Verwendung von Thermolumineszenz-Dosimetern für die Bestimmung niedriger Dosen

Ziel/Aim Neue Arbeits- und Messmethoden in der Nuklearmedizin und Radiologie sind stets auch mit Dosisbetrachtungen verbunden. Dazu sind Messungen mit kleinen Thermolumineszenzdosimetern (TLD) hilfreich, da man diese sehr flexibel positionieren kann. Ziel dieser Arbeit war es, solche TLDs auch für sehr niedrige Dosen nutzbar zu machen, in denen man sie aktuell nicht verwendet.

Methodik/Methods Es wurden hoch sensitive MCP-N (LiF:Mg,Cu,P) TLDs in Kombination mit einem TLDcube 400 Reader (Freiberg Instruments) eingesetzt. Als Kalibrierquellen dienten eine Mikrofokus-Röntgenröhre (Hamamatsu) sowie die Isotope Co-57 und Cs-137. Das Auslese-Signal des Systems wurde auf systematisches Energie- und Dosisabhängigkeit untersucht. Dieses Verhalten wurde in ein modifiziertes Fitting-Modell (mFM) integriert, welches systematische Änderungen zu niedrigen Dosen hin kompensiert.

Ergebnisse/Results Die Untersuchung der Systemantwort bei niedriger Exposition (<20µSv) zeigt in der Heizkurve des Auslesesystems mit abnehmender Dosis einen systematischen Shift des Lumineszenz-Peaks. Gleichzeitig tritt ein wesentlich langlebigeres Signal zunehmend in den Vordergrund. Dieses Signal setzt, ebenso wie der beobachtete Hauptpeak, an der letzten Stufe des Heizgradienten (160-240 Grad C) an, saturiert schnell (ca. 20s) und fällt weit hinter dem Hauptpeak wieder ab (ca. 200s). Das mFM koppelt die Amplitude des gemessenen Lumineszenz-Signals an deren Position auf der Heizkurve, das langlebige Signal wird durch eine Error-Funktion gefittet und subtrahiert. Im Ergebnis weist das mFM gegenüber der gängigen Flächenintegration nun eine lineare Dosisantwort auch bei Dosen <20 µSv auf. Auch der resultierende Fehler in der Dosisbestimmung reduziert sich deutlich, z.B. bei Dosen von 2µSv um den Faktor 5.

Schlussfolgerungen/Conclusions Die Bestimmung niedriger Dosen mittels TLDs wird durch ein geeignetes Fitting-Modell möglich. Das mFM liefert ein lineares Messverhalten bis zu wenigen µSv.

Publication History

Article published online:
08 April 2021