M - PTB
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Physikalisch-Technische Bundesanstalt<br />
Braunschweig und Berlin<br />
171. <strong>PTB</strong>-Seminar<br />
Was bedeuten die Dosismessgrößen<br />
der neuen Strahlenschutzverordnung<br />
für die Messtechnik?<br />
20. und 21. Juni 2002
Wie entsteht ein<br />
rückführbarer Dosiswert ?<br />
Peter Ambrosi
Messtechnische Rückführung<br />
DIN 17025 „Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz<br />
von Prüf- und Kalibrierlaboratorien“, Abschnitt 5.6<br />
• Alle Einrichtungen für Prüfungen und/oder Kalibrierungen<br />
müssen kalibriert sein (einschließlich Einrichtungen für<br />
signifikante Hilfsmessungen)<br />
• Kalibrierungen müssen auf SI-Einheiten rückgeführt sein<br />
• Rückführung auf SI-Einheiten erfolgt durch eine ununterbrochene<br />
Kette von Kalibrierungen bzw. Vergleichen, z. B.<br />
auf nationale Primärnormale<br />
• Alle Messergebnisse/Kalibrierscheine müssen Angabe der<br />
Messunsicherheit enthalten
Messtechnische Rückführung<br />
Primärnormal<br />
für Bereich I<br />
(Röntgen)<br />
Sekundärnormal<br />
geeignet zur<br />
Weitergabe<br />
Kalibrierung in beliebigen<br />
Feldern (größere Unsicherheit,<br />
Korrektionsfaktor)<br />
Deutschland BIPM<br />
Primärnormal<br />
für Bereich II<br />
(Gamma)<br />
Kalibrierung in<br />
Referenzstrahlungsfeldern<br />
Sekundärnormal<br />
geeignet zur<br />
Weitergabe<br />
Kalibrierung in<br />
Referenzstrahlungsfeldern<br />
Gebrauchsgerät Gebrauchsgerät<br />
Normal<br />
hoher<br />
Qualität
Messwert<br />
Beispiel für ein Dosimeter<br />
H m = 2,0 mSv ± 0,6 mSv<br />
Angegeben ist die erweiterte Messunsicherheit, die sich aus der<br />
Standardmessunsicherheit durch Multiplikation mit dem<br />
Erweiterungsfaktor k = 2 ergibt. Sie wurde gemäß dem "Guide<br />
to the Expression of Uncertainty in Measurement" (ISO, 1995)<br />
ermittelt. Der Wert der Messgröße liegt im Regelfall mit einer<br />
Wahrscheinlichkeit von annähernd 95 % im zugeordneten<br />
Werteintervall.
Messwert<br />
Allgemeines Modell der Messung<br />
H<br />
m<br />
=<br />
N<br />
⎡<br />
⎢M<br />
−<br />
⎢⎣<br />
Beispiel für ein Dosimeter<br />
= ⎥ ⎥<br />
l ⎤<br />
Dp<br />
1 ⎦<br />
∑<br />
p<br />
H m = N M k E,α<br />
m<br />
∏<br />
q=<br />
1<br />
k<br />
q
Unsicherheit des Messwerts<br />
H m = N M k E,α
Unsicherheit des Messwerts<br />
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0)
Unsicherheit des Messwerts<br />
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv
Unsicherheit des Messwerts<br />
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv<br />
• Eingangsgrößen: N, M, k E,α ,<br />
• Standardunsicherheiten der Eingangsgrößen:<br />
Methode A (statistische Methode)<br />
ν M,rel = 0,08 (relative Std-Abw. einer Einzelmessung)<br />
Methode B (andere Methode)<br />
u N,rel = 0,05 (Angabe im Kalibrierschein)
Unsicherheit des Messwerts<br />
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv<br />
• Eingangsgrößen: N, M, k E,α ,<br />
• Standardunsicherheiten der Eingangsgrößen:<br />
Methode A (statistische Methode)<br />
ν M,rel = 0,08 (relative Std-Abw. einer Einzelmessung)<br />
Methode B (andere Methode)<br />
u N,rel = 0,05 (Angabe im Kalibrierschein)<br />
0,8 k E,α 1,2 plus Rechteckverteilung <br />
u kE,α = 0,115<br />
• Ausgangsgröße: H m<br />
• Standardunsicherheit von H m mit Unsicherheitsbudget<br />
u<br />
=<br />
0,<br />
20<br />
3<br />
=<br />
0,<br />
115
Unsicherheit des Messwerts<br />
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv<br />
Unsicherheitsbudget gemäß GUM
Unsicherheit des Messwerts<br />
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv<br />
Größe<br />
N<br />
M<br />
k E,α<br />
H m<br />
Unsicherheitsbudget gemäß GUM<br />
0,<br />
20<br />
3<br />
=<br />
0,<br />
115<br />
H<br />
∂N<br />
∂ m
Unsicherheit des Messwerts<br />
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv<br />
Größe<br />
N<br />
M<br />
k E,α<br />
H m<br />
Schätzwert<br />
2 mSv/C<br />
1 C<br />
1,0<br />
2,0 mSv<br />
Unsicherheitsbudget gemäß GUM<br />
0,<br />
20<br />
3<br />
=<br />
0,<br />
115<br />
H<br />
∂N<br />
∂ m
Unsicherheit des Messwerts<br />
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv<br />
Größe<br />
N<br />
M<br />
k E,α<br />
H m<br />
Schätzwert<br />
2 mSv/C<br />
1 C<br />
1,0<br />
2,0 mSv<br />
Unsicherheitsbudget gemäß GUM<br />
Std.-Mess-<br />
Unsicherheit<br />
0,1 mSv/C<br />
0,<br />
20<br />
3<br />
0,08 C<br />
=<br />
—<br />
0,<br />
115<br />
H<br />
∂N<br />
∂ m<br />
Bem.<br />
u = 5 %<br />
ν = 8 %<br />
1 ± 0,2
Unsicherheit des Messwerts<br />
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv<br />
Größe<br />
N<br />
M<br />
k E,α<br />
H m<br />
Schätzwert<br />
2 mSv/C<br />
1 C<br />
1,0<br />
2,0 mSv<br />
Unsicherheitsbudget gemäß GUM<br />
Std.-Mess-<br />
Unsicherheit<br />
0,1 mSv/C<br />
0,<br />
20<br />
3<br />
0,08 C<br />
=<br />
—<br />
0,<br />
115<br />
Sensitivitätskoeffizient<br />
H<br />
∂N<br />
∂ m<br />
= M k E,α = 1 C<br />
N k E,α = 2 mSv/C<br />
N M = 2 mSv<br />
—<br />
Bem.<br />
u = 5 %<br />
ν = 8 %<br />
1 ± 0,2
Unsicherheit des Messwerts<br />
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv<br />
Größe<br />
N<br />
M<br />
k E,α<br />
H m<br />
Schätzwert<br />
2 mSv/C<br />
1 C<br />
1,0<br />
2,0 mSv<br />
Unsicherheitsbudget gemäß GUM<br />
Std.-Mess-<br />
Unsicherheit<br />
0,1 mSv/C<br />
0,<br />
20<br />
3<br />
0,08 C<br />
=<br />
—<br />
0,<br />
115<br />
Sensitivitätskoeffizient<br />
H<br />
∂N<br />
∂ m<br />
= M k E,α = 1 C<br />
N k E,α = 2 mSv/C<br />
N M = 2 mSv<br />
—<br />
Unsicher<br />
-heitsbeitrag<br />
0,1 mSv<br />
0,16 mSv<br />
0,23 mSv<br />
0,3 mSv<br />
Mit Erweiterungsfaktor k = 2 ergibt sich u = 0,6 mSv<br />
Hm<br />
Bem.<br />
u = 5 %<br />
ν = 8 %<br />
1 ± 0,2<br />
u = 15 %
Unsicherheitsbestimmung gemäß GUM<br />
1. Modellfunktionen aufstellen/ermitteln<br />
2. Standardunsicherheiten der Eingangsgrößen bestimmen,<br />
hierzu Methoden A oder B verwenden<br />
3. Unsicherheitsbudget Schritt für Schritt aufstellen<br />
Es gibt auch Software für die Schritte 2 und 3
Messwert mit Unsicherheit<br />
H m = 2,0 mSv ± 0,6 mSv<br />
Angegeben ist die erweiterte Messunsicherheit, die sich aus der<br />
Standardmessunsicherheit durch Multiplikation mit dem<br />
Erweiterungsfaktor k = 2 ergibt. Sie wurde gemäß dem "Guide<br />
to the Expression of Uncertainty in Measurement" (ISO, 1995)<br />
ermittelt. Der Wert der Messgröße liegt im Regelfall mit einer<br />
Wahrscheinlichkeit von annähernd 95 % im zugeordneten<br />
Werteintervall.
Physikalisch-Technische Bundesanstalt<br />
Braunschweig und Berlin<br />
Danke für Ihre Aufmerksamkeit