Neues aus der Personendosismessung

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1 52. Behördenseminar der LPS Neues aus der Personendosismessung Dr. J. Engelhardt

2 Inhalt LPS Ergänzung zum Strahlenschutzgesetz personenbezogene Daten zur amtlichen Überwachung Augenlinsendosimetrie Mess- und Eichgesetz und dessen Folgen Seit 2015 neu zugelassene Dosimeter Kommende Entwicklungen

3 Zum Strahlenschutzgesetz LPS In 170 Abs. 3 StrlSchG wird die Einführung einer eindeutigen Personen-ID geregelt, die vom Strahlenschutzregister vergeben wird. Alle amtlich Überwachten Personen benötigen eine vom SSR generierte eindeutige Nummer, die für alle Vorgänge (amtliche Überwachung, Strahlenpässe) verwendet werden muss. Neben der Personen-ID sollen auch weitere Daten durch die amtlichen Messstellen erhoben werden. Kat A oder Kat B; Nationalität; Geburtsname (nicht mehr der letzte frühere Name!) Frage: Welche Verordnungen wird es geben? StrlSchV ja und keine RöV (?) Zuordnung der Überwachungen zu Organisationeinheiten in den Aufsichtsbehörden?

4 Neuer Grenzwert LPS Der Grenzwert der Augenlinse wird von derzeit 150 msv auf 20 msv gesenkt ( 78 StrlSchG). Der Bevölkerungsgrenzwert der Augenlinsendosis beträgt dann 15 msv. Ab wann soll überwacht werden? Hinweise kann die DIN EN ISO (Dezember 2017) geben, die bei Überschreiten von jährlich 6 msv in mehreren Jahren eine Überwachung empfiehlt. Welche Messgrößen zu verwenden sind, ist im StrlSchG nicht geregelt. ( 175, Ermächtigungsverordnung). Die DIN EN ISO lässt auch die Abschätzung über die Messung der Oberflächenpersonendosis H p (0,07) zu. International wird die Messgröße Augenlinsendosis H p (3) verwendet, die in Deutschland bisher im Strahlenschutz nicht existiert. Daher gibt es keine gültigen nationalen Anforderungen (PTB-Anforderungen) an das Messen dieser Größe, so dass weder Messsysteme zugelassen werden bzw. geeicht werden können. (Zulassungsverfahren dauern derzeit > 1 Jahr!!)

5 Augenlinsendosimetrie Einführung der eichfähigen Personendosismessgröße H p (3) muss abgewartet werden. Messortproblem in Abhängigkeit von der Nutzung von Bleiglasbrillen bleiben immer bestehen. Messsysteme für H p (3) werden derzeit entwickelt Integration in Bleiglasbrillen stehen dabei im Vordergrund. => später mehr

6 Inhalt LPS Ergänzung zum Strahlenschutzgesetz personenbezogene Daten zur amtlichen Überwachung Augenlinsendosimetrie Mess- und Eichgesetz und dessen Folgen Seit 2015 neu zugelassene Dosimeter Kommende Entwicklungen

7 Seit 2015 zugelassene Dosimetriesystem LPS Das Mess- und Eichgesetz (MessEG) und die Messund Eichordnung (MessEV) sind seit dem novelliert. Damit ist zum das Verfahren der Bauartzulassung durch das Verfahren der Baumusterprüfung in Kombination mit einer Konformitätsprüfung ersetzt. Alle Bauartzulassungen verlieren zum ihre Gültigkeit. Die bis dahin gekauften Messgeräte dürfen nach dem weiter betrieben werden. Die Hersteller dürfen dann keine Geräte mit der alten BAZ mehr verkaufen. Geräte, die seit dem gekauft wurden, werden nicht mehr von den Eichämtern erstgeeicht, sondern die Hersteller müssen die Konformität bestätigen.

8 Eichmarke LPS Konsequenz: Aus der Eichmarke geht nicht hervor wann die nächste Eichung fällig ist! (Hängt vom Status des Messgerätes ab, d.h. ob eine ununterbrochene Kette der Eichverlängerung vorliegt!)

9 Seit 2015 zugelassene Ortsdosimeter LPS Bisher keine Neuzulassung! Zwar niedriger Energiebereich, aber Dosisleistungsempfindlich!

10 DMC 3000 von MIRION Technologies LPS Das Problem der Anwendung von gepulster Strahlung mit hohen Dosisleistungen wird auch beim DMC 3000 nicht gelöst. Quelle: technisches Datenblatt von MIRION

11 Ergebnisse des Zulassungsverfahren vom LPS-Albedo-GD 02 LPS PTB-Baumusterprüfung: DE-17-M-PTB-0020 Konsequenz: Der Anwender braucht für den unteren Energiebereich kein zusätzliches amtliches Dosimeter mehr. Nenngebrauchsbereich: Energiebereich: 20 kev 7 MeV Winkelbereich: ± 60 Dosis: 0,1 msv 10 Sv Max. Tragedauer: 6 Monate Bezugspunkt: Cs-137 Um Faktor 2,4 verbessertes Neutronenansprechvermögen (nicht BMP sondern nur über die erweiterten Vergleichsmessungen geprüft derzeit Änderung der DIN 6802 Teil 4 zur Albedodosimetrie) Produzent: Thermo Fisher (Harshaw), Hersteller: LPS

12 Rolle der amtlichen Messstellen LPS Die Messstellen sind sowohl Anwender (bieten nur die Dienstleistung der Dosisbestimmung mit dem Dosimetriesystem an) als auch Hersteller (Inhaber der Zulassung der Bauart). Die amtlichen Messstellen müssen daher für ihre bestehenden Dosimetriesysteme eine Baumusterprüfung bis durchführen um diese weiterhin betreiben zu können. Die Bauartzulassung der Filmdosimeter stammt bei den meisten Messstellen von vor Seitdem haben sich die PTB-Anforderungen deutlich verändert (Stichwort: WELMEC-Guide). Die Bauartzulassung ist für das Filmdosimeter nur mit sehr hohem Aufwand erreichbar, der unter dem Aspekt der endlichen Zukunft von Filmen, als zu hoch erscheint. Daher wird die amtliche Filmdosimetrie in Deutschland spätestens zum sterben. Alternativen: OSL (in der AWST München seit 8/2011, in der LPS seit 7/2017, in der PDMB in Vorbereitung) oder TLD (MPA in Vorbereitung)

13 Umstellung von Film auf OSL hat begonnen LPS Derzeit ca. 5 % der Überwachten sind vom Film auf OSL umgestellt. Anmeldung für weitere ca. 5 % zum Januar 2018 liegen bereits vor. Anteil bei der Quartalsweisen Überwachung ist besonders hoch, da hier die Überwachung mit dem OSL-Dosimeter preiswerter ist als die Überwachung mit dem Filmdosimeter. Beim Filmdosimeter gibt es einen hohen Aufwand für die Kalibrierung, der beim OSL-Dosimeter wegfällt. Erste Erkenntnisse aus den Überwachungsergebnissen beim OSL- Dosimeter lassen vermuten, dass der Anteil der gemeldeten 0,1 msv steigen könnte. Aktuelle Zahlen der Überwachten mit Stand ; Ausgabe von Dosimetern ohne Zuordnung sind nicht berücksichtigt.

14 OSL-Dosimeter LPS-OSL-GD 01 Aufbau des Dosimeters 2-Element Dosimeter H p (10) Element Baumusterprüfung H p (0.07) Element Akkreditierung nach DIN EN ISO Dosimeterzunge mit Barcode und Klarschriftnummer Blisterverpackung zum Schutz vor Kontamination und Manipulation Zusätzliches Etikett auf der Vorderseite mit Daten zum Träger Produzent: DOSIMETRICS, Hersteller: LPS

15 OSL Dosimetrie Vereinfachtes Modell Ionisierende Strahlung Stimulationslicht Leitungsband e - e F Leitungsband e - e F Valenzband Speicherung von Strahlungsenergie in thermisch stabilen Fehlstellen im Kristall Valenzband OSL-Licht Leuchten des Kristalls durch Freisetzen der gespeicherten Energie über Stimulation mit Licht I OSL ( t, x) A ( D) S( x e 0 ) S( x) t Exponentiell abfallende Lichtemission bei dauerhafter Stimulation Durch ein einfaches an / aus des Stimulationslichtes kann die abgerufenen Menge der gespeicherten Information gesteuert werden. Quelle: Markus Figel von der AWST München

16 OSL-Dosimeter LPS-OSL-GD 01 Nenngebrauchsbereich: Energiebereich: 16 kev 7 MeV Winkelbereich: ± 60 Dosis: 50 µsv 10 Sv Max. Tragedauer: 6 Monate Bezugspunkt: A200 Rot: Unterschiede zur BMP der AWST München Die AWST München hat derzeit ein laufendes Verfahren zur Baumusterprüfung des OSL- Systems.

17 Ansprechvermögen (Anzeige/Dosiswert) OSL-Dosimeter AWST-OSL-GD 01 Energie- und Winkelabhängigkeit des AWST-OSL-Systems vertikal 60 horizontal Untere Grenze mittlere Photonenenergie in kev Nenngebrauchsbereich: Energiebereich: 16 kev 7 MeV Winkelbereich: ± 60 Dosis: 0,1 msv 10 Sv Max. Tragedauer: 3 Monate Bezugspunkt: Cs-137 (mit Faktor 1,1)

18 OSL-Dosimeter LPS-OSL-GD 01 Zulassung bis 10 Sv, danach schließt sich ein Kenntnisbereich an und bei sehr hohen Dosiswerten erfolgt nur eine Überlastanzeige. Revision der Zulassung in Vorbereitung, da weitere Lesegeräte in die Zulassung integriert werden müssen. Variationskoeffizient bei Dosen von 20 µsv zu hoch ( 22 %) Zulassung daher erst ab 50 µsv reicht für die amtliche Überwachung aus (zulässige Messunsicherheit derzeit bei ± 100 % an der unteren Rundungsgrenze).

19 Zusatzinformationen aus dem H p (0,07)-Element Nicht Bestandteil der Zulassung durch die PTB, wurde bei der Baumusterprüfung nicht geprüft. Unterhalb von 30 kev steigt das Verhältnis H p (0,07) zu H p (10) signifikant an. Messwert H p (0,07) am Ganzkörper kann nur als zusätzlich Angabe bei einer Schwellwertüberschreitung herangezogen werden, Aussage zur mittleren Energie der Strahlung ist aber begrenzt (Messwert dient zur internen Qualitätssicherung).

20 H p (0,07)-Element - Betastrahlung Strahlungsqualität 85 Kr (E = 0,24 MeV) 90 Sr/ 90 Y (E = 0,8 MeV) Betadosis H p (0,07) in msv Photonendosis H p (10) in msv Photonenanzeige H p (10) in msv 1,00 ± 0,02 0,00 ± 0,00 0,01 ± 0,01 1,00 ± 0,02 0,00 ± 0,00 0,02 ± 0,01 Betastrahlung wird nur im H p (0,07)-Element registriert und nicht im H p (10)-Element Liegt nur Betastrahlung vor, dann ist das Verhältnis von H p (0,07) zu H p (10) sehr groß und kann zur Identifizierung von Betastrahlung genutzt werden. Bei Mischbestrahlung (Beta und Photonen) ist das Verhältnis von H p (0,07) zu H p (10) ggf. nur gering und könnte als Verhältnis wie eine kleine Photonenenergie aussehen.

21 Umsetzung in der LPS als Dosimetriesystem Blistermaschine Etikettierer Auspackautomat Die Blistermaschine + Etikettierer sollen für OSL- und Albedodosimeter gemeinsam genutzt werden. Auswerteeinheit (BMP)

22 Inhalt Ergänzung zum Strahlenschutzgesetz personenbezogene Daten zur amtlichen Überwachung Augenlinsendosimetrie Mess- und Eichgesetz und dessen Folgen Seit 2015 neu zugelassene Dosimeter Kommende Entwicklungen

23 Baumusterprüfung des Beta-/Photonen-Teilkörperdosimeters der LPS Verschiebung des Bezugspunktes von Cs-137 auf A150 führt zu einer Anhebung des Ansprechvermögens um 20 %. Baumusterprüfverfahren läuft derzeit und könnte in 2017 noch abgeschlossen werden. MPA Dortmund hat 2016 ebenfalls die Baumusterprüfung mit der Änderung des Bezugspunktes beantragt. Produzent: Thermo Fisher (Harshaw), Hersteller: LPS

24 Neu: Eigene Software zur Auswertung der TL-Dosimeter Auswertung mit der Produzenten-Software: WinREMS (9,29 msv) Auswertung mit der LPS-Software (4,19 msv) Defektes Dosimeter (Soll: 2 msv)

25 Weiterentwicklung des OSL-Systems Entwicklung eines Teilkörperdosimeters durch den Produzenten DOSIMETRICS. Vergleichbar zum bestehenden Teilkörperdosimeter der AWST des Helmholtz Zentrum München. Messung ist adaptiert an das OSL-Ganzkörperdosimeter mit einem entnehmbaren Einzeldetektor. Bauartzulassung wird frühestens in 2018 durch AWST beantragt. LPS wird folgen. Quelle: H. Hödelmoser AWST München

26 Energie-Abhängigkeit des OSL-Rings / OSL-Ganzkörperdosimeters Ansprechvermögen mit Monte Carlo MCNP6 + Experiment mit EzClip und Ring gerechnet. Ansprechvermögen des H p (0,07)- Elementes (blaue Rauten) vom OSL- Ganzkörperdosimeter mit dem Bezugspunkt bei A200

27 Projekt Ad.Eye: Entwicklung eines Augenlinsendosimeters zur Integration in Schutzausrüstung H. Hödlmoser 1, E. Mende 1, M. Greiter 1, M. Figel 1 M. Furlan 2, M. Schmid 3, R. Esser 4, P. Scheubert 4 1 Helmholtz Zentrum München Auswertungsstelle 2 Dosilab 3 MAVIG GmbH 4 Dosimetrics GmbH

28 Re Er E Irr Collaboration Roboterarm halb eines Monats? Industrie vertreten durch den führenden deutschen Hersteller von Strahlenschutzausrüstung MAVIG AWST München /Advandos DOSIMETRICS (OSL Technologie) Dosilab AG H. Hödlmoser AWST HMGU Messstellenleitersitzung 2017 PDMB Berlin

29 Zielsetzung Bereitstellung eines in eine Schutzbrille integrierten Augenlinsendosimeters für Photonenstrahlung Verwendung existiernder und zukünftiger Dosimeterköpfe und -technologien ermöglichen System adaptierbar für andere Schutzausrüstungen und adaptierbar sowie lizenzierbar für andere Messstellen Definition eines Standards, Festlegung Messpositionen H. Hödlmoser AWST HMGU Messstellenleitersitzung 2017 PDMB Berlin

30 Konzept Illustration Positionierung hinter der Schutzbrille: - 2 Optionen seitlich an den Augen - hinter Seitenschirmen - mögliche zukünftig 3. Option: zentral über Nase Verbindungsmechanismus - in Brille integriert - Mechanisches Gegenstück am Dosimeterkopf - Adapter optional z.b. für andere existierende Detektorköpfe - wird patentiert - System adaptierbar für andere Schutzausrüstungen (Adapterlösungen) - Stirnbandlösung mit Adapter H. Hödlmoser AWST HMGU Messstellenleitersitzung 2017 PDMB Berlin

31 Ad.Eye mit OSL BeO Monte Carlo Simulation Simulation des H p (3) Dosimeters mit MCNP6: x 4.6 x 4.6 mm 3 BeO - Simulation der Energiedosis im Detektor am Quaderphantom - Verwendung der OSL Photonen-Detektionseffizienz aus A. Jahn. et al Rad. Meas. 71 (2014) H. Hödlmoser AWST HMGU Messstellenleitersitzung 2017 PDMB Berlin

32 Entwicklung eines Ganzkörperdosimeters auf Basis des SEDOS-Detektors Bauartzulassung soll in 2018 beantragt werden.

33 Quelle: J. Walbersloh vom MPA Konzept: Alles in eigener Hand

34 Das Ganzkörperdosimeter Soll wie der Film versandt werden. Quelle: J. Walbersloh vom MPA

35 Weitere Einsatzmöglichkeiten - Teilkörperdosimetrie

36 Quelle: J. Simson von Thermo Fisher LPS

37 Idee der elektronische Personendosimetrie Funktionsprinzip Handy-App: Nutzung des Photochips der Kamera für die Dosisermittlung Kamera muss abgeklebt werden. Funktioniert für gepulste Strahlungsfelder Vorteile Kann jede Person unabhängig von der Überwachung nutzen Keine zusätzliche Hardware notwendig Soll auch bei hohen und niedrigen Dosisleistungen funktionieren Nachteile Erfüllt die Anforderungen an ein amtliches Personendosimeter nicht Probleme: Energie-Winkel-Abhängigkeit Fehlende Unabhängigkeit der App vom Betriebssystem Entwicklung zu einem Dosimeter?

38 Elektronische Personendosimetrie Weiterhin Dosismessung in gepulsten Strahlungsfeldern mit hohen Dosisleistungen mit elektronischen geeichten Personendosimetern nicht möglich. Neue Detektorentwicklung ist notwendig. Die PTB hat wieder begonnen neue Detektoren zu entwickeln.

39 Neue Projekte der PTB (1) LPS

40 Neue Projekte der PTB (2) LPS Zielsetzung: Entwicklung eines H*(10)-Dosimeters und ggf. eines Personendosimeters für gepulste Strahlungsfelder

41 Neue Projekte der PTB (3) LPS

42 Zusammenfassung LPS Spannende Übergangphase bis 2024, die die (amtlichen) Dosimetriesysteme verändern wird. Filmdosimetrie wird spätestens zum eingestellt und durch andere Systeme ersetzt sein. Neue elektronische Personendosimeter, die die Probleme mit der gepulsten Strahlung mit hohen Dosisleistungen nicht haben, sind erst mal nicht in Sicht. Ausblick auf 2019: Hohe Anforderungen an die Datenhaltung bei den Messstellen, dem SSR und der Aufsichtsbehörden. (Lösbar?)

43 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! LPS