M - PTB

Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Braunschweig und Berlin
171. PTB-Seminar
Was bedeuten die Dosismessgrößen
der neuen Strahlenschutzverordnung
für die Messtechnik?
20. und 21. Juni 2002

Wie entsteht ein
rückführbarer Dosiswert ?
Peter Ambrosi

Messtechnische Rückführung
DIN 17025 „Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz
von Prüf- und Kalibrierlaboratorien“, Abschnitt 5.6
• Alle Einrichtungen für Prüfungen und/oder Kalibrierungen
müssen kalibriert sein (einschließlich Einrichtungen für
signifikante Hilfsmessungen)
• Kalibrierungen müssen auf SI-Einheiten rückgeführt sein
• Rückführung auf SI-Einheiten erfolgt durch eine ununterbrochene
Kette von Kalibrierungen bzw. Vergleichen, z. B.
auf nationale Primärnormale
• Alle Messergebnisse/Kalibrierscheine müssen Angabe der
Messunsicherheit enthalten

Messtechnische Rückführung
Primärnormal
für Bereich I
(Röntgen)
Sekundärnormal
geeignet zur
Weitergabe
Kalibrierung in beliebigen
Feldern (größere Unsicherheit,
Korrektionsfaktor)
Deutschland BIPM
Primärnormal
für Bereich II
(Gamma)
Kalibrierung in
Referenzstrahlungsfeldern
Sekundärnormal
geeignet zur
Weitergabe
Kalibrierung in
Referenzstrahlungsfeldern
Gebrauchsgerät Gebrauchsgerät
Normal
hoher
Qualität

Messwert
Beispiel für ein Dosimeter
H m = 2,0 mSv ± 0,6 mSv
Angegeben ist die erweiterte Messunsicherheit, die sich aus der
Standardmessunsicherheit durch Multiplikation mit dem
Erweiterungsfaktor k = 2 ergibt. Sie wurde gemäß dem "Guide
to the Expression of Uncertainty in Measurement" (ISO, 1995)
ermittelt. Der Wert der Messgröße liegt im Regelfall mit einer
Wahrscheinlichkeit von annähernd 95 % im zugeordneten
Werteintervall.

Messwert
Allgemeines Modell der Messung
H
m
=
N
⎡
⎢M
−
⎢⎣
Beispiel für ein Dosimeter
= ⎥ ⎥
l ⎤
Dp
1 ⎦
∑
p
H m = N M k E,α
m
∏
q=
1
k
q

Unsicherheit des Messwerts
H m = N M k E,α

Unsicherheit des Messwerts
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0)

Unsicherheit des Messwerts
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv

Unsicherheit des Messwerts
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv
• Eingangsgrößen: N, M, k E,α ,
• Standardunsicherheiten der Eingangsgrößen:
Methode A (statistische Methode)
ν M,rel = 0,08 (relative Std-Abw. einer Einzelmessung)
Methode B (andere Methode)
u N,rel = 0,05 (Angabe im Kalibrierschein)

Unsicherheit des Messwerts
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv
• Eingangsgrößen: N, M, k E,α ,
• Standardunsicherheiten der Eingangsgrößen:
Methode A (statistische Methode)
ν M,rel = 0,08 (relative Std-Abw. einer Einzelmessung)
Methode B (andere Methode)
u N,rel = 0,05 (Angabe im Kalibrierschein)
0,8 k E,α 1,2 plus Rechteckverteilung
u kE,α = 0,115
• Ausgangsgröße: H m
• Standardunsicherheit von H m mit Unsicherheitsbudget
u
=
0,
20
3
=
0,
115

Unsicherheit des Messwerts
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv
Unsicherheitsbudget gemäß GUM

Unsicherheit des Messwerts
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv
Größe
N
M
k E,α
H m
Unsicherheitsbudget gemäß GUM
0,
20
3
=
0,
115
H
∂N
∂ m

Unsicherheit des Messwerts
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv
Größe
N
M
k E,α
H m
Schätzwert
2 mSv/C
1 C
1,0
2,0 mSv
Unsicherheitsbudget gemäß GUM
0,
20
3
=
0,
115
H
∂N
∂ m

Unsicherheit des Messwerts
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv
Größe
N
M
k E,α
H m
Schätzwert
2 mSv/C
1 C
1,0
2,0 mSv
Unsicherheitsbudget gemäß GUM
Std.-Mess-
Unsicherheit
0,1 mSv/C
0,
20
3
0,08 C
=
—
0,
115
H
∂N
∂ m
Bem.
u = 5 %
ν = 8 %
1 ± 0,2

Unsicherheit des Messwerts
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv
Größe
N
M
k E,α
H m
Schätzwert
2 mSv/C
1 C
1,0
2,0 mSv
Unsicherheitsbudget gemäß GUM
Std.-Mess-
Unsicherheit
0,1 mSv/C
0,
20
3
0,08 C
=
—
0,
115
Sensitivitätskoeffizient
H
∂N
∂ m
= M k E,α = 1 C
N k E,α = 2 mSv/C
N M = 2 mSv
—
Bem.
u = 5 %
ν = 8 %
1 ± 0,2

Unsicherheit des Messwerts
H m = N M k E,α = (2 mSv/C)· (1 C)· (1,0) = 2,0 mSv
Größe
N
M
k E,α
H m
Schätzwert
2 mSv/C
1 C
1,0
2,0 mSv
Unsicherheitsbudget gemäß GUM
Std.-Mess-
Unsicherheit
0,1 mSv/C
0,
20
3
0,08 C
=
—
0,
115
Sensitivitätskoeffizient
H
∂N
∂ m
= M k E,α = 1 C
N k E,α = 2 mSv/C
N M = 2 mSv
—
Unsicher
-heitsbeitrag
0,1 mSv
0,16 mSv
0,23 mSv
0,3 mSv
Mit Erweiterungsfaktor k = 2 ergibt sich u = 0,6 mSv
Hm
Bem.
u = 5 %
ν = 8 %
1 ± 0,2
u = 15 %

Unsicherheitsbestimmung gemäß GUM
1. Modellfunktionen aufstellen/ermitteln
2. Standardunsicherheiten der Eingangsgrößen bestimmen,
hierzu Methoden A oder B verwenden
3. Unsicherheitsbudget Schritt für Schritt aufstellen
Es gibt auch Software für die Schritte 2 und 3

Messwert mit Unsicherheit
H m = 2,0 mSv ± 0,6 mSv
Angegeben ist die erweiterte Messunsicherheit, die sich aus der
Standardmessunsicherheit durch Multiplikation mit dem
Erweiterungsfaktor k = 2 ergibt. Sie wurde gemäß dem "Guide
to the Expression of Uncertainty in Measurement" (ISO, 1995)
ermittelt. Der Wert der Messgröße liegt im Regelfall mit einer
Wahrscheinlichkeit von annähernd 95 % im zugeordneten
Werteintervall.

Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Braunschweig und Berlin
Danke für Ihre Aufmerksamkeit