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

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

2. 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.

3. 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

4. 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:

5. 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

6. 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]

7. 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

8. 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

9. 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)

10. una condizione meno stringente è: e dalla Burlin ora Dg=n Dw anche ora abbiamo l’indipendenza dal parametro d

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

12. 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. 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)

14. 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”

15. 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

16. 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. 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)

18. Dipendenza dall’energia

21. Modifica della dipendenza dall’energia Effetto fotoelettrico causa una sovrarisposta

22. 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