Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 1/ 22

Monitorizarea dozimetrică individuală a personalului expus

profesional la radiaţii ionizante din laboratorul de radiologie

Mircea Valentin ParaschivaS.C. DOZIMED S.R.LOrganism Dozimetric Acreditat

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 2/ 22

1. Dozimetre individuale

2. Sisteme dozimetrice uzuale: - dozimetre fotografice- dozimetre termoluminescente- dozimetre electronice individuale

5. Despre European Radiation Dosimetry Group (EURADOS):• Prezentare• Proiecte• Rezultate

4. Condiţii de utilizare a dozimetrelor pentru monitorizare dozimetrică individuală

3. Avantaje şi dezavantaje ale diverselor dozimetre individuale

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 3/ 22

Dozimetre individuale

Dozimetrul fotografic

Dozimetrul termoluminescent

Dozimetrul electronic individual

Folosit pentru determinarea dozelor de radiaţii beta, X şi gamma(energii între 35 keV şi 1,5 MeV)

Folosit pentru determinarea dozelor de radiaţii beta, neutroni, X şigamma (energii între 25 keV şi 7 MeV)

Folosit pentru determinarea dozelor de radiaţii beta, X şi gamma(energii între 15 keV şi 10 MeV)

Folosit pentru evaluarea dozelor la nivelul întregului organism.Mărimi evaluate: Hp(10)

Folosit pentru evaluarea dozelor la nivelul întregului organism şi lanivelul pielii.Mărimi evaluate: Hp(10), Hp(0,07)

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 4/ 22

Dozimetrul fotografic (sistemul dozimetric cu film)

Dozimetrele fotografice sunt dozimetrele cele mai utilizate în dozimetria individuală, în principal datorită costurilor reduse.Dozimetrul fotografic este alcătuit dintr-un film şi o casetă dozimetrică. Filmul conţinedouă pelicule de sensibilităţi diferite, pentru acoperirea unui interval larg de măsurare(până la 1Sv). Caseta dozimetrică conţine filtre metalice de absorbţie din diferitemateriale (Al, Cu, Pb).

Dependenţa de doză a răspunsului dozimetric. Curba de calibrare la energia de referinţă a Cs-137

Răspunsul dozimetrului fotografic ca urmare a expunerii la radiaţii este dat demărimea numită densitate optică de înnegrire.

0,1mSv 0,5mSv 1,0mSv 1,5mSv 2,0mSv 2,5mSv

Filme dozimetrice iradiate la Cs-137 (661 keV)

Curba de calibrare la energia de referinţă

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 5/ 22

Deoarece radiaţia ionizantă este atenuată diferit la trecerea prin filtrelecasetei, înnegrirea filmului sub aceste filtre este diferită.Pentru evaluarea dozei, se determină energia medie de iradiere din raportuldensităţilor optice de înnegrire sub filtre diferite.Densitatea optică de înnegrire a filmului conduce la o valoare aparentă a dozeirezultată din curba de calibrare la energia de referinţă a Cs-137. Doza aparentă secorectează cu un factor corespunzător energiei medii de iradiere.

Incidenţă normală Iradiere la ± 30°Expunere unică

Filme contaminate

Evaluarea dozelor folosind dozimetrul fotografic

EXEMPLE DE FILME IRADIATE

Iradiere la ± 45°

Dozimetrul fotografic (sistemul dozimetric cu film) – cont.

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 6/ 22

Avantaje:

analiza multiplă a filmului obţinerea unor informaţii de interesprivind expunerea (expunereunică, unghiul de iradiere, energiamedie, posibila contaminare afilmului, etc.) acurateţe bună a rezultatelor preţ redus

Dozimetrul fotografic (sistemul dozimetric cu film) – cont.

Limita minimă de detecţie: 0,10 mSv (pentru energia de referinţă a Cs-137)

Dozimetrul fotografic, deşi are o limită de detecţie destul de ridicată este un sistemdozimetric cu care se pot obţine rezultate foarte bune dacă sunt analizate şievaluate mărimile de influenţă care au efecte semnificative asupra rezultatelor

Dezavantaje:

limită de detecţie destul de ridicată dependenţă puternică de energia medie de iradiere sensibil la umiditate crescută şitemperaturi ridicate

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 7/ 22

• dozimetru integrator• dependenţă slabă a răspunsului detectorului de energia la care a fost iradiat,• posibilitatea măsurării unor doze mici (limită minimă de detecţie semnificativ

redusă faţă de filmul dozimetric).

La ora actuală, în majoritatea ţărilor UE, pentru monitorizarea dozimetricăindividuală sunt folosite dozimetre termoluminescente, datorită avantajelor pecare acestea le prezintă comparativ cu dozimetrul fotografic.

Detectori termoluminiscenţi şi cititor Harshaw 4500

Dozimetrul termoluminescent

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 8/ 22

Dozimetrul TL Harshaw este alcătuit dintr-o cartelă de aluminiu ce conţine cristaletermoluminescente de LiF şi o casetă cu diverse filtre. Cristalele termoluminescentefolosite pot fi: LiF:Mg, Cu, P; LiF:Mg, Ti, sau detectori în pereche: 6LiF:Mg,Ti şi 7LiF:Mg,Ti –pentru evaluarea dozelor datorate neutronilor.

Dozimetrul termoluminescent – cont.

Mărimi determinate: Hp(10): doza la nivelul întregului organismHp(0,07): doza la nivelul pieliiHp(3): doza la nivelul cristalinului

Pentru toate aceste mărimi, legislaţia în vigoare (NFSR) prevede limite de doză anuale:- 20 mSv - doza la nivelul întregului organism,- 500 mSv - doza la nivelul pielii- 150 mSv - doza la nivelul cristalinului

Principiul metodeiFenomenul de termoluminescenţă constă în popularea, prin iradiere cu radiaţii ionizante a unorcentre active şi depopularea lor ulterioară, prin încălzire, ocazie cu care energia acumulată încristal este eliberată sub formă de radiaţii luminoase. Energia de activare este deci energiaradiaţiilor ionizante, iar cea de stimulare este energia termică. Centrele active sunt stabile latemperatura mediului ambiant şi se conservă până la încălzirea materialului.

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 9/ 22

0

4000

8000

12000

16000

0 2 4 6

Doza de iradiere a dozimetrelor termoluminescente (mSv)

Rãsp

unsu

l det

ecto

rului

(nC)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

53 68 83 98 113

127

143

157

172

187

202

217

231

247

261

276

290

302

302

302

302

302

302

Liniaritatea răspunsului TL cu doza de iradiere Dependenţa semnalului TL de doza

Dependenţa de doză a răspunsului dozimetric

Dozimetrul termoluminescent – cont.

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 10/ 22

Determinări efectuate cu dozimetrele termoluminescente:

Dozimetria radiaţiilor X şi gamma

Dozimetru de tip albedoTip detector: TLD - 600 (6LiF:Mg,Ti) şi TLD -700 (7LiF:Mg,Ti)Tipul radiaţiilor detectate: fotoni şi neutroni Mărimea raportată: Hp(10) Domeniul de măsură: 0,1 mSv – 10 Sv Domeniul de energie pentru fotoni: 25 keV – 7 MeV Domeniul de energie pentru neutroni: 0.025 eV – 7 MeV Unghiul de incidenţă: ± 60°Evaluarea dozei echivalente prin algoritmi de calcul

Tip detector: TLD - 700 (7LiF:Mg,Ti) / TLD - 100 (LiF:Mg,Ti)Limită de detecţie foarte scăzută, de până la 10 μSv. Dependenţă energetică scăzută. Dozimetrul este realizat din materiale echivalent ţesut Evaluarea dozei echivalente cu ajutorul unor algoritmi de calcul Mărimi raportate: Hp(10), Hp(0,07), Hp(3) Domeniul de măsură: 0,01 mSv – 10 Sv Domeniul de energie pentru fotoni: 25 keV – 7 MeV Unghiul de incidenţă: ± 60°

Dozimetria neutronilor

Dozimetrul termoluminescent – cont.

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 11/ 22

Dozimetrie la extremităţi

Doze ambientale

Tip detector: 1 TLD – 100 (LiF: Mg, Ti) Două sisteme de purtare, inel sau deget de mănuşă Se poate utiliza sub mănuşile chirurgicale Poate fi dezinfectat (alcool, gaz)

Tip detector: TLD 700H (7LiF:Mg, Cu, P)Limită de detecţie foarte scăzută, de până la 1 μSv. Dependenţă energetică scăzută. Dozimetrul este realizat din materiale echivalent ţesut Evaluarea dozei echivalente cu ajutorul unor algoritmi de calcul

Dozimetrul termoluminescent – cont.

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 12/ 22

Dozimetru electronic individual

Dispozitive electronice sofisticate, sensibile la radiaţii X, gamma şi beta.

• gama, X - 15 keV la 10 MeV• Beta - 250 keV la 1,5 MeV (energie medie)

Afişare în timp real

Avertizare sonoră la depăşirea limitelor prestabilite

Determinări posibile:- Echivalent de doză penetrantă - Hp(10)- Echivalent de doză superficială - Hp(0,07)- Debite de echivalent de doză

Nu răspund bine în câmpuri pulsatorii sau complexe.

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 13/ 22

Avantaje şi dezavantaje ale diverselor dozimetre individualeFILM TLD EPD

LMD 0,1 mSv 0,01 mSv 0,001 mSv

Domeniu de energii 35 keV – 1,3 MeV 25 keV – 7 MeV X, ɤ - 15 keV la 10 MeVβ - 250 keV la 1,5 MeV

Radiaţii detectate Β, X, ɤ Β, X, ɤ, n Β, X, ɤ

Domeniu de doze 0,1 mSv – 1 Sv 0,01 mSv – 10 Sv 0,01 mSv – 10 Sv

Dependenţă energeticăFoarte pronunţată

(2000% pentru energii joase)

± 40 % ± 50 %

Dimensiuni 52,5 x 41,5 x 7,9 mm 68 x 42 x 10 mm (whole body) 85 x 63 x 19 mm

Greutate 16 g 24 g 95 g

Reutilizare NU DA DA

Preţ Mic Mediu Mare

Interpretări multiple Analize repetate Reanalizare curbe de strălucire

-

Răspuns în câmpuri pulsatorii DA DA NU

Disponibilitatea rezultatelor 10 - 15 zile 10 - 15 zile În timp real

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 14/ 22

Condiţii de utilizare a dispozitivelor de monitorizare dozimetrică individuală

Purtarea dozimetrului este obligatorie pe toată durata programului de lucru a personalului expus profesional, monitorizat dozimetric.

Monitorizarea dozimetrică individuală:Purtare•În zona pieptului•sub sortul de protectie (Se pot purta două dozimetre, unul peste şorţ, unul sub şorţ);•În cazul filmelor, acestea se poartă obligatoriu în caseta fotodozimetrică;•Pentru EPD: baterie, pornitPăstrare•în exteriorul incintei nucleare•temperaturi sub 240C şi umiditate sub 60%,•Cu asigurarea integrităţii fizice a dozimetrului

Monitorizarea la extremităţi:•dozimetrul de tip inel se poarta pe acelasi deget, pe toata perioada desfăşurării de activităţi în câmp de radiaţii.•temperaturi sub 240C şi umiditate sub 60%, în exteriorul incintei nucleare.•integritatea fizică a dozimetrului

Monitorizarea mediului de lucru:•dozimetrele se plaseaza in punctele de masura, ferit de şocuri termice, mecanice, etc. Dozimetrele raman plasatein punctele de masura pe toata perioada pe care trebuie efectuata monitorizarea.

În cazul pierderii sau deteriorării dozimetrului personal utilizat, responsabilul cu securitatea radiologică, împreună cuexpertul acreditat, vor face investigaţiile necesare pentru a stabili cauzele şi vor atribui doza pentru persoanaposesoare a dozimetrului. Se va comunica organismului dozimetric acreditat şi C.N.C.A.N. pierderea sau deteriorareadozimetrului, inclusiv cauzele şi valorile de doză alocate. (cf. NDI)

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 15/ 22

European Radiation Dosimetry Group e. V

www.eurados.orgOrganizaţie formata din peste 50 de instituţii din Uniunea Europeană, Elveţia, Europa Centrală şi deEst

- Are drept scop promovarea cercetării, dezvoltării şi cooperării în domeniul dozimetriei radiaţiilorionizante

- Organizatia are in acest moment 57 membri cu drept de vot - laboratoare europene implicatein dozimetria radiatiilor ionizante si circa 200 membri asociati - cercetatori europeni din acestdomeniu

Structură:• WG2 – Harmonisation of individual monitoring• WG3 – Environmental dosimetry• WG6 – Computational dosimetry• WG7 – Internal dosimetry• WG9 – Radiation protection dosimetry in medicine• WG10 – Retrospective dosimetry• WG11 – High energy radiation fields• WG12 – European Medical ALARA Network

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 16/ 22

European Radiation Dosimetry Group e. V

www.eurados.org

Proiecte:

ORAMED, Optimization of RAdiation protection for MEDical staff

TREN/07/NUCL/S07.70121

Organizarea de exerciţii de intercomparare

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 17/ 22

ORAMED, Optimization of RAdiation protection for MEDical staff - proiect finanţat începând cu anul 2008 în cadrul

Programului Cadru 7 EURATOM al Uniunii Europene.

Scopul proiectului ORAMED este dezvoltarea de metodologii pentru o mai bunăevaluare şi o reducere a expunerii personalului medical ca urmare a procedurilor ce potconduce la doze mari în câmpuri complexe de radiaţii, cum ar fi medicinaintervenţională sau medicina nucleară.

La proiect au participat 12 parteneri din 9 state europene, incluzând intituţii decercetare, laboratoare de metrologie, organisme de reglementare, spitale şiproducători de echipamente.

Rezultatele sunt de interes pentru persoanele expuse profesional ce activează îndomeniile medicale mai sus menţionate. Rezultatele sunt accesibile şi pot fi obţinute depe pagina de internet a proiectului: http://www.oramed-fp7.eu

De exemplu:-pentru persoanele care desfăşoară activităţi în laboratoarele de Medicină Nucleară valoarea maximadmisă este frecvent depăşită. Valoarea dozelor înregistrate la extremităţi depinde de radionucliziiutilizaţi (Tc-99m, F-18, Y-90), de tipul de procedură, experienţa persoanei implicate, măsurile deprotecţie existente etc. În urma evaluărilor sistematice de doză la ambele mâini a reieşit căvaloarea maximă de doză se înregistrează la indexul mâinii nedominante („non-dominanthand”), datorită geometriei de expunere.-Analiza mai multor tipuri de dozimetre electronice individuale a arătat că aceste nu răspund bine încâmpuri pulsatorii sau complexe (cum sunt cele din medicina intervenţională, medicina nucleară).

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 18/ 22

Proiect TREN/07/NUCL/S07.70121 al EC-DG TREN la care au colaborat experţi ai European Radiation Dosimetry Group (EURADOS) şi Greek Atomic Energy

Commission (GAEC).

Recomandări tehnice privind expunerea profesională la radiaţii ionizante, EC –RP No.160:-cerinţe care împletesc în mod unitar şi armonios cerinţele impuse de Directiva96/29/Euratom [2], publicaţiile ICRP [3], rapoartele ICRU [4,5] relevante pentrudozimetria individuală şi documentele tehnice şi ghidurile IAEA (Basic SafetyStandards) [6].

Scopul este acela de a conduce la îmbunătăţirea practicilor şi armonizareaprocedurilor în domeniul dozimetriei individuale, pentru recunoaşterea mutuală aorganismelor dozimetrice acreditate din Europa.

Acest aspect este foarte important şi de mare actualitate. Înregistrările cu privire larezultatele monitorizării dozimetrice ale unei persoane expuse profesional trebuiesă poată fi recunoscute şi introduse în registrele naţionale de doză ale statelormembre unde persoana expusă profesional optează să îşi desfăşoare activitatea.

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 19/ 22

Comparaţia dintre rezultatele globale înregistrate la cele două exerciţii menţionate mai sus arată clar efectele beneficeasupra participanţilor. Astfel, dacă în anul 2008, sistemul dozimetric cu film prezenta 25% outlieri, în anul 2010 acelaşisistem înregistra doar 8% astfel de valori. Pentru sistemele TLD nu s-au observat modificări semnificative între cele douăexerciţii (4% în 2008, respectiv 5% în 2010).Numărul dozimetrelor cu care s-a participat la exerciţiile de intercomparare a rămas constant în 2008 şi 2010: 24 dozimetreiradiate şi 2 dozimetre de background. Pentru aceeaşi valoare a dozei echivalente, au fost iradiate minim douădozimetre, pentru verificarea stabilităţii sistemului dozimetric.

INTERCOMPARĂRI 2008 şi 2010 – cont. Pentru îndeplinirea obiectivelor recomandărilor tehnice mai sus-menţionate, EURADOSorganizează periodic exerciţii de intercomparare la care participă laboratoarele de dozimetrieindividuală din Europa. În anii 2008 şi 2010 au fost organizate exerciţii de intercompararepentru dozimetria la nivelul întregului organism iar în 2009 a avut loc un exerciţiu deintercomparare pentru extremităţi.Participarea la exerciţii de intercomparare este de asemenea o cerinţă a standardului SR ENISO/CEI 17025:2005 pentru determinarea performanţelor metodei şi o tehnică utilă pentruvalidarea metodelor folosite de laborator.

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 20/ 22

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

0.10 1.00 10.00 100.00 1000.00

Hp(10) (mSv)

TLD Film

Lower limit Upper limit

INTERCOMPARĂRI 2008 şi 2010 – cont.

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 21/ 22

BIBLIOGRAFIE

1. EC-RP no. 106 – Technical Recommendations for Monitoring Individuals Occupationaly Exposed to ExternalRadiations, European Commission, Directorate – General for Energy and Transport, Directorate H – Nuclear Energy, UnitH.4 – Radiation Protection, 2009.

2. Concil Directive 96/29/Euratom of 13 May 1996 laying down basic safety standards for the protection of the health ofworkers and the general public against the dangers arising from ionizing radiation

3. The 2007 Recommendations of the Internatinal Commission on Radiological Protection, ICRP Publication 103, 20074. International Commission On Radiation Units And Measurements, Measurement of Dose Equivalents Resulting from

External Photon and Electron Radiations, Report No. 47, ICRU, Bethesda, MD (1992).5. International Commission On Radiation Units And Measurements, Quantities and Units in Radiation Protection

Dosimetry, Report No. 51, ICRU, Bethesda, MD (1993).6. Assessment of Occupational Exposure Due to External Sources of Radiation IAEA SAFETY STANDARDS SERIES No.

RS-G-1.3, 19997. SO 1757 : 1996(E), Personal Photographic Dosemeters8. SI CEI/IEC 61066 : 2006 – Thermoluminescence dosimetry systems for personal and environmental monitoring9. Photon irradiations at the BEV for the EURADOS whole body dosemeter intercomparison 2010, Seibersdorf

Laboratories, EURADOS Annual Meeting, Prague, february 2011.10. Intercomparison of Personal Dose Equivalent Measurement by Active Personal Dosimeters – Final Report of a joint IAEA

– EURADOS Project11. Clairand I. et al – Active personal dosemeters in interventional Radiology: tests in laboratory conditions and in

hospitals, Rad. Prot. Dosim. (doi:10, 1093/rpd/ncp556, 2010, pp1-6)12. http://www.eurados.org/13. http://www.oramed-fp7.eu14. Normele Fundamentale de Securitate Radiologica (NSR-01), aprobate prin Ordinul CNCAN nr. 14 din 24 ianuarie 2000 si

publicate în Monitorul Oficial al României nr. 404 bis din 29 august 200015. Norme de dozimetrie individuala (NSR-06), aprobate prin ordinul nr. 180/05.09.2002 al presedintelui CNCAN si publicate

in Monitorul Oficial, Partea I nr. 769 bis din 22 octombrie 200216. Margareta Cheresteş, Detectori de radiaţii utilizaţi în dozimetria individuală, Bucureşti, 2011 – teză de doctorat

Iaşi, 12 – 16 septembrie 2011 Curs de Educaţie Profesională Continuă în Fizica Radiologiei de Diagnostic şi Intervenţională 22/ 22

MULŢUMESC PENTRU ATENŢIE!

ÎNTREBARI?

office@dozimed.rovalentin.paraschiva@dozimed.ro

www.dozimed.ro