4 курс / Лучевая диагностика / Физичеческие,_технич_и_некоторые_радиобиологические_и_мед_аспекты

применительно к терапевтическим источникам, обеспечивает абсолютные измерения МПД бета-излучения, как показали и сличения с государственным эталоном, с погрешностью 5—7 % при той же доверительной вероятности.

Для исследования и аттестации источников используют и другие методы дозиметрии — сцинтилляционный, термолюминесцентный, химический и пр., которыепозволяютпроводитьотносительныеизмеренияразнообразныхтипов источников с погрешностями 5—15 %. Дозные поля изучают на конфигурационных гетерогенных фантомах отдельных частей (органов) человека.

ДлякалибровкиисточниковпоМПДотносительнымметодомиопределения некоторых других характеристик источники, например, степени неравно-мер- ности распределения МПД по рабочей поверхности источников, применяется специальная установка с сцинтилляционными качающимися детекторами — СКД. Это же устройство служит компаратором при передаче единиц МПД от образцовых мер к аттестуемым источникам. При этом погрешность определения МПД при аттестации источников составляет 7—12 %. В качестве образцовых мер используются плоские источники бета-излучения, изготовленные по той же техно-логии, что и поверяемые. В настоящее время для этой цели создается специальный набор образцовых дозиметрических источников бета-из- лучения (ОДИБИ) с разными радионуклидами.

Основным радиационным параметром ОДИБИ является МПД бета-излуче- ния на поверхности источника, находящегося в контакте с тканеэквивалентным веществом. Одновременно ОДИБИ характеризуются определенным для конкретного бета-спектра слоем половинного ослабления МД в тканеэквивалентном материале.

Указанные выше аппаратура, устройства, источники составляют основу метрологической поверочной схемы для средств аттестации терапевтических источников бета-излучения. Рабочим эталоном единиц ПД МПД бета-излуче- ния в этой схеме служит установка ЭК-2 (ВЭТ—9—84).

Установка с воздушной экстраполяционной ионизационной камерой ЭК-2 предназначена для измерений МПД бета-излучения в материале, эквивалентном мягкой биологической ткани, от плоских закрытых источников бета-из-лучения. Измерительные электроды изготовлены на покрытых графитом цилиндрических блоках из плексигласа диаметром 50 и высотой 20 мм. Площади их равны 0,122,0.783и7,92см2.Потенциальныйэлектродвыполненизалюминированной териленовой пленки толщиной около 1 мг/см2. Конструкция камеры позволяет проводить измерения ионизационного тока при расстояниях между электродами 0,1—0.5 мм и больше, при необходимости до 15 мм. Ионный ток камеры измеряется электроизмерительным устройством, собранным по схеме Таунсенда. Установка позволяет измерять МПД от источников площадью 0,25—144 см2 как непосредственно у поверхности источников, так и на расстоянии до 300 мм от нее. Диапазон измеряемых ионизационных токов составляет 10-14—10-3А. Токи утечки камеры не превышают 10-13 А. Среднее квадратическое отклонение результата определения отношения значения тока в камере к ее глубине не пре-

70

Сигнальный экземпляр

вышает 0,2—2 % неисключённый остаток систематической погрешности не более 3 %.

Установка с сцинтилляционными детекторами СКД предназначена для относительных измерений МПД бета-излучения в материале, эквивалентном биологической ткани. Дозиметр имеет две сменные головки для измерений с плоскими источниками и источниками, имеющими форму сферических сегментов. Детекторы из сцинтиллирующей пластмассы на основе полистирола представляют собой шайбы диаметром 2,6 и толщиной 1,2 мм и диаметром 10 и толщиной 1 мм. Они имеют оптический контакт с фотоумножителем ФЭУ127, работающим в токовом режиме. Держатель с детектором можно наклонять на угол до 50° от вертикали; максимальный радиус качания равен 40 мм. Диапазон значений фотонов 10-5— —10-9 А. Установка позволяет измерять МПД в диапазоне

1,4 *10-4—1.0 *10-1 Гр/с при граничных энергиях бета-излучения

0,1—3,5 МэВ.

Выводы.

1.Выбраны основные и дополнительные радиационно-физические характеристики, исследуемые и контролируемые при создании и аттестации терапевтических бета-источников.

2.Определены основы метрологической поверочной схемы для средств аттестации указанных источников.

3.Созданыдозиметрическиеприборыиустройствадляабсолютныхиотносительных измерений МПД, создаваемых бета-источниками.

4.Установленытребованияксозданиюобразцовыхдозиметрическихисточников бета-излучения.

71

МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ИБФ МЗ СССР, ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО−ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗТИБИ

72

Сигнальный экземпляр

73

2. Установка с ионизационной воздушной экстраполяционной камерой

Для измерения мощности дозы бета-излучения в тканеэквивалентных органах от дискретных источников была сконструирована, построена и отлажена установка с ионизационной плоско-параллельной экстраполяционной камерой ЭК-2.

Рис. 3. Установка с ионизационной воздушной экстраполяционной камерой

Установка состоит из камеры, электроизмерительного блока, блока питания и устройства для подачи радиоизотопных источников.

Ионизационная экстраполяционная камера сконструирована следующим образом.

Рабочий объем камеры заключен между собирающим электродом камеры и высоковольтным электродом.

74

Сигнальный экземпляр

Рис.4. Схема экстраполяционной камеры

75

верхности с собирающими зонами и боковые поверхности электродов для создания проводящего слоя покрыты графитом. Раствор, приготовленный из одной части по объему графита в виде порошка, трех частей этилацетатат и одной – этилового спирта наносился на электроды тонким слоем. После сушки при комнатной температуре графит стирали тампоном из ваты, смоченной этиловым спиртом. Эту процедуру повторяли несколько раз до получения полупрозрачного слоя, который уже не стирался тампоном, и удалить который можно было только соскабливая его вместе с материалом основы. Поверхностное сопротивление обработанных таким образом электродов равнялось 3 ком. На торцевой поверхности электрода затем была нанесена узкая и неглубокая кольцевая канавка. Внутренняя часть образовавшегося круга представляет собой собирающую зону. Внешняя часть поверхности служит охранным кольцом. Электрический контакт собирающей зоны с измерительной схемой осуществляется через графитовый стержень из карандаша диаметром 2 мм.

Таким образом были изготовлены четыре собирающих электрода различного диаметра. В таблице «Э» приведены некоторые данные по этим электродам.

Диаметры собирающих электродов и ширина разделительной канавки измерялась на микроскопе типа МИР-2. В таблице приведены средние значения по 10 измерениям и соответствующие им среднеквадратичные ошибки.

76

Сигнальный экземпляр

Некоторые технические характеристики собирающих электродов

Блок с собирающим электродом крепится к латунному кольцу (27) с помощью трех болтов. Параллельность кольца (27) составляет 10-20 микрон на 58 мм. В крепежное кольцо (27) ввинчиваются три латунных стержня (28), задача которых с одной стороны фиксировать собирающий электрод в определенном положении, и с другой стороны служить приспособлением, с помощью которого электроды можно было бы легко вынимать из их гнезд при замене.

Латунное хромированное кольцо (16) прижимает териленовую пленку с напыленным на нее с внутренней стороны слоем алюминия, териленовой пленки. Полная толщина пленки равна 0,9 мг/см2. Специальное приспособление позволяет сильно натягивать пленку так, чтобы на ней не было морщин.

Рабочий объем камеры заключен между териленовой пленкой, служащей высоковольтным и собирающим электродом.

Межэлектродное расстояние меняется путем перемещения фланца (32) по резьбовой втулке (30) с шагом 0,5 мм. С внешней стороны втулки по кругу нанесены 100 делений, поворот на одно деление соответствует изменению межэлектронногорасстоянияна5микрон.Наотсчетнойвтулке(31)нанесеныметки со шкалой, относительно которой производится учет числа оборотов. Грубое

77

измерение глубины камеры производится с помощью индикатора типа КИ-10 (35) по числу оборотов.

При измерениях поглощенной дозы источник излучения помещается на предметный столик (17) из плексигласа, который с помощью подъемного устройства (20) от оптического микроскопа с контролируемым перемещением 2µ может перемещаться по вертикали в пределах нескольких сантиметров. В определенном положении стол отделяется от подъемного устройства (24) и крепится к камере.

При приближении широкого плоского источника к камере ток растет, достигая максимального значения при контакте с пленкой входного окна камеры. При дальнейшем продвижении источника, пленка входного окна может прогнуться, рабочий объем – уменьшиться и, как результат, уменьшится и ток камеры. На рисунке ниже приведены графики, иллюстрирующие зависимость тока от расположения источника по отношению к высоковольтному электроду.

ГРАФИКИ

Рис. 6. Зависимость тока в камере от расположения источника по отношению к высоковольтному электроду. Металлический источник с 90Sr+90Y, величина зазора в камере – 1 мм.

78

Сигнальный экземпляр

Рис. 7. Зависимость тока в камере от расположения источника

по отношению к высоковольтному электроду. Гибкий аппликатор с 147 Pm, величина зазора в камере – 1,25 мм.

На приведенных графиках отчетливо вырисовывается максимум в величине ионизационныхтоков,соответствующиеминимальномурасстояниюмеждуисточником и высоковольтным электродом. По положению максимума и определяется момент,когдаисточникоказываетсявконтактесэлектродом.Обычномоментконтакта,определенныйвизуально,совпадаетсустановленнойпомаксимумукривой.

Измерение тока камеры производится компенсационным методом по Таунсенду. В качестве индикатора используется электрометр СТ-1М. четыре емкости типа ПО и ПСО расположены в специальном отсеке с латунными стенками. Все подключения выполнены через разъем типа БР-74 и кабель в полиэтиленовой оплетке. Значения величин емкостей измерены в поверочной радиотехнической лаборатории Комитета Стандартов и равны: С1=47,83 пкф, С2=145,5 пкф, С3=641,5 пкф и 1549 пкф. Погрешность измерений не более 0,1%.

Напряжение, подаваемое на емкость, измеряется потенциометром (класс точности 0,015).

Измерение мощности дозы с помощью экстраполяционной камеры сводится к измерению зависимости ионизационного тока I от величины h межэлектродного расстояния. Нуль от отсчетной втулке, т.е. глубина камеры h=0, определялся следующим образом. Сначала измеряли зависимость I=ʄ(h) в пучке электронов на выходе из коллиматора с источником 90Y. Диаметр коллиматора = 10 мм, диска – 50 мм. В этом случае пучок электронов практически не ослаблялся на расстоянии 1-1,5 мм в полиэтилене. Тем самым, использование экстраполяционнойкамерывэтихусловиях(ипривысотезазоравкамереh≤1-

79