Strahlenschutzmeßgeräte PTB-A 23.4

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1 PTB-Anforderungen Physikalisch- Technische Bundesanstalt Strahlenschutzmeßgeräte PTB-A 23.4 Diagnostikdosimeter Dezember 1998 Die PTB-Anforderungen (PTB-A) an Diagnostikdosimeter für die Zulassung zur innerstaatlichen Eichung entsprechen den anerkannten Regeln der Technik. Diese Anforderungen wurden von der Vollversammlung der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) zum Meß- und Eichwesen 1998 verabschiedet. Die vorliegenden PTB-Anforderungen an Diagnostikdosimeter entsprechen inhaltlich der Internationalen Norm IEC (First edition ). Sie stellen die Mindestanforderungen zur Zulassung zur innerstaatlichen Eichung dar. Die Zulassung wird von der PTB erteilt, wenn die Bauart der Diagnostikdosimeter der Eichordnung (EO) einschließlich der Anlage 23 Abschnitt 4 (EO 23-4) sowie den nachstehenden Anforderungen entspricht. Die Bauart eines Diagnostikdosimeters, die von diesen Anforderungen abweicht, wird zugelassen, wenn die gleiche Meßsicherheit auf andere Weise gewährleistet ist. In diesem Fall werden die Anforderungen an die Bauart bei der Zulassung festgelegt ( 16 Abs. 2 der EO). Inhaltsübersicht 1 Geltungsbereich 2 Anforderungen an die Konstruktion und den Aufbau 3 Meßtechnische Anforderungen 4 Referenzbedingungen bei der Eichung 5 Beschreibung und Gebrauchsanweisung 1 Geltungsbereich Diese Anforderungen gelten für die Diagnostikdosimeter, im folgenden kurz Dosimeter genannt, mit denen Messungen der Dosis oder Dosisleistung im Nutzstrahlenbündel von diagnostischen Röntgenanlagen durchgeführt werden, deren Nenngebrauchsbereich für die Spannung an der Röntgenröhre zwischen 20 kv und 150 kv liegt, sowie für Dosimeter, mit denen Messungen des Dosis- Längenprodukts im Nutzstrahlenbündel von Computer-Tomographie-Anlagen durchgeführt werden, deren Nenngebrauchsbereich für die Spannung an der Röntgenröhre zwischen 100 kv und 150 kv liegt. 2 Anforderungen an die Konstruktion und den Aufbau 2.1 Die im folgenden aufgeführten Anforderungen beziehen sich auf Dosimeter mit Ionisationskammern als Strahlungsdetektoren. Sie gelten sinngemäß für Dosimeter mit anderen Strahlungsdetektoren. 2.2 Gehören zu einem Dosimeter mehrere Ionisationskammern, Anzeigebereiche oder Skalen oder besteht das Dosimeter aus mehreren Komponenten, so muß eine eindeutige und unverwechselbare Zuordnung gewährleistet sein. 2.3 Bei Dosimetern mit mehreren Anzeigebereichen müssen die Bereiche destens aneinander anschließen. Geräte mit analoger Anzeige müssen über eine lineare Skala verfügen, bei denen das Verhältnis des größten Wertes eines Anzeigebereichs zum größten Wert des nächsthöheren Anzeigebereichs nicht größer als 3,33 sein darf. 2.4 Die Ablesegenauigkeit muß über den gesamten Meßbereich destens 1 % des angezeigten Wertes betragen. Anmerkung: Bei Verwendung eines Zeigerinstrumentes mit Spiegelskala und bei einer Meßbereichsstaffelung von 1:3:10:30 usw. gilt diese Anforderung als erfüllt, wenn die Skalenlänge destens 150 mm beträgt. Herausgegeben von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) 1

2 2.5 Meßwertanzeigen in Form von Ziffern und Buchstaben (z.b. LCD- oder LED-Anzeigen), bei deren nichtordnungsgemäßer Funktion nicht erkennbare Fehler auftreten können (z.b. Nichtleuchten von bestimmten Segmenten einer Segmentanzeige), müssen über eine Einrichtung verfügen, mit der die ordnungsgemäße Funktion der Anzeige zweifelsfrei überprüft werden kann. 2.6 Eine Ionisationskammer muß so konstruiert sein, daß sich eine plötzliche Änderung des Luftdruckes um 10 % innerhalb des Nenngebrauchsbereichs nach 20 s zu destens 90 % in der Anzeige auswirkt. 2.7 Bei netzunabhängigen Dosimetern muß eine Vorrichtung zur Kontrolle der Versorgungsspannung (s. Nr ) vorhanden sein. 2.8 In allen Dosisleistungsmeßbereichen muß ein Überschreiten des Meßbereichsendwertes bis zu einer Dosisleistung von 1 Gy/s erkennbar sein. 2.9 Für die Dosisleistungsmeßbereiche muß eine Vorrichtung vorhanden sein, mit der bei Abwesenheit äußerer Strahlung ein Nullabgleich der Anzeige vorgenommen werden kann, sofern das Dosimeter nicht über einen automatischen Abgleich verfügt. Für Dosis- und Dosis-Längenprodukt- Meßbereiche siehe Nr Für Ionisationskammern, die im ungeschwächten Nutzstrahl der diagnostischen Röntgenanlage eingesetzt werden, muß der Meßwertwandler im Dosismeßbereich einen Dosisleistungsimpuls von 1 Gy/s und einer Dauer von 0,1 ms innerhalb der im Abschnitt 4 der Anlage 23 der Eichordnung (EO 23-4) genannten Fehlergrenzen zur Anzeige bringen. In den Meßbereichen, die für Messungen auf der Strahlenaustrittsseite des Patienten eingesetzt werden, gilt die Anforderung für einen Dosisleistungsimpuls von 0,01 Gy/s für Dosis-Längenprodukt-Messungen für einen Leistungsimpuls von 0,5 Gy/s Die einmalige Betätigung der Rücksetzung der Anzeige (Reset) im Dosis- und Dosis-Längenprodukt-Meßbereich darf eine Anzeige von höchstens 2 % des kleinsten Wertes des jeweiligen Meßbereichs hervorrufen. Ist das Dosimeter durch Betätigen der Rücksetzung für einige Zeit nicht meßbereit, so ist dieser Zustand anzuzeigen Durch geeignete Konstruktion ist die Anzahl der Sicherungsstempelstellen an einem Dosimeter möglichst klein zu halten. Geräteteile, wie Sicherungen, Batterien usw., die für allgemeine Wartungsarbeiten zugänglich sein müssen und deren Austausch keine meßtechnischen Auswirkungen hat, sollen außerhalb des durch Plomben gesicherten Bereichs liegen. 3 Meßtechnische Anforderungen 3.1 Die Nenngebrauchsbereiche für die Einflußgrößen sind vom Antragsteller unter Berücksichtigung der Referenzbedingungen bei der Eichung (s. Nr. 4) anzugeben und müssen die Mindest-Nenngebrauchsbereiche der Tabelle 1 vollständig umfassen. Der Bezugswert für eine Einflußgröße muß innerhalb des Nenngebrauchsbereichs liegen. 3.2 Bei Änderung einer Einflußgröße innerhalb ihres Nenngebrauchsbereichs darf sich das Ansprechvermögen nur soweit ändern, daß die in Tabelle 1 angegebenen Werte von f nicht überschritten werden. Es gilt f 100 ref wobei ref das Ansprechvermögen bei den Bezugsbedingungen bedeutet. Bei der Prüfung einer Einflußgröße bleiben die übrigen Einflußgrößen in der Regel bei den Bezugsbedingungen. Ausnahmen sind die Temperatur und die Luftfeuchte (s. Nr ). -1 2

3 Tabelle 1: Höchstzulässige Änderung des Ansprechvermögens bei Änderung der Einflußgrößen innerhalb ihres Nenngebrauchsbereichs Einflußgröße Mindest-Nenngebrauchsbereich Bezugswert der Einflußgröße Strahlenqualität a) konventionelle Diagnostik ungeschwächter Nutzstrahl b) konventionlle Diagnostik hinter dem Phantom c) Mammographie ungeschwächter Nutzstrahl hinter dem Phantom d) Computertomographie (CT) ungeschwächter Nutzstrahl e) Computertomographie (CT) im Phantom Röhrenspannung Anode Gesamtfilterung kv W 2,5 mm Al kv W 12,5-47,5 mm Al kv Mo 30 µm Mo kv Mo 30 µm Mo + 2 mm Al kv W 2,5 mm Al kv W 12,5-47,5 mm Al kv 2,5 mm Al (RR 5 DIN EN 61267) kv 23,5 mm Al (RA 5 DIN EN 61267) kv 30 µm Mo kv 2,5 mm Al (RR 9 DIN EN 61267) kv 23,5 mm Al (RA 9 DIN EN 61267) f Bemerkung Dosisleistung (bei Dosis- und Dosis-Längenprodukt- Messungen) nach Herstellerangabe Kalibrierbedingungen 2 % Strahleneinfallsrichtung ±5 (±180 ) Vorzugsrichtung 3 % Betriebsspannung nach Herstellerangabe Nennspannung 2 % Druck der Außenluft 80,0-106,0 kpa 101,3 kpa 2 % Temperatur Relative Luftfeuchte C % (imum 20 g/m 3 ) +20 C % Elektromagnetische Verträglichkeit gemäß IEC Abwesenheit von Störungen 3 % Feldgröße nach Herstellerangabe Kalibrierbedingungen 3 % Bemerkungen zu Tabelle Ein Diagnosikdosimeter kann über bis zu fünf Nenngebrauchsbereiche (a bis e) verfügen, von denen jeder einzelne einen eigenen Kalibrierfaktor aufweist Die Forderung gilt als eingehalten, wenn - + 0,02 wobei und das imale bzw. das imale Ansprechvermögen im gesamten Dosisleistungsbereich darstellen Bei Detektoren zur Dosis-Längenprodukt-Messung (CT-Detektoren) ist der Mindest-Nenngebrauchsbereich für die Strahleneinfallsrichtung ±180 in einer Ebene senkrecht zur Detektorlängsachse Bei netzabhängigen Geräten liegt der Mindest-Nenngebrauchsbereich für die Spannung zwischen +10 % und -1 des Nennwertes der Netzspannung. Bei batterie- oder akkumulatorbetriebenen Dosimetern ist der Nenngebrauchsbereich der Spannungsbereich, der bei bestimmungsgemäßem Einsatz des Dosimeters auftreten kann Zur Erfüllung dieser Forderung ist bei offenen Ionisationskammern die Luftdichtekorrektion bei der Ermittlung des Meßwertes zu berücksichtigen Die Einwirkzeit von Temperatur und Luftfeuchte auf das Dosimeter beträgt 24 Stunden. Die Änderung des Ansprechvermögens darf auch bei der klimatischen Bedingung den Wert f nicht überschreiten, bei der Temperatur und Luftfeuchte innerhalb ihrer Nenngebrauchsbereiche die Werte haben, die einem imalen Wasserdampfgehalt in der Luft entsprechen. 3

4 3.3.7 Der Einfluß elektrischer und magnetischer Störungen wird mit den unten beschriebenen Einzelprüfungen nach Tabelle 2 untersucht. Die Anforderung ist erfüllt, wenn der jeweils größte bei den Einzelprüfungen auftretende Fehler f nicht überschreitet. Bei den Prüfpositionen gemäß DIN EN ,. -4, -5 und -11 ist ein vollständiger automatischer Reset des Gerätes erlaubt, der zu keinen falschen Ergebnissen führt. Tabelle 2: Einzelprüfungen zur Untersuchung des Einflusses von elektrischen und magnetischen Störungen Einflußgröße Mindest-Nenngebrauchsbereich gemäß Norm Entladungen statischer Elektrizität, Spannung Störstrahlungen, elektromagnetisches Feld Schnelle transiente Störgrößen (Burst), Spannung Stoßspannungen, Anstiegzeit Leitungsgeführte Störungen Störstrahlungen, magnetisches Feld Netzspannungsunterbrechung, Dauer 0 bis 8 kv DIN EN MHz bis 1 GHz, 3 V/m DIN EN bis 1 kv DIN EN bis 500 V, 1 ms DIN EN khz bis 80 MHz DIN EN Hz, 0 bis 60 A/m DIN EN bis 0,5 Perioden DIN EN Der Maximalwert des Nenngebrauchsbereichs für die Feldgröße darf nicht kleiner als 35 cm x 35 cm sein. 3.4 Die Meßwertänderung durch Veränderung der Lage eines Dosimeters mit Zeigerinstrument als Anzeige darf innerhalb seines Nenngebrauchsbereichs höchstens 1 % betragen. 3.5 In den Dosis- und Dosis-Längenprodukt-Meßbereichen darf der in Abwesenheit von Strahlung *) auftretende apparative Nulleffekt innerhalb einer Minute höchstens eine Anzeige von 3 % der unteren Grenze des jeweiligen Meßbereichs hervorrufen. Für Dosisleistungsmeßbereiche siehe Nr Ist der Maximalwert und der Minimalwert des Ansprechvermögens innerhalb des Meßbereiches, so müssen die Linearabweichungen die Bedingung: erfüllen , Bei mehrmaliger Wiederholung einer Messung mit demselben Dosimeter unter unveränderten Bedingungen darf die Standardabweichung der Einzelmessung, bezogen auf den Meßwert, den in den Tabellen 3 und 4 angegebenen Maximalwert nicht überschreiten. Diese Anforderungen gelten in der Regel bei einer Dosis oder Dosisleistung, die etwa 2/3 des Meßbereichsendwertes bei Analoganzeigen und destens einer Ziffernfolge von 400 bei Digitalanzeigen entspricht. *) Anmerkung: Der Beitrag der Umgebungsstrahlung kann in diesem Zusammenhang vernachlässigt werden. 4

5 Tabelle 3: Messgröße Variationskoeffizienten für Messungen hinter dem Phantom Messbereich Maximalwert des Variationskoeffizienten Dosis Dosisleistung K < 10,0 µgy K 10,0 µgy K & < 1,0 µgy/s K & 1,0 µgy/s 0,1667 (16 - K ) % * 1 % 1,111 (4,7-2 K & ) % ** 3 % l nach Herstellerangabe 1% * K in µgy ** K & in µgy/s Tabelle 4: Messgröße Variationskoeffizienten für Messungen vor dem Phantom und in der Mammographie Messbereich Maximalwert des Variationskoeffizienten Dosis Dosisleistung K < 1000 µgy K 1000 µgy K & < 100 µgy/s K & 100 µgy/s 0,1667 (16-0,01 K ) % * 1 % 1,111 (4,7-0,02 K & ) % ** 3 % Dosis-Längenprodukt K Dosis-Längenprodukt K l nach Herstellerangabe 1% * K in µgy ** K & in µgy/s 3.8 Wenn einem Dosimeter zur Kontrolle der Funktion und des Ansprechvermögens eine radioaktive Kontrollvorrichtung zugeordnet ist, die eine Bestrahlung des Dosimeters in definierter Geometrie gestattet und durch die ein bestimmter Meßwert reproduzierbar erzeugt wird (Kontrollanzeige bzw. Kontrollzeit), so müssen diese Kontrollmeßwerte bei konstanter Luftdichte mit einem Variationskoeffizienten von 3 % wiederholbar sein Die Halbwertszeit des Radionuklids einer Kontrollvorrichtung muß größer als 5 Jahre sein. In der Bedienungsanweisung müssen Angaben gemacht sein, die die Kontrollanzeige oder die Kontrollzeit für das jeweilige Datum mit einer Unsicherheit von weniger als 1 % zu ermitteln gestatten Bei offenen Ionisationskammern kann die radioaktive Kontrollvorrichtung dazu benutzt werden, die Dichtekorrektion für Luftdruck und Temperatur vorzunehmen. 3.9 Eine elektrische Kontrollvorrichtung, die die Simulation von Ionisationsströmen bzw. -ladungen gestattet, muß die Kontrolle aller Meßbereiche gestatten Bei mehrmaliger Wiederholung einer Messung mit einer elektrischen Kontrollvorrichtung muß die Anzeige bei sonst unveränderten Bedingungen mit einem Variationskoeffizienten von imal 3 % wiederholbar sein Eine elektrische Kontrollvorrichtung muß die Sollwerte für die Anzeigen in den einzelnen Meßbereichen mit einer Abweichung von nicht mehr als 2 % produzieren Homogenität des Ansprechvermögens von CT-Detektoren Ist der Maximalwert und der Minimalwert des Ansprechvermögens innerhalb des vom Hersteller angegebenen Nenngebrauchsbereiches für die Länge, so muß die Bedingung: 5

6 - + 0,03 erfüllt sein. 4. Referenzbedingungen bei der Eichung a) Röhrenspannung: Bezugsspannung b) Strahleneinfallsrichtung: Vorzugsrichtung c) Lage des Dosimeters bei der Ablesung: Normallage d) Dosis und Dosisleistung: Sie werden so festgelegt, daß der Meßwert bei einer Analoganzeige zwischen etwa 50 % und 100 % des Meßbereichsendwertes liegt oder destens einer Ziffernfolge von 400 bei Digitalanzeigen entspricht e) Betriebsspannung: Im Nenngebrauchsbereich f) Umgebungstemperatur: (20 + 2) C g) Druck der Außenluft: Im Nenngebrauchsbereich h) Rel. Luftfeuchte: 3 bis 7 i) Nulleffekt: Die Bestimmung des apparativen Nulleffektes (s. Nr. 3.5) ist Bestandteil der eichtechnischen Prüfung j) Dosimeterspezifische Einzelheiten für die Durchführung der eichtechnischen Prüfung enthält die Zulassung zur Eichung. 5. Beschreibung und Gebrauchsanweisung 5.1 Dem Antrag auf Zulassung der Bauart eines Dosimeters ist eine Beschreibung und eine Gebrauchsanweisung des Dosimeters in deutscher Sprache beizufügen. 5.2 Die Gebrauchsanweisung für ein zugelassenes Dosimeter ist Bestandteil der Zulassung und muß folgende Angaben enthalten: a) Beschreibung des Dosimeters, Typbezeichnung sowie Hersteller und Zulassungsinhaber b) Abmessung und Art der Ionisationskammer(n) c) Nenngebrauchsbereich für die Röhrenspannung/Strahlenqualität für jede Ionisationskammer d) Diagramm der Abhängigkeit des Korrektionsfaktors k von der Strahlenqualität e) Lage des Bezugsortes der Ionisationskammer f) Vorzugsrichtung für die Strahleneinfallsrichtung g) Größte zulässige Dosisleistung für jede Ionisationskammer h) Bei Flachkammern den Transmissionskoeffizienten des transparenten Teils der Ionisationskammer bei dem Bezugswert für Röhrenspannung und Filterung (s. Tabelle 1) i) Anzeige- und Meßbereiche in gesetzlichen Einheiten j) Nenngebrauchsbereich für den Luftdruck mit Fehlerangaben k) Nenngebrauchsbereich für die Temperatur mit Fehlerangaben (s. Nr ) l) Nenngebrauchsbereich für die Luftfeuchte mit Fehlerangaben (s. Nr ) m) Normallage und sonstige zulässige Lagen des Dosimeters bei Benutzung bzw. Ablesung n) Nenngebrauchsbereich für die Betriebsspannung mit Fehlerangaben o) Tabelle, Diagramm oder Formel für die Luftdichtekorrektion bei offenen Ionisationskammern p) Handhabung der radioaktiven Kontrollvorrichtung (falls erforderlich) q) Tabelle oder Formel für die Änderung der Kontrollanzeige oder der Kontrollzeit infolge der Aktivitätsabnahme des radioaktiven Präparates (falls erforderlich) r) Handhabung der elektrischen Kontrollvorrichtung (falls erforderlich) s) Hinweis auf den Einfluß der Rückstreuung von unterschiedlichen hinter der Kammer befindlichen Materialien. 6