A Method of determination of ambient quality factor of fast neutrons in mixed radiation fields using advanced recombination methods

• Authors: Mieczysław Zielczyński , Natalia Golnik , Michał Gryziński
• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

The paper presents a method for determination of ambient quality factor for fast neutrons, Qn*(10), in mixed radiation fields with unknown neutron energy spectrum of limited energy range. The method uses a correlation between the Qn*(10) values, calculated by Monte-Carlo method for monoenergetic neutrons, with parameters of saturation curves of the recombination chamber, determined experimentally in the fields of monoenergetic neutrons and accompanying gamma radiation. In such a way, a number of discrepancies can be omitted, among them those associated with limited conformity between radiation quality factor and parameters of initial recombination of ions, as well as between construction of the recombination chamber and ICRU sphere, for which the quantities H*(10) and Q*(10) were defined.

PL

Przedstawiono sposób wyznaczania przestrzennego współczynnika jakości neutronów prędkich, Qn*(10), w polu promieniowania mieszanego o nieznanym, lecz ograniczonym, widmie energii neutronów. W tym sposobie wykorzystuje się korelacje między wartościami Qn*(10), obliczonymi metodą Monte Carlo dla neutronów monoenergetycznych, a parametrami doświadczalnych charakterystyk nasycenia komory rekombinacyjnej, umieszczonej we wzorcowych polach neutronów monoenergetycznych wraz z towarzyszącym promieniowaniem gamma. Omija się przy tym szereg niepewności, m.in. związanych z brakiem pełnej odpowiedniości między współczynnikiem jakości promieniowania a parametrami, od których zależy lokalna rekombinacja jonów, a także z brakiem pełnej odpowiedniości konstrukcji komory rekombinacyjnej z tzw. kulą MKJR (ang. ICRU) definiującą wielkości operacyjne H*(10) i Q*(10).

Keywords

EN

radiation dosimetry; radiation protection; radiation quality factor; fast neutrons; recombination chamber

PL

dozymetria; ochrona radiologiczna; współczynnik jakości promieniowania; neutrony prędkie; komora rekombinacyjna

• Publisher: Versita
• Journal: Polish Journal of Medical Physics And Engineering
• Year: 2011
• Volume: 17
• Issue: 4
• Pages: 189-206

Dates

published

1 - 1 - 2011

online

26 - 4 - 2012

Contributors

author

Mieczysław Zielczyński

• Narodowe Centrum Badań Jądrowych, Otwock-Świerk, Polska

author

Natalia Golnik

• Instytut Metrologii i Inżynierii Biomedycznej, Politechnika Warszawska

author

Michał Gryziński

• Narodowe Centrum Badań Jądrowych, Otwock-Świerk, Polska

References

• Ferrari A, Pelliccioni M. Fluence to dose equivalent conversion data and effective quality factors for high energy neutrons. Radiat Prot Dosim. 1998; 76(4): 215-254.[Crossref]
• Golnik N. Determination of gamma component in mixed radiation fields from saturation curve of tissue-equivalent ionization chamber. Proc. 24th Symp. Rad. Prot. Phys., Gaussig (Germany). Dresden: Technical University; 1992: 253-258.
• Golnik N. Recombination methods in the dosimetry of mixed radiation. Otwock-Świerk: IAE -20/A; 1996.
• Golnik N, Brede H. J, Guldbakke S. Response of REM-2 recombination chamber to H*(10) of monoenergetic neutrons. Radiat Prot. Dosim. 1997; 74(3): 139-144.
• Golovachik V. T, Potiomkin E. L, Lebedev W. N, Frolov W. W. Dawki cząstek wielkich energii (1 GeV - 5 TeV) w fantomach równoważnych tkance (w języku rosyjskim). Serpuchow, Raport IFWE; 1974.
• ICRP. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection (ICRP Publication 103). Ann ICRP. 2007; 37(2-4).
• ICRU. Stopping Powers and Ranges for Protons and Alpha Particles (Report 49). Bethesda, MD: ICRU Publications; 1993.
• ICRU Determination of operational dose equivalent quantities for neutrons (Report 66). Journal of the ICRU. 2001; 1(3).
• Leuthold G, Mares V, Schraube H. Calculation of the neutron ambient dose equivalent on the basis of the ICRP revised quality factors. Radiat Prot Dosim. 1992; 40(2): 77-84.
• Morhart A, Burger G. Axial kerma and dose equivalent for neutrons in the ICRU sphere. Munich: GSF-Bericht S-1072; 1984.
• Sannikov A. V, Savitskaya, E. N. Ambient dose equivalent conversion factors for high energy neutrons based on the ICRP 60 recommendations. Radiat Prot Dosim. 1997; 70(1-4): 383-386.
• Sullivan A. H, Baarli J. An ionization chamber for the estimation of the biological effectiveness of radiation. Geneva, CERN Report 63-17; 1963.
• Zielczyński M, Marjańska S. Przyrząd do pomiaru wskaźnika równoważnika dawki promieniowania mieszanego (w języku rosyjskim). In: Advances in Radiation Protection Dosimetry. Vienna, IAEA-SM-229/127; 1979.
• Zielczyński M., Golnik N. Device for direct determination of quality factor. Nukleonika. 1993; 38(1): 23 30.
• Zielczyński M, Golnik N. Recombination index of radiation quality - measuring and applications. Radiat Prot Dosim. 1994; 52: 419-422.
• Zielczyński M, Golnik N. Energy expended to create an ion pair as a factor dependent on radiation quality. Proc. Int. Symp. on Measurement Assurance in Dosimetry, Vienna: IAEA-SM 330/74; 1994: 383-391.
• Zielczyński M, Golnik N. Rekombinacyjne komory jonizacyjne. Otwock-Świerk: Monografie IEA, wolumin 3; 2000.
• Zielczyński M, Golnik N. A simple indicator of radiation quality in mixed radiation fields. Pol. J. Med. Phys. Eng. 2002; 8(2): 71-80.
• Zielczyński M. A new approach to the dosimetry of mixed radiation using a recombination chamber. Radiat Prot Dosim. 2004; 110(1-4): 267-271.
• Zielczyński M, Gryziński M. A, Golnik N. Method for determination of gamma and neutron dose components in mixed radiation fields using a high-pressure recombination chamber. Radiat Prot Dosim. 2007; 126(1-4): 306-309.[WoS]

Identifiers

DOI

10.2478/v10013-011-0019-y