Betriebsbelastung WA eines Linearbeschleunigers berlegungen zum Strahlenschutz zweier

Betriebsbelastung WA eines Linearbeschleunigers Überlegungen zum Strahlenschutz zweier Maschinen mit zwei Photonenenergien Linda Ayuk Tabe-Arrey 1, Ralf Kollhoff 1, Björn Poppe 1, Herbert Kaminski 2, Antje Rühmann 1 1. Arbeitsgruppe Med. Strahlenphysik, Universität und Pius Hospital Oldenburg 2. Med. Village, Bochum Einleitung Die Grundlage des Strahlenschutzes an Linearbeschleunigern sind die Strahlenschutzverordnung (1) und die DIN (2). Die Str. Sch. V gibt die Dosisgrenzwerte für Mitarbeiter und Bevölkerung vor. In der DIN wird die Betriebsbelastung WA von 1000 Gy/Woche angenommen Bei der Verwendung von IMRT-Technik oder im 2 -Schicht-Betrieb kann das in der Realität höher sein. Bei Beschleunigern mit zwei Photonenenergien wird davon ausgegangen, dass immer mit der höheren Energie gearbeitet wird. Mit dieser Annahme ist man auf jeden Fall auf der sicheren Seite. In unserer Klinik ist die Zahl der Strahlstunden (gemessene high - voltage hours) im Laufe der Jahre stetig angestiegen. Das hatte zur Folge, dass die berechnete Betriebsbelastung überschritten wurde. Unter Beachtung der bei der Erstprüfung gemessenen Ortsdosisleistungswerte wurde abgeleitet, dass der bauliche Strahlenschutz für die aktuelle Betriebsbelastung ausreichend ist. Trotzdem wurde es als sinnvoll angesehen, dass die Betriebsbelastung im Detail studiert wird. Fig 1 a. Gesamt-Strahlzeit pro Jahr von 2000 - 2007 mit Balken für 277 hr (15 MV) und 417 hr (6 MV) nach dem Betriebsstundenzähler. Fig 1 b. Gesamt-Strahlzeit pro Jahr von 2000 - 2007 mit Balken für 277 hr (10 MV) und 417 hr (6 MV) nach dem Betriebsstundenzähler. Zu Messpunkt 2003: die Feld-in-Feld Technik fand verstärkt Einsatz, der Betriebsstundenzähler misst die Vorbereitungszeit mit (gilt fur Fig 1 a und b). Zu Messpunkt 2004: Einbau einer neuen Zeituhr, nur die reine Strahlzeit wird registriert (gilt fur Fig 1 a und b). Material und Methoden Die Gesamt-Strahlzeit (high –voltage - hours) für den Zeitraum des Betriebs des Beschleunigers Primus 6/15 und Primus 6/10 im Pius Hospital wurde evaluiert (Fig. 1 a, b). Bei einem Betrieb mit der hohen Photonenenergie von 15 MV oder 10 MV beträgt die Dosisleistung 3 Gy/min für beide, bei der niedrigen Photonenenergie von 6 MV dagegen nur 2 Gy/min. Bei einer Betriebsbelastung WA von 1000 Gy/Woche beträgt die Strahlzeit dann 277 h/Jahr bzw. 417 h/Jahr für reinen 15 MV, 10 MV Betrieb bzw. 6 MV Betrieb. Die Realität wird dazwischen liegen. Wir haben aus dem Verifikations und Protokolliersystem welches jede Patientenbestrahlung aufzeichnet, die Verteilung zwischen den beiden benutzten Energien ermittelt (Fig. 2 a, b). Bestrahlungen mit Elektronen wurden dabei vernachlässigt, da sie zwar zur Strahlzeit beitragen, aber die Strahlenbelastung hinter dem baulichen Strahlenschutz nicht erhöhen. Elektronenbestrahlung schlägt auch mit weniger als 10% zu Buche. Fig. 2. Aufteilung der bestrahlten Monitor Units (MU) in % zwischen 6 und 15 MV. Fig. 2 b. Aufteilung der bestrahlten Monitor Units (MU ) in % zwischen 6 und 10 MV. Ergebnisse Die Betriebsbelastung WA nach den Daten in unsere Klinik sind in Fig. 3 a, b dargestellt. Hierbei fließen die unterschiedlichen Dosisleistungen der Photonenenergien mit in die Berechnung ein. Es ist zu erkennen, dass der Wert von 1000 Gy/Woche nicht überschritten wird. Ausnahmen: Bis zum Jahr 2003 registrierte der Betriebsstundenzähler nicht nur die reine Strahlzeit sondern auch die Vorbereitungszeit. Das wurde im folgenden Jahr korrigiert. Diskussion In der hier diskutierten Analyse sind ein paar wichtige Punkte noch nicht zum Tragen gekommen: Ø die Zehntelwertsdicke für die niedrige Photonenenergie ist geringer als die der höheren. Das bedeutet ganz praktisch, dass der Strahlenschutz, der ja auf einer Auslastung von 100 % hoher Photonenenergie basiert, konservativ ausgelegt ist. Ø die bei der Erstprüfung ermittelten Ortsdosisleistungswerte weisen eine Sicherheit von einem Faktor 3 für das „schwächste“ Bauteil auf. Für andere Bauteile ist die Sicherheit noch größer. Die Messungen wurden natürlich nur bei 15 MV durchgeführt. Auf Grund der Erstprüfung würde also erst eine mehr als drei mal höhere Betriebsbelastung WA die Anforderungen des Strahlenschutzes überschreiten. Fig. 3 a. Betriebsbelastung WA ermittelt nach Fig. 1 a und 2 a. Es wird berücksichtigt daß mit zwei verschiedenen Energie mit verschiedenen Dosisleistung gearbeitet wird. Fig. 3 b. Betriebsbelastung WA ermittelt nach Fig. 1 b und 2 b. Es wird berücksichtigt daß mit zwei verschiedenen Energie mit verschiedenen Dosisleistung gearbeitet wird. Referenzen 1. Die Deustches Strahlenschutz Verordnung Str. Sch. V. 2. DIN 6847 -2 , Medizinische Elektronenbeschleuniger-Anlagen- Teil 2: Regeln für die Auslegung des baulichen Strahlenschutzes. Deutsches Institut für Normung, 2008.