Dosimeter
Englisch: dosimeter
Definition
Ein Dosimeter ist ein Messgerät zur Erfassung von Dosismessgrößen bei Exposition gegenüber ionisierender Strahlung. Es dient insbesondere der Bestimmung der Personendosis oder Ortsdosis im Strahlenschutz.
Die zugrunde liegende Mess- und Auswertungsmethode wird als Dosimetrie bezeichnet.
Physikalischer Hintergrund
Dosimeter nutzen die Wechselwirkung ionisierender Strahlung mit Materie, insbesondere:
- Ionisation
- Anregung von Atomen und Molekülen
- Energieabsorption
Die dabei entstehenden messbaren physikalischen oder chemischen Veränderungen (z.B. Ladung, Lumineszenz, Schwärzung) sind proportional zur deponierten Strahlendosis.
Typische mit Dosimetern erfasste Messgrößen sind:
- Personendosis
- Ortsdosis
- Dosisleistung
Funktionsprinzip
Je nach Art der Signalverarbeitung und Anzeige unterscheidet man aktive von passiven Dosimeter.
Passive Dosimeter
Passive Dosimeter speichern die durch Strahlung verursachten Veränderungen und werden erst nach der Exposition ausgewertet.
- Thermolumineszenz-Dosimeter (TLD): Strahlung hebt Elektronen in metastabile Energieniveaus an. Beim späteren Erhitzen werden diese Elektronen freigesetzt und emittieren Licht, dessen Intensität proportional zur Dosis ist.
- Optisch stimuliertes Lumineszenz-Dosimeter (OSL): Ähnlich dem TLD, jedoch erfolgt die Freisetzung der gespeicherten Energie durch optische Stimulation (Licht) statt durch Erwärmung.
- Filmdosimeter: Photochemische Schwärzung eines Films durch Strahlung; die optische Dichte ist ein Maß für die absorbierte Dosis.
Passive Dosimeter liefern keine Echtzeitinformation, zeichnen jedoch die Dosis über längere Zeiträume mit hoher Genauigkeit auf und sind daher Standard in der Personendosimetrie.
Aktive Dosimeter
Aktive Dosimeter messen die Strahlung kontinuierlich und geben die Dosis in Echtzeit aus.
- Elektronischer Personendosimeter (EPD): Detektion der Strahlung über Ionisations- oder Halbleiterdetektoren; die erzeugten elektrischen Signale werden unmittelbar in Dosis und Dosisleistung umgerechnet.
Aktive Dosimeter ermöglichen eine direkte Anzeige der aktuellen Exposition und sind häufig mit Alarmfunktionen ausgestattet. Sie werden insbesondere bei Tätigkeiten mit erhöhter oder variabler Strahlenexposition eingesetzt.
Einsatzbereiche
Strahlenschutz
Der wichtigste Einsatzbereich von Dosimetern ist die Überwachung der individuellen Strahlenexposition von beruflich exponierten Personen. Hier dienen sie:
- der Erfassung der Personendosis
- der Kontrolle von Dosisgrenzwerten
- der Dokumentation der Exposition
Dies betrifft insbesondere Tätigkeiten in Radiologie, Nuklearmedizin, Strahlentherapie sowie in industriellen und kerntechnischen Bereichen.
Bei Patienten erfolgt die Dosisbestimmung dagegen in der Regel nicht mit Dosimetern, sondern über gerätespezifische Parameter wie CTDI oder Dosisflächenprodukt.
Medizinisch-technische Anwendungen
Neben der Personendosimetrie werden Dosimeter in der Medizin zur physikalisch-technischen Kontrolle von Strahlungsfeldern eingesetzt. Anwendungen sind:
- Messung von Streustrahlung in Untersuchungs- und Interventionsräumen
- Überprüfung und Kalibrierung von Röntgengeräten und Bestrahlungsanlagen
- Qualitätssicherung in der Radiologie und Strahlentherapie
Dabei werden vor allem Ortsdosis und Dosisleistung bestimmt.
Umweltüberwachung
Dosimeter werden zur Erfassung der natürlichen Hintergrundstrahlung und zur Überwachung möglicher Kontaminationen eingesetzt. Sie ermöglichen die Beurteilung der Strahlenexposition der Bevölkerung und dienen der Früherkennung erhöhter Strahlenbelastungen.
Forschung und Industrie
In Forschung und industriellen Anwendungen werden Dosimeter zur Charakterisierung von Strahlungsfeldern und zur Prozesskontrolle eingesetzt, z.B.:
- Materialprüfung
- Strahlenquellen-Charakterisierung
- experimentelle Dosimetrie
