Методика измерения мощности дозы импульсного тормозного излучения дозиметрами гамма-излучения со счетчиком Гейгера-Мюллера

Введение. Проведение производственного радиационного контроля источников импульсного тормозного излучения сопряжено с рядом проблем. В России существует всего 3 дозиметра, предназначенных для дозиметрии импульсного тормозного излучения с длительностью импульса менее 10 мкс. К тому же они имеют ряд существенных ограничений по энергетическому диапазону (10 МэВ) и минимальной длительности импульсов (10 нс) и достаточно высокую стоимость. При этом имеется дозиметр ДКГ-РМ1621 со счетчиком Гейгера-Мюллера для дозиметрии фотонного излучения с энергий до 20 МэВ, но он не предназначен для дозиметрии импульсных излучений.

Цель работы. Разработка методики проведения радиационного контроля источников импульсного тормозного излучения с использованием дозиметров со счетчиками Гейгера-Мюллера.

Материалы и методы. В 2021 г. проведены измерения мощности дозы импульсного тормозного излучения с максимальной энергией 3.0 МэВ при частоте следования импульсов 50, 100, 150, 200, 250, 300 и 400 Гц дозиметрами ДКС-АТ1123 (в качестве образцового) и МКС-АТ117М со счетчиком Гейгера-Мюллера.

Результаты. Разработана методика корректировки результатов измерений мощности дозы импульсного тормозного излучения дозиметром со счетчиком Гейгера-Мюллера, позволяющая измерять мощность дозы импульсного тормозного излучения с дополнительной погрешностью менее 15 % в практически значимой области мощностей доз. Для дозиметра МКС-АТ117М при частоте следования импульсов 400 Гц данное значение составило 320 мкЗв/ч, что вполне достаточно для большинства практических задач по радиационному контролю.

Заключение. Показана целесообразность и возможность успешного применения дозиметров со счетчиками Гейгера-Мюллера для дозиметрии импульсного тормозного излучения с использованием предложенной методики измерений с ограничением по максимально измеряемой мощности дозы.

1. Радиационная безопасность в лучевой терапии с использованием ускорителей электронов / К. Нурлыбаев, Ю. Н. Мартынюк, А. И. Каракаш, Л. Л. Синников, Е. Н. Лыкова, А. Г. Цовьянов, С. И. Иванов, С. В. Логинова // АНРИ. 2014. Т 76, № 1. С. 15-21.

2. Снижение дозовой нагрузки на пациента при проведении диагностики с помощью цифровых импульсных наносекундных рентгеновских комплексов / В. А. Бессонова, П. В. Гаврилов, А. А. Комарский, С. Р. Корженевский, А. С. Чепусов // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2016. Т. 61, № 2. С. 53-57.

3. Мартынюк Ю. Н., Нурлыбаев К., Ревков А. А. Дозиметрия импульсного излучения // АНРИ. 2018. Т. 92, № 1. С. 2-11.

4. Состояние и пути развития импульсной дозиметрии ускорительных моделирующих установок / В. Н. Улимов, С. Ю. Ноздрачев, В. Н. Синев, В. В. Казаков, Н. И. Терентьев // Вопр. атомной науки и техники. Сер. Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. 2011. № 1. С. 70-74.

5. Ambrosi P., Borowski M., Iwatschenko M. Considerations Concerning the Use of Counting Active Personal Dosemeters in Pulsed Fields of Ionising Radiation // Radiation Protection Dosimetry. 2010. Vol. 139, iss. 4. P. 483-493. doi: 10.1093/rpd/ncp286

6. Мартынюк Ю. Н. Государственный реестр средств измерений. Ч. 2: Дозиметры общего назначения, импульсные и специальные // АНРИ. 2020. № 4 (103). С. 3-13. doi: 10.37414/2075-1338-2020-102-3-3-13

7. Гинзбург Д. Ионизационная камера для измерений в полях импульсного фотонного излучения // АНРИ. 2017. № 2 (89). С. 18-24.

8. International standard. Radiation protection instrumentation - Installed dose rate meters, warning assemblies and monitors - X- and gamma-radiation of energy between 50 keV and 7 MeV. IEC 60532. Ed. 3.0. 2010. 84 p.

9. Harty P. D., Ramanathan G. Response of Active Electronic Radiation Monitors in Pulsed X-ray Beams from Linacs. URL: https://www.arpsconference.com.au/2013/wp-content/uploads/2013/11/1550-Peter-Harty.pdf (дата обращения 10.05.2024).

10. Determination of relevant parameters for the use of electronic dosemeters in pulsed fields of ionizing radiation / H. Zutz, O. Hupe, P. Ambrosi, J. Klammer // Radiation Protection Dosimetry. 2012. Vol. 151, iss. 3. P. 403-410. doi: 10.1093/rpd/ncs027

11. The Dosimetry of Pulsed Radiation / J. W. Boag, E. Epp, E. M. Fielden, R. P. Parker // ICRU. 1982. Report № 34. 47 p.

12. Technical specification. Radiological protection instrumentation - electronic counting dosimeters of ionizing radiation. IEC/TS 62743. Ed.1. 2012. 25 p.

13. Ankerhold U., Hupe O., Ambrosi P. Deficients of Active Electronic Radiation Protection Dosemeters in Pulsed Fields // Radiation Protection Dosimetry. 2009. Vol. 135, № 3. P. 149-153. doi: 10.1093/rpd/ncp099

14. Frederich S., Hupe O. Palsed Radiation Facility with About 115 ns Pulse Durations Characterisation and Quality Assurance // IAEA-CN-223: Intern. Conf. on Occupational Radiation Protection: Enhancing the Protection of Workers - Gaps, Challenges and Developments, Viena, Austria, 1-5 Dec. 2014. P. 112-116.

15. Hupe O., Frederich S., Zutz H. Type Test Requirements and Refererens Fields for Radiation Protection Dosimetry inPalsed Radiation Fields // IAEA-CN- 223: Intern. Conf. on Occupational Radiation Protection: Enhancing the Protection of Workers - Gaps, Challenges and Developments, Viena, Austria, 1-5 Dec. 2014. P. 117-121.

16. Титов Н. В. Возможность применения дозиметров со счетчиком Гейгера-Мюллера для дозиметрии импульсного излучения // Радиационная гигиена. 2019. Т. 12, № 2. С. 76-80. doi: 10.21514/1998-426X-2019-12-2-76-80

17. Барковский А. Н., Воробьев Б. Ф., Титов Н. В. Особенности радиационного контроля переносных импульсных рентгеновских дефектоскопов / под ред. А. Ю. Поповой // Актуальные вопр. организации радиационного контроля и надзора за физическими факторами: материалы Всерос. науч.-практ. конф. 2017. С. 30-32.

18. Климанов В. А., Крамер-Агеев Е. А., Смирнов В. В. Радиационная дозиметрия / под ред. В. А. Климанова. М.: НИЯУ МИФИ, 2014. 648 с.