The possibility of application of pyrometric method in industrial dosimetry of electron beam radiation

Abstract

Validation of process of medical product sterilization includes absorbed dose mapping in a phantom made of material representative of the object to be processed. Commonly, such measurements are carried out using the disposable chemical dosimeters placed in the phantom at the nodes of the 3D grid. Such a procedure is very laborious and costly in terms of the consumption of dosimeters. In the work, we investigated the possibility of using pyrometric method for prompt mapping of the absorbed dose. The studies were carried out using a rectangular phantom in the form of a set of expanded polystyrene plates, which is exposed to a scanned electron beam. The temperature and absorbed dose distributions in the phantom were measured. A linear dependence between them has been established. The calculation of the absorbed dose profile was also performed by MC simulations. Satisfactory agreement of the calculated dose distribution with the measured one is shown. The limitations of applicability of the proposed method are determined.

Валідація процесу стерилізації виробів медичного призначення включає картування просторового розподілу поглинутої дози у фантомі з матеріалу, який є репрезентативний до оброблюваного об’єкту. Зазвичай такі вимірювання проводяться з використанням одноразових хімічних дозиметрів, що розміщені у фантомі у вузлах 3D-сітки. Ця процедура є досить трудомісткою та затратною щодо витрати дозиметричних систем. Вивчена можливість застосування пірометричного методу для оперативного картування поглинутої дози. Дослідження проводилися з використанням прямокутного фантома у вигляді набору пластин з пінополістиролу, на який діє сканований пучок електронів. Проведено спільне вимірювання розподілу температури і поглинутої дози у фантомі. Встановлено лінійну залежність між ними. Розрахунок профілю поглинутої дози виконано також методом MC-моделювання. Показана задовільна відповідність розрахункового розподілу дози з виміряним. Визначено граничні умови застосування запропонованого методу.

Валидация процесса стерилизации продукции медицинского назначения включает картографирование пространственного распределения поглощенной дозы в фантоме из материала, репрезентативного к обрабатываемому грузу. Обычно такие измерения проводятся с использованием одноразовых химических дозиметров, размещаемых в фантоме в узлах 3D-сетки. Эта процедура является весьма трудоемкой и затратной по расходу дозиметрических систем. Изучена возможность применения пирометрического метода для оперативного картографирования поглощенной дозы. Исследования проводились с использованием прямоугольного фантома в виде набора пластин из пенополистирола, на который воздействует сканируемый пучок электронов. Проведены совместные измерения распределения температуры и поглощенной дозы в фантоме. Установлена линейная зависимость между ними. Расчет профиля поглощенной дозы выполнен также методом MC-моделирования. Показано удовлетворительное соответствие расчетного распределения дозы с измеренным. Определены граничные условия применимости предложенного метода.