Polscy naukowcy twórcami nowoczesnego systemu pomiarowego dla ochrony radiologicznej
Monitorowanie narażenia na promieniowanie jonizujące ma kluczowe znaczenie wszędzie tam, gdzie ludzie pracują z zaawansowaną aparaturą medyczną, źródłami promieniowania lub instalacjami jądrowymi. Jest także niezbędne w sytuacjach kryzysowych, takich jak awarie obiektów jądrowych czy skażenia środowiska.
Naukowcy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych osiągnęli w tym obszarze istotny postęp, projektując, budując i testując innowacyjny system pomiarowy oparty na rekombinacyjnej komorze jonizacyjnej nowej generacji, który pozwala szybko i precyzyjnie oceniać zagrożenie radiacyjne w zmiennych i trudnych warunkach.
Komory jonizacyjne są znane i stosowane od ponad wieku, jednak ich potencjał wciąż się rozwija. Działają one na zasadzie rejestrowania jonów i elektronów powstających w gazie pod wpływem promieniowania. W przypadku rekombinacyjnych komór jonizacyjnych dodatkową zaletą jest możliwość analizy tego, jak różne składniki promieniowania oddziałują z materią. Dzięki temu można nie tylko zmierzyć dawkę, ale także oszacować jej rzeczywistą szkodliwość biologiczną dla organizmu człowieka. Jest to szczególnie ważne w sytuacjach, gdy pole promieniowania jest złożone i nie do końca znane, na przykład gdy jednocześnie występuje promieniowanie gamma i neutronowe.
Badania prowadzone w NCBJ były ściśle powiązane z rozwojem terapii borowo-neutronowej, nowoczesnej metody leczenia nowotworów, w której kluczową rolę odgrywają neutrony. Bezpieczeństwo pacjentów i personelu wymaga w tym przypadku bardzo dokładnych i szybkich pomiarów dawek promieniowania. Odpowiedzią na to wyzwanie było opracowanie nowego systemu dozymetrycznego opartego na rekombinacyjnych komorach jonizacyjnych typu REM-3, uzupełnionego o całkowicie nowy algorytm przetwarzania danych. Dzięki temu czas pomiaru skrócono nawet kilkudziesięciokrotnie, a sam proces mógł zostać w dużym stopniu zautomatyzowany.
Gotowe prototypy zostały sprawdzone w rzeczywistych warunkach
Aby osiągnąć taką poprawę parametrów, naukowcy szczegółowo przebadali zachowanie wcześniejszych detektorów w różnych warunkach, analizując wpływ rodzaju gazu wypełniającego komorę oraz materiału elektrod na czułość wobec promieniowania gamma i neutronowego. Wyniki tych prac pozwoliły zaprojektować nowe rozwiązania konstrukcyjne, w tym komory zdolne do pracy w niestabilnych i zmiennych polach promieniowania oraz wariant umożliwiający bieżące określanie mocy dawki bez konieczności stosowania dodatkowych urządzeń. Gotowe prototypy zostały sprawdzone w rzeczywistych warunkach, między innymi w polach promieniowania badawczego reaktora MARIA.
Opracowany system stanowi ważne osiągnięcie, ponieważ łączy wysoką precyzję z szybkością działania i odpornością na zmienne warunki. Już teraz może znaleźć praktyczne zastosowanie w monitorowaniu narażenia pracowników w placówkach prowadzących terapię borowo-neutronową oraz w innych miejscach, gdzie występuje promieniowanie mieszane. W dłuższej perspektywie rozwiązanie to może odegrać istotną rolę także w ochronie ludności w sytuacjach nadzwyczajnych, dostarczając wiarygodnych informacji o rzeczywistym zagrożeniu radiacyjnym i wspierając szybkie podejmowanie decyzji.
Źródło: Narodowe Centrum Badań Jądrowych
Czytaj też: Dlaczego organizm uznaje niektóre produkty za bezpieczne, a inne za niebezpieczne?
Grafika tytułowa: National Cancer Institute / Unsplash
