PTB baut Anlage zur Erzeugung gepulster Röntgenstrahlung auf, um Entwicklung sicherer elektronischer Dosimeter zu unterstützen

Besserer Strahlenschutz für schwangere Arzthelferinnen

19.05.2010 - Deutschland

Die frohe Botschaft einer Schwangerschaft hat für medizinisches Personal direkte Folgen in puncto Strahlenschutz: Mitarbeiterinnen, die beim Röntgen helfen, in der Nuklearmedizin oder der Strahlentherapie tätig sind, mussten bis vor kurzem zusätzlich zu den üblichen passiven Dosimetern auch elektronische Dosimeter tragen. Diese haben den Vorteil, dass die Dosiswerte direkt und jederzeit abgelesen werden können und nicht langwierig monatlich ermittelt werden müssen. Doch die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) hat festgestellt, dass viele elektronische Dosimeter bei gepulster Strahlung - die inzwischen in allen human-, zahn- und tiermedizinischen Röntgenanlagen verwendet wird - keine zuverlässigen Werte ermitteln. Nun dürfen elektronische Dosimeter in diesem Bereich nur noch stark eingeschränkt verwendet werden. Doch Alternativen sind rar und mancher Arzt kann seine Angestellte nicht mehr wie gewohnt einsetzen. Um die Entwicklung neuer und besserer Dosimeter zu unterstützen, hat die PTB eine Anlage zur Erzeugung gepulster Röntgenstrahlung aufgebaut. Mit ihr sollen neue Dosimetertypen kalibriert und auf ihre Eignung überprüft werden. Es ist weltweit die erste Anlage ihrer Art, bei der die physikalischen Parameter Röhrenstrom und -spannung, Pulslänge und Wiederholrate definiert eingestellt werden können.

Die bisher genutzte Messtechnik für den Strahlenschutz basiert auf Dosimetern, die für kontinuierliche Strahlung entwickelt und geprüft wurden. In den vergangenen Jahren hat sich jedoch in Medizin, Industrie und Forschung ein Wandel hin zu gepulsten Feldern vollzogen. Die von der PTB in enger Zusammenarbeit mit der Firma Siemens entwickelte Anlage wird erstmals ermöglichen, die Eignung von Dosimetern für Messungen in gepulsten Strahlungsfeldern zu prüfen. Die Anlage bietet die Möglichkeit, alle physikalischen Parameter des Strahlungspulses - Röhrenstrom und -spannung, Pulslänge und Wiederholrate - nahezu unabhängig voneinander einzustellen. Industrie und Forschung sind nun gefordert, neue elektronische Dosimeter und geeignete Prüfverfahren zu entwickeln, damit der Strahlenschutz auch in gepulsten Feldern ionisierender Strahlung sichergestellt werden kann.

In der neuen Anlage wird eine spezielle Drehanoden-Röntgenröhre eingesetzt. Der Röhrenstrom und damit die ionisierende Strahlung werden durch ein Gitter innerhalb der Röhre ein- und ausgeschaltet und die Hochspannung liegt währenddessen dauerhaft an, dies wird als Gitterpulsung bezeichnet. Hierdurch ist es möglich geworden, Strahlungspulse mit sehr kurzen Anstiegs- und Abfallzeiten im Bereich um 50 µs zu erzeugen. Die einstellbare Röhrenhochspannung liegt im Bereich von 40 kV bis 125 kV, der Röhrenstrom ist im Bereich von 0,5 mA bis 800 mA wählbar. Bei elektrischen Leistungen bis 4 kW ist ein Dauerbetrieb möglich, darüber nur Pulsbetrieb. Bei der maximal möglichen Leistung von 80 kW beträgt die maximale Pulslänge noch 300 ms. Die Möglichkeit, Dauerstrahlung zu erzeugen, ist für den Anschluss an die bisherigen Prüfanlagen und die Primärnormale der PTB notwendig. Die Pulswiederholrate kann bis zu 100 Hz betragen, wobei neben periodischen Pulsfolgen auch frei wählbare unperiodische Pulsabfolgen einstellbar sind.

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