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Fondamenti di Dosimetria UNIVERSITÀ CATTOLICA FACOLTA DI MEDICINA E CHIRURGIA SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN FISICA SANITARIA Alberto PaneseLuca Grimaldi.

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1 Fondamenti di Dosimetria UNIVERSITÀ CATTOLICA FACOLTA DI MEDICINA E CHIRURGIA SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN FISICA SANITARIA Alberto PaneseLuca Grimaldi Fondamenti di Dosimetria

2 La dosimetria ha a che fare con la misura della dose assorbita o il rateo di dose, che risultano dallinterazione delle radiazioni ionizzanti con la materia. Un dosimetro può essere definito come un dispositivo in grado di fornire una risposta che è la misura della dose assorbita depositata nel suo volume sensibile.

3 Fondamenti di Dosimetria Un dosimetro può essere trattato in termini di teoria della cavità (gas, liquido o solido). Le pareti svolgono diverse funzioni: -sono sorgenti di e - che rilasciano dose in V e fanno in modo che ci siano CPE o TCPE -schermano V dalle particelle create fuori dalle pareti -proteggono V da eventuali danni meccanici, polvere, umidità, luce,… -fanno da contenitore al mezzo g (gas, liquido, polvere) -contengono filtri di radiazione che modificano la dipendenza dallenergia del dosimetro t r g V W

4 Fondamenti di Dosimetria t r g V W Dalla reading r otteniamo la D g e se stiamo in CPE (cioè V è piccolo e non perturba il campo di radiazioni) allora da B-G conosciamo D w e ci possiamo ricavare la fluenza: dalla:

5 Fondamenti di Dosimetria t r g V W in un altro mezzo di materiale X che rimpiazzi il dosimetro con la stesso campo di fluenza: Limportanza delle CPE o TCPE: [1] mezzo X

6 Fondamenti di Dosimetria per fotoni di energia h >1 MeV al posto delle CPE valgono le TPCE: bisogna valutare il rapporto: che fino a qualche decina di MeV il parametro è ~ 1 e non dipende dal numero atomico Z e possiamo usare ancora lespressione [1]

7 Fondamenti di Dosimetria Media Matching (accoppiamento di materiali) Il parametro più ovvio di confronto è la composizione atomica, ma anche la densità influenza il rapporto dei poteri frenanti. Se per irraggiamenti omogenei si ha: Se allora la dose sarà: w g w = g x

8 Fondamenti di Dosimetria La teoria della cavità è lo strumento che permette di confrontare i dosimetri al mezzo di interesse perché permette a w di differire da g. x Cercare di rendere g simile a x è generalmente più difficile.

9 Fondamenti di Dosimetria t r g V W x Per un dosimetro omogeneo si ha Per un dosimetro omogeneo si ha una notevole semplificazione dellespressione di Burlin (indipendenza dal parametro d) stessa composizione atomica w g

10 Fondamenti di Dosimetria una condizione meno stringente è: e dalla Burlin ora D g =n D w anche ora abbiamo lindipendenza dal parametro d

11 Fondamenti di Dosimetria considerando due dosimetri con pareti w 1 e w 2 che contengano lo stesso gas e che rispondano alle due condizioni precedenti: da cui

12 Fondamenti di Dosimetria w g e w x se d=1 (V sensibile molto piccolo) se d 0 (V sensibile grande) se 0 < d < 1 Burlin completa

13 Fondamenti di Dosimetria t r g V W Attenuazione per la radiazione fattore moltiplicativo della reading per determinare la dose in acqua al centro del dosimetro (correzione per differenza di attenuazione)

14 Fondamenti di Dosimetria Caratteristiche Generali dei Dosimetri Dosimetri Calorimetrici Camere a Ionizzazione Dosimetri Fricke (solfato ferroso) misura diretta del calore coeff. di conversione W coeff. di conversione G Precisione Assolutezza Capacità di fornire sempre le stesse risposte a parità di sollecitazione (generalmente espressa in σ) Accuratezza Capacità di misurare un valore uguale al valore vero

15 Fondamenti di Dosimetria Dose Range Dose sensitivity: se costante risposta lineare se non lineare curva di calibrazione Limite inferiore: r = r 0 +r b Limite superiore: fondo scala tener conto del background

16 Fondamenti di Dosimetria Dose-Rate Range Dosimetri a integrazione: normalmente non vi è un limite inferiore al dose rate limite superiore (es. ricombinazione ionica) Dose Rate Misuratore è conveniente che la lettura r sia a due eventi troppo vicini

17 Fondamenti di Dosimetria Stabilità Prima dellirragiamento: Tener conto della: Temperatura Pressione Umidità Luce Dopo lirragiamento: Tener conto degli stessi fattori di sopra per i dosimetri che conservano linformazione (es.TLD, Gaf-chromic)

18 Fondamenti di Dosimetria Dipendenza dallenergia

19 Fondamenti di Dosimetria

20

21 Modifica della dipendenza dallenergia Effetto fotoelettrico causa una sovrarisposta

22 Fondamenti di Dosimetria tspessore per lattenuazione fascio stretto es: a 40 KeV pratico dei fori in modo da riadeguare la risposta e-μte-μt 100 KeV potrei dover riadeguare lo spessore t per avere un risposta adeguato nel range keV Maushart and Piesch 1967


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