PTB-Jahresbericht 2005

Nachrichten des Jahres • News of the year
Neues Primärnormal für die Wasser-
Energiedosis
Die PTB betreibt eine neue Primärnormal-
Messeinrichtung für die Darstellung der
Einheit Gray (Gy) der Wasser-Energiedosis,
DW, für 60 Co-Gammastrahlung. Ein Wasserkalorimeter
löst das bisherige, seit rund 25
Jahren eingesetzte Normal ab, welches auf der
Totalabsorption der ionisierenden Strahlung
in Eisensulfatlösung basierte. Durch den
Übergang wurde die relative Standard-Messunsicherheit
von früher 0,5 % auf 0,2 % reduziert.
Da die zu messende strahlungsinduzierte
Temperaturerhöhung am Messort innerhalb
eines Wasserphantoms mit ca. 0,24 mK pro Gy
sehr gering ist und das Kalorimeter bei einer
Wassertemperatur von 4 ∞C betrieben wird,
ergeben sich hohe Anforderungen sowohl an
die Messtechnik als auch an die Temperaturstabilisierung
des Kalorimeters. Um geringe
Standardmessunsicherheiten zu erzielen,
wurden die Auswirkungen verschiedener
Einflussgrößen, wie z. B. für Wärmeleitungseffekte
oder des so genannten kalorischen
Defektes, sorgfältig analysiert und korrigiert.
Dies geschah mit Hilfe detaillierter experimenteller
Untersuchungen für unterschiedliche
Bestrahlungsbedingungen sowie auf Basis
vergleichender Modellrechnungen zum
Wärmetransport bzw. zur Radiolyse von
Wasser.
Mit dem Beginn des Jahres 2006 wird die
Kalibrierung von Sekundärnormalen für die
Wasser-Energiedosis auf Basis des neuen
Primärnormals durchgeführt. Dies führt zu
einer Änderung der Kalibrierfaktoren
um ca. 0,2 %.
Das Wasserkalorimeter (Sicht auf
das Strahlungseintrittsfenster) vor
der 60 Co-Bestrahlungsanlage der
PTB
The water calorimeter (view onto
the radiation entrance window) in
front of the 60 Co irradiation facility
of PTB
22
New primary standard for the water
absorbed dose
PTB operates a new primary standard measuring
device for the realization of the unit
Gray (Gy) of the water absorbed dose, DW,
for 60 Co gamma radiation. A water calorimeter
replaces the standard used for almost 25 years
which was based on the total absorption of
ionizing radiation in ferric sulphate solution.
By the transition, the relative standard uncertainty
was reduced from formerly 0.5 % to
0.2 %.
As the radiation-induced temperature increase
at the place of measurement is very
small inside a water phantom (approx.
0.24 mK per Gy), and as the calorimeter is
operated at a water temperature of 4 ∞C, very
high requirements must be met by both the
measuring technique and the temperature
stabilization of the calorimeter. To achieve
small standard uncertainties, the effects of
different influence quantities such as, for
example, thermal conduction effects or the socalled
caloric defect, were carefully analyzed
and corrected. This was done with the aid of
detailed experimental investigations for
different irradiation conditions as well as on
the basis of comparative model calculations
for heat transport and/or radiolysis of water.
Beginning with the year 2006, calibration of
secondary standards for the water absorbed
dose will be performed on the basis of the
new primary standard. This will change the
calibration factors by approx. 0.2 %.