UNIVERSITÀ CATTOLICA
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UNIVERSITÀ CATTOLICA FACOLTA DI MEDICINA E CHIRURGIA “SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN FISICA SANITARIA” PowerPoint PPT Presentation


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UNIVERSITÀ CATTOLICA FACOLTA DI MEDICINA E CHIRURGIA “SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN FISICA SANITARIA”. Fondamenti di Dosimetria. Luca Grimaldi. Alberto Panese.

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UNIVERSITÀ CATTOLICA FACOLTA DI MEDICINA E CHIRURGIA “SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN FISICA SANITARIA”

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Presentation Transcript


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

UNIVERSITÀ CATTOLICAFACOLTA DI MEDICINA E CHIRURGIA “SCUOLA DI SPECIALIZZAZIONE IN FISICA SANITARIA”

Fondamenti di Dosimetria

Luca Grimaldi

Alberto Panese


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

La dosimetria ha a che fare con la misura della dose assorbita o il rateo di dose, che risultano dall’interazione 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.


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

V

r

t

g

W

  • 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 dall’energia del dosimetro


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

V

r

t

g

W

Dalla reading r otteniamo la Dg

e se stiamo in CPE (cioè V è piccolo e non perturba il campo di radiazioni) allora da B-G conosciamo Dw

e ci possiamo ricavare la fluenza:

dalla:


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

V

r

t

g

W

L’importanza delle CPE o TCPE:

in un altro mezzo di materiale X che rimpiazzi il dosimetro con la stesso campo di fluenza:

[1]

mezzo X


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

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 l’espressione [1]


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

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:

w  g

Se

allora la dose sarà:

w = g  x


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

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.

Cercare di rendere g simile a x è generalmente più difficile.

x


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

V

r

t

g

W

x

w  g

Per un dosimetro omogeneo

si ha

stessa

composizione atomica

Per un dosimetro omogeneo si ha una notevole semplificazione dell’espressione di Burlin (indipendenza dal parametro d)


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

una condizione meno stringente è:

e dalla Burlin

ora Dg=n Dw

anche ora abbiamo l’indipendenza dal parametro d


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

considerando due dosimetri con pareti w1 e w2 che contengano lo stesso gase che rispondano alle due condizioni precedenti:

da cui


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

w ≠ g e w  x

se d=1 (V sensibile molto piccolo)

se d  0 (V sensibile grande)

se 0 < d < 1

Burlin completa


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

V

r

t

g

W

Attenuazione per la radiazione

fattore moltiplicativo della reading per determinare la dose in acqua al centro del dosimetro (correzione per differenza di attenuazione)


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

Caratteristiche Generali dei Dosimetri

Assolutezza

Dosimetri Calorimetrici

Camere a Ionizzazione

Dosimetri Fricke (solfato ferroso)

misura diretta del calore

coeff. di conversione W

coeff. di conversione G

Precisione

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”


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

Dose Range

Dose sensitivity:

se costante risposta lineare

se non lineare curva di calibrazione

Limite inferiore:

tener conto del background

r = r0+rb

Limite superiore:

fondo scala


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

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


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

Stabilità

Prima dell’irragiamento:

  • Tener conto della:

  • Temperatura

  • Pressione

  • Umidità

  • Luce

Dopo l’irragiamento:

Tener conto degli stessi fattori di sopra per i dosimetri che conservano l’informazione (es.TLD, Gaf-chromic)


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

Dipendenza dall’energia


Universit cattolica facolta di medicina e chirurgia scuola di specializzazione in fisica sanitaria

Modifica della dipendenza dall’energia

Effetto fotoelettrico causa una sovrarisposta


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e-μt

100 KeV

fascio stretto

t

spessore per l’attenuazione

Maushart and Piesch 1967

es: a 40 KeV pratico dei fori in modo da riadeguare la risposta

potrei dover riadeguare lo spessore t

100 KeV

per avere un risposta adeguato nel range 40  100 keV


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