligger inom ljusmätningsperioden utan att ytan under högtemperaturtoppen har minskat. Sen optimala temperaturen är 130 C. Inställning av avläsningstemperatur: Temperaturen vid avläsning är variabel upp till ca 350 C. Vid långssa upphettning ligger glödkurvans högtemperaturtopp på ca 220 C och de två lägre topparna på ca 80 och 120. Se figur 2. Topparnas läge på temperaturskalan är dock starkt beroende på upphettningshastigheten. Teledyne TD B har en upphettningshastighet på ca 30 /s. Webb (14) har beskrivit en metod för att bestämma den optimala avläsningstemperaturen, Metoden bygger på att man registrerar två avläsningar för varje dosimeter. Sen andra avlasningen görs sedan dosimetern fått svalna en stund i avläsningsläget. Svårigheten med att finna en optimal avläsningstemperatur är att när man har en hög temperatur så kommer värmestrålningen från planschetten att störa ljusmätningen i PM-röret. Resultatet av en avläsning är en funktion både av den absorberade dosen i dosimetern och av avläsningstemperaturen, Särför måste man vid inställningen av temperaturen finna en kompromiss mellan två sinsemellan oförenliga krav: 1) En fullständig utläsning av dosimetern, dvs en så hög avläsningsteraperatur som möjligt. 2) Ett litet bidrag J

13 r a) Pörupphettning 50 C b) Pörupphettning 100 C c) Pörupphettning 130 C Förupphettning Pulser räknas inte jusmätning Pulser räknas Tid Avkylning Pulser räknas inte Figur 3* Variationer i glödkurvans utseende när förupphettningstemperaturen ändras.

14 F 12 från värmestrålningen från planschetten, dvs en så låg temperatur som möjligt. Vid mätning av låga stråldoser är det särskilt viktigt att bidraget från värmestrålningen är litet. Ett antal dosimetrar bestrålades med samma exposition och två avläsningar på varje dosimeter gjordes utan att dofimetern togs ut ur apparaten mellan avläsningarna. Före den andra avläsningen skall dosimetern svalna 1 min. Denna procedur upprepades med ökad avläsningstemperatur för varje dosimeter. Se figur 4. (counts} to a H g 2000 ' 1000 Andra avläsning \ a o ta ta Först Första avläsa.ig t 1 i Temperatur (skaldelax) Figur 4. Första och andra avläsning med olika inställningar av avläsniiigstemperaturen. Kurvan för den första avläsningen kan sägas vara en integrerad glödkurva och bör ha en ganska flat platå. Vid den andra avläsningen är det relativa bidraget från den infraröda strålningen mycket större än vid den första, och kurvan för den andra avläsningen är därför en känslig indikator för balansen mellan de två kraven ovan. Den optimala inställningen ges av denna kurvas minimum. J

15 F Den optimala avläsnir.gstemperaturen är dosberoende och det är därför viktigt att inställningen görs i det dosområde man har tänkt sig arbeta. Man brukar anpassa inställningen så att man efter den första avläsningen har kvar 2-3 $ av ljusutbytet för att kunna göra en kontrollavläsning om något mätvärde skulle ha /jått förlorat. Inställningen av PM-rörets högspänning är variabel och kan sättas så att man får något enkelt förhållande mellan det avlästa värdet och den absorberade dosen. Någon finjustering av högspänningen för att försöka få en eventuell optimal inställning har inte gjorts. TD 7300 B har ett inbyggt kalibreringssystem med en ljuskälla bestående av C-14 blandat med en fosfor som avger blått ljus. Vid kalibrering ändras känsligheten på integratorkretsen så att apparaten har samma känslighet vid olika avläsningstillfällen. INJÄRITET För att kontrollera att den termoluminiscenta signalen är en linjär funktion av den absorberade dosen i detektorn gjordes följande försök: Serier med 8 st individuellt kalibrerade dosimetrar bestrålades med ett radiumpreparat i en speciell kalibreringsuppställning. Dosraten var låg, ca 1,1 mrad/h. Ben absorberade dosen i detektorn varierade från 1 mrad till 90 mrad. Resultatet ses i fig.5 där signalen är avsatt som funktion av den absorberade dosen i detektorn. injäriteten i det aktuella dosområdet är god. En mätning gjordes med en Co-källa. Den absorberade dosen i detektorn varierades mellan 15 mrad och 750 mrad för att se om signalen är linjär även över ett större område. injäriteten är god även upp till 750 mrad. J

16 r sow o 09 O OJ iu 0) E Absorberad dos i detektor (mrad) Figur 5. injäritet. Utsatta felgränser är lo FADING itteraturuppgifterna om fading för CaSO.-Dy är mycket varierande. För CaSO.-Dy i pulverform anges fadingen till endast 1-2 % per månad (11). Om pulvret bakas in i teflon blir fadingen mycket snabbare. Becker anger 10 ^ fading under det första dygnet och 20 % under den första veckan. Vebb (15) uppger 11 respektive 17 %. Alla dessa uppgifter gäller vid förvaring i rumstemperatur i mörker. J

17 r En egen undersökning gav en långsammare fading än vad Be-sker och Webb anger. Mätningen gjordes på följande sätt: 50 dosimetrar bestrålades med en absorberad dos i detektorn på ca 750 mrad Co y-strålning. Bestrålningen gjordes i ett speciellt fantom. Se sidan 33. Efter bestrålningen förvarades dosimetrarna i ett ljustätt blyskydd. Temperaturen vid förvaringen var 22 C. Dosimetrarna avlästes i grupper om fem stycken efter olika förvaringstider. En grupp lästes av omedelbart. De andra grupperna lästes av efter tider som varierade mellan 1 timme och 36 dygn. Alla avläsningar gjordes med förupphettning till 130 C i 8 sekunder ingående i avläsningscykeln. En grupp obestrålade dosimetrar förvarades i blyskyddet och avlästes för att bestämma bakgrunden i detta. Resultatet av fadingmätningen ses i tabell 1. Bakgrunden i blyskyddet har subtraherats. Fadingen blev ca 10 ^ per månad. Tabell 1 Tid före avläsning 1 h 2 " 18 " 2 dygn 3 " 7 n 23 " 36 - Signal i % av det först avlästa värdet 98,9 97,3 96,5 94,7 94,1 90,2 88,4 92,2 När man har en så lång mättid som flera veckor måste man korrigera för den fading som pågår samtidigt som dosen absorberas i detektorn. För att få en matematisk modell kan man anta att signalen avtar exponentiellt på grund av fadingen med halveringstiden T^2 = -^- dagar och att signalen vid bestrålningen ökar linjärt med tiden. Då får man följande differentialekvation: dt * J

18 r 16 där E är absorberad energi i detektorns "fällor", K är raten av absorberad energi i detektorns "fällor", t är tiden, X är "sönderfall skonstanten" och ^A/2 är halveringstiden för signalen. "Sönderfallskonstanten" X kan beräknas ur det experimentellt bestämda värdet på fadingraten. ösningen blir E = I (1 - e" Xt ) Ur detta samband kan man beräkna fadingen under bestrålningen och korrigera för den. Resultatet finns i figur 6. Ned en fading på 10 % per månad och en mättid på 4 veckor blir korrektionen ca 4 i g 06- H r-i o 05- Signal utan fading Signal med fading go H a o u « Tid (dygn) Fi^ur 6. Korrektion för fading under pågående mätning.

19 F 17 Om bestrålade dosimetrar utsätts för starkt ljus ökar fadingen mycket snabbt. Detta problem behandlas i avsnittet om ljuskänslighet. Hög temperatur ger också en snabbt ökad fading. Dosimetrarna måste alltså, både vid bestrålning och lagring, förvaras i rumstemperatur och i mörker. VÄRMEBEHANDING FÖR NOSTÄNING AV DOSIMETRARNA Mellan varje mätomgång nollställs dosimeterserien genom värmebehandling i ugn. Detta brukar kallas annealing. Den tid som fordras för värmebehandlingen beror på storleken av den absorberade dosen i dosimetern. Den största dos som dosimetrarna erhåller vid våra mätningar är ca mrad. (Erhålles vid kalibreringen). En värmebehandling i 300 C under 1 tivme har visat sig ge en låg och stabil bakgrund. Redan efter 30 minuter i 300 är nollställningen tillfredsställande men för att vara på den säkra sidan har tiden 1 timme valts. Detta val har grundats på följande försök. Grupper om 5 dosimetrar bestrålades med en absorberad dos på 750 mrad och fick sedan ligga i ugn i 300 under varierande tider, från 5 minuter till 60 minuter varefter avläsning gjordes. Medelvärde och standarddeviation beräknades för varje grupp efter avläsningen. Se tabell 2. Tabell 2 Tid i ugn min Absorberad dor i Medelvärde mrad 148,2 0,9 0,5 0,5 detektor Standarddeviation mrad 14,4 0,3 0,1 0,1 Medelvärdet för bakgrunden kan variera något beroende på yttre faktorer, framför allt kan temperaturen i lokalen inverka. Medelvärdet på bakgrunden ökar med ökande yttertemperatur. Under försöket var temperaturen i rummet 22 C. J

20 F 18 1 Den annealing son finns förprogrammerad i mätcykeln är inte tillräcklig för våra behov. Dosimetrarna värms där till 300 under 20 sekunder. Detta är inte tillräckligt för att ge en låg och stabil bakgrund. Dessutom är den opraktisk om man behöver nollställa stora serier av dosimetrar samtidigt. Även glödkurvornas utseende visar att bakgrunden är låg efter 30 till 60 minuter i 300 C. 0m man som minsta detekterbara värde anger 3 6 av bakgrunden skulle den minsta detekterbara absorberade dosen i detektorn vara ca 0,2 mrad. Med speciellt utvalda dosimetrar och ett noggrant handhavande bör man kunna sänka detta värde till ca 0,1 mrad. JUSKÄNSIGHET För att pröva ljuskänsligheten hos obestrålade dosimetrar gjordes följande försök: 30 dosimetrar nollställdes genom värmebehandling i 300 C under 90 minuter. Dosimetrarna delades upp i 5 grupper med 6 i varje. Efter avsvalning exponerades grupperna för ljus från den vanliga takbelysningen i laboratoriet. (4 stycken 40 W lysrör). Bestrålningstiderna varierade mellan 0 och 60 minuter. Samma försök gjordes sedan med exponering för starkt solljus utomhus och för dämpad laboratoriebelysning. (2 stycken 60 W läslampor riktade i taket). Spänne (16) uppger att även ren teflon ger en T-signal efter att ha exponerats för ljus. För att undersöka detta gjordes ett försök där en teflonskiva, med samma storlek som dosimetrarna, exponerades för den vanliga laboratoriebelysningen. Resultatet av försöken återges 1 figur 7. Exponering för starkt solljus ger en signal som till en början växer med ökad exponeringstid men som vid långa exponeringstider verkar uppnå ett mättnadsvärde. I det här fallet fås en signal som motsvarar en exposition av ca 4 mr Co y-straining efter en timme. För vanlig rumsbelysning får man också en signal som växer med ökande exponeringstid. Signalen är dock inte alls lika stark som för solljus. Efter en timmes exponering för J

21 F o Starkt solljus di & f» C«o a o g a> 100- aboratoriebelysning Tid (minuter) Dämpad belysning Figur 7* juskänslighet hos obestrålade dosimetrar. Felgräns 1 o. A visar värden för ren teflon. takbelysningen motsvarar signalen en exposition av ca 0,3 mr. Även för dämpad laboratoriebelysning fås en liten signal, motsvarande ca 0,1 mr efter en timme. Set är intressant att även skivan av teflon ger en signal motsvarande ca 0,3 mr efter en timme i den normala takbelysningen. I figur 7 ser man att kurvorna för ren teflon och dosimetrama i detta fall ligger mycket nära varandra. Bet är därför troligt att den effekt som rumsbelysningen har på obestrålade dosimetrar åtminstone till en del härrör från termoluminiscens i teflonet. Mätningar gjordes även för att utröna i vilken mån redan bestrålade dosimetrar påverkas av ljus. Ett antal dosimetrar bestrålades med en absorberad dos på ca 730 mrad Co y-strålning och exponerades sedan för ljus, dels för takbelysningen i laboratoriet, dels för direkt solljus utomhus och för solljus inomhus där ljuset passerat två glasrutor så att det mesta av UVljuset hade filtrerats bort. Resultatet finns i figur 8. J

22 F 20 aboratoriebelysning Starkt solljus genom fönsterglas Tid (minuter) Figur 8. juskänslighet hos bestrålade dosimetrar. Han ser att bestrålade dosimetrar är mycket känsliga för starkt solljus, även om ljuset har passerat genom fönsterglas. Efter en timme har de dosimetrar som belysts utomhus fått sin signal reducerad till 50 procent av den ursprungliga, medan de som förvarats inomhus är nere i 40 procent. Redan efter 5 minuter är fadingen 13 respektive 6 procent. En del av fadingeffekten kan bero på att dosimetrama uppvärms av solljuset. De dosimetrar som enbart exponerats för den normala takbelysningen i laboratoriet visar ingen fading. De slutsatser man kan dra av de här två försöken är att vid mätning av låga stråldoser med CaSO.-By måste dosimetrarna vara förpackade i ljustätt material, vid arbete med dosimetrarna måste man ha en dämpad belysning i lokalen. Dosimetrarna får under inga förhållanden utsättas för solljus eller annan stark belysning. J

23 r 21 KOSMISK STRÅNING Den kosmiska strålningen svarar för en betydande del av den naturliga joniserande strålningen. Vid havsytans nivå är det kosmiska stråldosbidraget ca 30 mrad/år uttryckt som absorberad dosrat i gonader. Set värdet gäller för latituder mellan ca 50 och 80. Det kosmiska stråldosbidraget i den lägre atmosfären varierar och är beroende av flera olika faktorer. Be viktigaste är höjden över havet, den geomagnetipka latituden, lufttrycket och tiden. Tidsvariationerna är dels regelbundna, den sk solcykeln varierar med en period på 11 år, dels oregelbundna, solfläckar och andra fenomen kan orsaka tillfälligt förhöjda stråldosrater. Nära havsytans nivå är höjden över havet den mest betydelsefulla faktorn. Vid havsytan är den absorberade dosraten i luft 28 mrad per år enligt UNSCEAR (17). Dosraten ökar med höjden över havet. På m höjd är dosraten ca 36 mrad per år enligt 0 f Brien och Mcaughlin (18). atitudberoendet är litet vid havsnivå mellan 55 och 80. ufttrycksändringar ger ändringar i dosraten med ca 0,4 % per mm Hg (3 % per kpa). Eftersom mätningen i bostaden sträcker sig över ca 4 veckor är det svårt att korrigera för ändringen i lufttrycket. Dessutom är det sannolikt att lufttrycket i genomsnitt ligger nära 760 mm Hg (101 kpa) under perioden. Variationer i solcykeln ger inga stora variationer i dosraten vid havsnivå. Skillnaden i stråldosrat vid solminimum oc? solmaximum är i storleksordningen 2 mrad/år för orter som ligger under m höjd. Vid solminimum är dosraten högre än vid solmaximum är solminimum i 11-årscykeln och därför används värden som gäller solminimum för de korrigeringar som görs. Värdena har hämtats från O'Brien och Mcaughlin (18). Vid havsytans nivå består den kosmiska strålningen till io av myoner (19) vilket gör att T-dosimetrarnas re spöns måste undersökas särskilt. owder och de Planque Burke (20) J

24 F 22 "1 har bestrålat if-dosimetrar med myoner från en synkrotron och funnit att responsen var jämfört med y-straining från 117 ' 'Cs. Ti kommer att göra egna mätningar inom kort för att få en bättre uppfattning om hur den kosmiska strålningen påverkar kalciumsulfatdosimetrar. Tills vidare använder vi ett schablonvärde på 30 mrad per år, absorberad dosrat i gonader, vilket får representera det kosmiska stråldosbidraget. KÄNSIGHET FÖR TERMISKA NEUTRONER Den absorberade dosraten i vävnad från neutroner härrörande från kosmisk strålning är låg. Enligt Vatt (21) är den i storleksordningen 0.1 jirad/h vid latituden 55 Szabo (22) har undersökt känsligheten för termiska neutroner hos teflondosimetrar av typen CaSO.-Dy. Han fann den vara mindre än en tiondel av känsligheten för y-straining. Känsligheten anges till P./rem. Man bör därför kunna försumma bidraget från neutroner till den absorberade dosen i detektorn. STORHETER VTD MÄTNING AV OMGIVNINGSSTRÅNING Om man vill följa internationell praxis såsom den återspeglas i bl.a. ICRU:s rekommendationer f 3) och UNSCEAR:s rapporter (24), finns det i första hand tre storheter att välja bland vid mätning av omgivningsstrålning i det fall då ingen bestrålad person finns i strålfältet. De tre storheterna är expositionsrat (X), luftabsorberad dosrat i luft (D ) och absorberad dosindexrat (D T ). Expositionsraten är definierad endast för röntgen-och gammastraining och kan inte användas för betastrålning och en ael komponenter i kosmisk strålning. uftabsorberad dos i luft kan användas för röntgen-och gammastrålning. För högenergetisk partikelstrålning är det svårt att definiera luftabsorberad dosrat i luft på ett användbart sätt, I sådana fall bör absorberad dosindexrat användas. Absorberad dosindex definieras som den maximala absorberade dosen i en vävnadsekvivalent sfär med 30 cm diameter

25 r med centrum i den aktuella punkten. För att komma ifrån problemet med mycket mjuka komponenter av strålningen, som inte ger något bidrag till dosen i ett organ inne i kroppen, rekommenderar ICRU (23) att "restrictedabsorbed dose index", D T, används. "Restricted abx,a sorbed dose index" definieras som den maximala absorberade dosen på ett djup större än 10 mm i sfären. UNSCEAR (24) anger "dosraten" från omgivningsstrålning som härrör från gammastrålande nuklider som luftabsorberad dosrat i luft, medan man för kosmisk strålning använder "restricted absorbed dose index rate". Vid full elektronjämvikt i luft råder följande samband mellan expositionsrat och luftabsorberad dosrat i luft: D c = O.869»X När en person förs in i strålfältet kommer detta att förändras. Bakåtspridd strålning kommer att öka dosraten på ytan av personen, men samtidigt kommer kroppen att fungera som strålskärm och minska dosraten. Hur stor skärmningseffekten blir beror på var i kroppen det aktuella organet ligger och på strålningsgeometrin. UNSCEAR (24) definierar isotropifaktorn, k, som förhållandet mellan den absorberade dosen på ett visst djup vid bestrålning med ett parallellt fält och vid bestrålning med ett isotropt fält, när fälten ger upphov till samma luftabsorberad dos i luft om ingen bestrålad person finns i strålfältet. Den absorberade dosraten i ett organ,, vid isotrop bestrålning blir då: D org = s»b«d»i/k»d ' a = s»g*d ö a där s är (^en /f ) vävnad /(M en /?) luft, b är spridningsfaktom, d är dämpningsfaktorn för organet och den inversa isotropifaktorn, 1/k, är skärmningsfaktorn* Produkten av b, d och 1/k kan kallas geometrifaktorn g.

26 F 24 BERÄKNING AT BCERGIKOMPENSATIONSPITER CaSO -dosisetrarna är energiberoende, se figur 9. CaSO -Dy CaSO 4 -Dy med filter, 1.0 * Al,,7 Cu och 3.0 aa polystyren il i 1 i i i i ni 9 V 9 V Po t on energi (MeV) Figur 9. Energiberoende för CaSO.-Sy med och utan energi kompensationsfilter. Kurvan utan filter är normaliserad till 1.0 för fotonenergin 1.25 MeV. Känsligheten är en faktor 11 större vid fotonenergin 30 kev än vid 1.25 MeV. Vid beräkningen av känsligheten har använts förhållandet mellan (n en /?) CaS0 ch (n en # ) vävnad «Vid mätning av 4 y-straining från byggnadsmaterial inomhus kan man inte bortse från spridd strålning med energier under 100 kev. Därför måste dosimetrarna förses med energikompensationsfilter. Under förutsättning att detektorn är tillräckligt stor för att elektronjämvikt skall råda kan beräkningen av filtrets sammansättning göras på följande sätt: man kan definiera den absorberade dosen i en punkt i en kropp som träffas av en foton, R(hv), som (h»).g(hv) J

27 25 där b>) är fotonenergin, (\ är massenergiabsorptionskoefficienten och g(h\>) är geometrifaktorn för en kroppen där b(h>>) är spridningsfaktorn, d(hv) är dämpningsfaktorr och i/k(h\») är skärmningsfaktorn. Under förutsättning att strålfältet är isotropt blir den absorberade dosen, D(h>>), i ett material produkten av R(hv) och fotonfluensen I (h->)). D(hv) Den absorberade dosen per foton i ett or gar., R (hv), blir då ( /e)(h>>)..,.g org N en'- /v 'vävnad B org (hv) där g (hv) är geometrifaktorn för organet. Genom att anpassa ett sammansatt filter så att den absorberade dosen per foton i detektorn, R, + (hv) R,.(hv) = hv.( det blir likformig med den absorberade do3en per foton i organet får man en detektor som ger ett konstant förhållande mellan den absorberade dosen i organet och den absorberade dosen i detektora, oberoende av fotonspektrats utseende. Vi har valt att beräkna den absorberade dosen i gonaderna. Filtrets sammansättning har därför anpassats så att den absorberade dosen per foton i detektorn är likformig med den absorberade dosen per foton i gonaderna. Resultatet blir i praktiken detsamma om man väljer att beräkna dosen i de blodbildande organen. Geometrifaktorn orff (kv) har beräknats ur Jones (25) experimentellt bestämda värden för absorberad dos i ovarier, testiklar och blodbildande organ för en exposition av 1 R för foton energier mellan 30 kev och 1.4 MeV. Se figur 10. J

28 r 26 a o ö 3 u u o n _Y 1/ / s < f / \i / 1/ *< Ov«trier Te: stiklai < Potonenergi (MeV) Pigur 10. Absorberad dos i ovarier och testiklar för expositionen 1 R. Frän Jones (25). där D rff\hv) är den absorberade dosen i respektive organ för fotonenergin hv enligt Jones, f(hv) är f-faktorn f(h») = luft och X är expositionen. Geometrifaktorer har beräknats för testiklar, e^es *( hv )» ocn ovarier, g (hv), för fotonenergier upp till 3 MeV, För energier över 1.4 MeV har värdena i figur 10 extrapolerats. Som geometrifaktor för gonadema, g (h>>), har medoch g QV (lw) använts. Se tabell 3. elvärdet av g ṫesv

29 r 27 Tabell 3 Geometrifaktorer för testiklar, ovarier och gonåder. Beräknade från Jones (25). Energi MeV Testiklar»teet* 1») Ovarier Gonader oo O.76 x x O.72 J 0.76" O O extrapolerade värden där R Beräkningar gjordes för flera olika filterkombinatiner. Den som bäst anslöt sig till den absorberade dosen per foton i gonaderna hade sammansättningen 1.0 mm aluminium, 0.7 mm koppar och ett hölje av 3.0 mm polystyren. Se figur 11. Filtret består av cirkulära plattor som omger dosimetern på på båda sidor. Aluaiiniumplåttorna ligger närmast dosimetern för att öka tjockleken på det skikt som ger elektronjämvikt. Se figur 12. Förhållandet mellan den absorberade dosen i gonaderna och den absorberade dosen i detektorn ges av kalibreringsfaktorn K. Under förutsättning att funktionerna R e( och R det ( hv ) är likform- iga blir K: det Ch R gon / R gon (hv) dh Ch R det K har beräknats till 0.86 genom att integrera kurvorna i figur 11.

30 r 28 Dosimeter utan filter Dosimeter med filter Gonader Fotonenergi (MeV) Figur 11. Absorberad dos per foton för dosimeter med och utan filter samt för gonader. Förhällandet mellan ytorna för de två undre kurvorna har använts för att beräkna K. UNSCEAR (17) rekommenderar en omvandlingsfaktor 0.6 från exposition till absorberad dos i gonader för gammastraining från byggnadsmaterial inomhus. I vårt fall blir motsvarande faktor O.64. Den har beräknats på följande sätt: den absorberade dosraten i detektorn fäs ur X /i 0, 869' o^n 4* A där A är dämpningen i detektorns filter. Den absorberade dosraten i gonaderna blir dä D org - D. det.-k Massenergiabsorptionskoefficientema och dämpningen i filtret är beräknade för en effektiv fotonenergi 0.8 MeV. J

31 F Figur 12. Undre raden: CaSO - Dy-dosimetern omgiven av filterplattor. Aluninium närmast och koppar utanför. Raden ovanför visar polystyrenhöljet. Övre raden till höger: detektorn hopmonterad, till vänster: detektorn instoppad i PVC-plast med dubbelhäftande tejp på ovansidan. KAIBRERING Dosimetrarna har delats upp i grupper med 50 stycken i varje grupp. Så långt det är möjligt har alla dosimetrarna i en grupp tagits från samma tillverkningssats. Känsligheten mellan olika leveranser kan variera ganska mycket. Varje dosimeter är märkt med en kod som består av en bokstav och ett tvåsiffrigt tal. Märkningen är gjord med en hård blyertspenna på den konvexa sidan av dosimetern. Vid avläsningen är denna sida vänd nedåt, mot planschetten. Varje dosimeter kalibreras individuellt inom gruppen och tilldelas en känslighetsfaktor, f.. Bestämningen av känslighetsfaktorn går till på följande sätts Efter värmebehandling och avsvalning bestrålas hela gruppen med en exposition på ca 1 R Co y-strålning. Bestrålningen görs i ett speciellt fantom* Se sidan 33. Fem dosimetrar i varje f^rupp (nr 05,15.25,35 och 45)

32 r 30 i varje grupp är kontrolldosimetrar. Efter bestrålningen får dosi metrarna ligga ett dygn i ett blyskydd innan avläsningen sker. Om man läser av en hel grupp på 50 dosimetrar direkt efter bestrålning medför fadingen att man får ca 3 procent lägre värden i slutet av gruppen än i början. Avläsningen av en grupp tar ca två timmar och fadingen under den tiden är ca 3 procent. Denna snabba fading finns bara direkt efter bestrålningen. Efter ett dygn är fadingraten ca 0.5 procent per dygn. Känslighetsfaktorn för dosimetern med numret i ges av 1 \ där m. är det avlästa värdet på dosimetern och m., är medelvärdet för kontrolldosimetrarna. Känslighetsfaktorn f. anger alltså varje dosimeters känslighet i förhållande till medelvärdet för kontrolldosimetrarna. Efter avslutad mätning i bostad bör hela gruppen om möjligt läsas av vid samma tillfälle. Kontrolldosimetrarna används inte för mätningar ute i bostäder. Ds används för att bestämma en kalibrer ingskons t an t, F, för gruppen. De bestrålas med en noga bestämd dos, i storleksordningen mrad. I denna absorberade dos i detektorn, D,.,, ingår även bidraget från bakgrundsstrålae b,jc ningen i den lokal där kalibreringen äger rum. Kontrolldosimetrarnas medelvärde betecknas n.,. Gruppens kalibreringskonstant P beräknas p = P(iet» k i där bg är medelvärdet av fem st annealade dosimetrar. Den absorberade dosen i detektorn för dosimetern med nr i, D... beräknas ur

33 F D-.. «P. det,x - bg f. där n. är det avlästa värdet för dosimeter nr i. Den absorberade dosen i gonaderna, D, kan då beräknas gon D gon «K»D. det. där K är den konstant som beräknats i föregående avsnitt. BERÄKNING AV ABSORBERAD DOS I DETEKTOR» TID KAIBRERING On elektronjämvikt råder kan den absorberade dosraten i detektorn beräknas ur sambandet X CaSO, där A är dämpningen i detektorns hölje och filter. Kalibreringspreparatet ger expositionsraten 1.42 * 0.03 mr/h på 70 cm avstånd. Dämpningen A = Den är beräknad för 3mm polystyren, 0.7 mm koppar och 1 mm aluminium. Massenergiabsorptionskoefficienterna är beräknade för en effektiv fotonenergi MeV (26). Kalibreringspreparatet är mci radium, b,. blir 1.05 mrad/h. Vid den effektiva energin MeV är den maximala elektronenergin ca 0,6 MeV och medelenergin ca 0.3 MeV. Motsvarande räckvidder i CaSO. är 1mm respektive 0.4 mm. Densiteten för dosimetern är 2.29 g/cm'. Närmast dosimetern ligger ett skikt med 1.0 mm Al på bägge sidor. Aluminium har densiteten 2.70 g/cm och atomnumret, Z, är 13. CaSO- har ett effektivt atomnummer Z = 15.3 (27). Allt detta tyder på att man kan förutsätta att approximativ elektronjämvikt råder i detektorn. För att kontrollera detta antagande gjordes ett försök där CaSO.-

34 r skiktet ökades till 1.2 om genom att 3 dosimetrar placerades intill varandra i detektorn. Avläsningen gjordes på. den mellersta dosimetern. Korrektion gjordes för den ökade dämpningen. Åtta detektorer, fyra med tre dosimetrar i och fyra med en dosimeter besträlades med en absorberad dos i detektorn på ca 70 mrad. Skillnaden i de avlästa värdena för de detektorer som innehöll tre dosimetrar och de som innehöll en var försumbar. BIDRAG FRÄN SPRIDD STRÅNING VID KAIBRERING Vid kalibreringen står radiumpreparatet mitt i ett rum och detektorerna sitter på 70 cm avstånd i fast geometri. Primärstrålningen sprids i väggar, golv och tak tillbaka mot detektorerna. Spridningsbi dr agt t (expositionsraten) har beräknats till 1 procent av primärstrålningen genom att extrapolera värden från Swedjemark och indborg (28). Medelenergin har uppskattats till 0.2 MeV (29) för en primär fotonenergi på MeV. Bidraget från spridd strålning till den absorberade dosraten i detektorn blir då 0.01 mrad/h. Som jämförelse gjordes en beräkning av det relativa spridningsbidraget enligt eimdörfers "The backscattering of photons" (JO), fig. 4, Figuren bygger på en halvempirisk formel av Chilton och Huddleston och på mätningar gjorda av Clarke och Batter. Sambandet ger förhållandet mellan expositionsraten från de spridda fotonerna och expositionsraten från de icke spridda fotonerna som funktion av kvoten mellan de två parametrarna h och d, där h är avståndet mellan strålkällan och den spridande ytan och d är avståndet mellan strålkällan och detektorn. Sambandet gäller för Co y-strålning och väggar av betong. Spridningsbidraget beräknades för golv, tak och väggar. Det totala relativa spridningsbidraget blev 1.7 procent vilket inte motsäger det tidigare beräknade värdet 1 procent. Vid vår kalibrering anväids ett radiumpreparat som strålkälla i stället för Co men skillnaden i primär fotonenergi har i det här sammanhanget knappast någon betydelse. Bakgrundsstrålningen i det rum där kalibreringen utförs är 15 nr/h vilket ger en absorberad dosrat i detektorn på 0.01 mrad/h. Totalt mrad/h, blir då den absorberade dosraten i detektorn vid kalibrering 1.07 nm* 1 I

35 F 33 1 PI exi glasskruv Plexiglascylinder för utfyllnad Dosimetrar Plexiglascylinder för utfyllnad ufthål Figur 13. Kalibreringsfantom. Sett frän sidan. KAIBRERINGSPANTOM Fantomet kan användas för att bestråla upp till 200 dosimetrar samtidigt så att de får samma absorberade dos. Set är en förenklad version av det fantom som beskrivits av Carlsson, Mårtensson och Alm Carlsson (31). Det är tillverkat av plexiglas och har yttermåtten 20 x 20 x 110 mm. Se figur 13. I fantomets längdriktning är borrat ett hål med diametern 13.0 mm. Hålet är 100 mm djupt. På ovansidan finns ett lock som kan skruvas fast. I locket finns en gänga med en kraftig skruv av plexiglas. Teflondosimetrar kan läggas ovanpå varandra och pressas samman av plexiglasskruven. Bestrålningen sker från sidan med fantomet stående. Den absorberade dosen blir därför inte homogen i dosimetern, men alla dosimetrarna får samma dos och det är huvudsaken för det ändamål som vi använder fantomet. KORREKTIONER Följande korrektioner görs: 1. Varje avläst värde korrigeras för dosimeterns individuella känslighet. Faktorn varierar normalt mellan Fadingkorrektion för den totala bestrainingstiden. För en mättid på 4 veckor blir korrektionen ca 1* Korrektion för fading hos kontrolldosimetrarna mellan bestrålning och avläsning. Faktor ca 1.03.

36 F 34 Dessutom görs bakgrundssubtraktion, subtraktion av absorberad dos i detektorn under transport och lagring och subtraktion av bidrag från kosmisk strålning. 1 AGRING I BYSKYDD I väntan på avläsning lagras detektorerna i ett blyskydd med väggtjockleken 3 cm. Den absorberade dosraten i detektorn vid lagringen i blyskyddet bestämdes på följande sätt: 21 st detektorer nollställdes genom annealing och förvarades sedan under 49 dygn i blyskyddet. Avläsningen gjordes enligt samma rutinförfarande som när de detektorer som legat i bostäder utvärderas. Den absorberade dosraten i detektorn från lagringen i blyskyddet var mrad/h. ABSORBERAD DOSRAT 1 DETEKTOR VID TRANSPORT Ett problem när man skickar T-dosimetrar per post är att kunna bestamma den del av den absorberade dosen i detektorn som erhållits under transporten för att kunna subtrahera den från den totala absorberade dosen. En möjlig lösning är att använda en "transportdetektor", dvs en detektor som skickas med i brevet till deltagaren tillsammans med de dosimetrar som skall sättas upp i bostaden. Transportdetektorn skall omedelbart returneras av deltagaren. Man kan också upprepa detta när man begär in de dosimetrar som varit uppsatta i bostaden. Detta kan ge en ganska god uppfattning oo transportdosens storlek. Dessutom kan man upptäcka om något brev utsatts för en onormalt hög stråldosrat. Ett sådant system har dock flera nackdelar. Antalet avläsningar, värmebehandlingar och kalibreringar blir nästan fördubblat. Det administrativa arbete-, ökar kraftigt. Det blir också ett merarbete för deltagarna. Dessutom får man ändå ingen absolut säker bestämning av den absorberade dosen under transporten, eftersom detektorn måste skickas ensam i den ena riktningen. Oesell, de Planque Burke och Becker (32) har funnit att vid

37 r 35 länga flygtransporter är korrelationen mellan transportdosen och flygsträckan mycket dålig. De menar att detta endast till en del kan förklaras av det ökade bidrag frän kosmisk strålning som erhålls vid flygning på hög höjd. Som trolig orsak till en del o- vanligt höga transportdoser anger de att dosimetrarna kan ha hamnat i närheten av försändelser som innehållit radioaktiva isotoper. När man skickar post inom Sverige är risken liten att brevet skall hamna intill en försändelse som innehåller radioaktivt material eftersom det är ganska ovanligt att sådana försändelser skickas per post. De flesta sädana transporter går son fraktgods med järnväg, bil, flyg eller båt. Vi har därför valt att använda ett schablonvärde för den absorberade dosraten i detektorn vid transport. Värdet har bestämts på följande sätt: 1 samband med en förundersökning av strålning i bostäder skickades en transportdetektor med i breven till deltagarna tillsammans med de detektorer som skulle sättas upp i bostaden. Deltagarna uppmanades att omedelbart skicka tillbaka transportdetektorn i ett medsänt kuvert. Detektorn lästes av omedelbart när den kom tillbaka. 13 sädana mätningar gjordes. Transportdosraterna varierade mellan mrad/h och mrad/h. Medelvärdet för den absorberade dosraten i detektorn vid transport var mrad/h. REFRODUCERMRHET För att få en uppfattning om reproducerbarheten hos mätningarna i bostäder gjordes två försök: I det första placerades detektorerna på matplatsen omedelbart efter nollställning och lästes av så snart de tagits ned. Transport per post och lagring ingick alltså inte i detta försök. I det andra försöket provades hela mätförfärandet, alltså även brevtransport och lagring i blyskydd. I det första försöket placerades 21 detektorer under ett bord i en lägenhet. Efter 35 dygn togs detektorerna ned och lästes av enligt samma rutin som används vid mätningar i bostäder. Medelvärdet av mätrenultäten av de 21 detektorerna var 79 mrad/år, exklusive kosmisk strålning. En standardavvikelse var 1.8 mrad/år, dvs ca 2 procent. En jämförande mätning med jonisationskammare gav resultatet 83 mrad/år. Den totala osäkerheten vid mätning med jonisationskammaren anges till 20 $ (i). J