Dosimetry and microdosimetry using LET spectrometer based on the track-etch detector: radiotherapy bremsstrahlung beam, onboard aircraft radiation field

¹ Dept. of Radiation Dosimetry, Nuclear Physics Institute AS CR, Na Truhláøce 39/64, 180 86 Prague 8, Czech Republic
² Dept. of Dosimetry and Application of Ionizing Radiation, Czech Technical University, Bøehová 7, 115 19 Prague 1, Czech Republic

Received: 29 June 2006
Accepted: 4 August 2006

Abstract

The spectrometer of linear energy transfer (LET) based on the chemically etched polyallyldiglycolcarbonate (PADC) track-etch detector was developed several years ago in our institute. LET spectra are estimated through track parameters determination carried out by an automatic optical image analyzer LUCIA G. This LET spectrometer enables determining LET of particles approximately from 10 to 700 keV/µm. From the LET spectra, dose characteristics can be calculated. This contribution presents the use of this spectrometer in some applications – studies in 18 MV radiotherapy bremsstrahlung beam and investigation onboard a commercial aircraft during more than 6 months long exposure. The LET spectra obtained in both experiments represent mainly the contribution of secondary or tertiary particles created through the nuclear reactions of photons (bremsstrahlung beam) or neutrons and neutron-like reacting particles (onboard aircraft) in the detector itself or in the surroundings material. The dose due to the photoparticles represents about 3 × 10^-4 of the photon dose; for the dose equivalent this value is about 2 × 10^-3 Sv/Gy. Regarding the onboard aircraft exposure, the results obtained using LET spectrometer were compared with those achieved with other methods and a reasonable agreement were stated.

Résumé

Dosimétrie et micro-dosimétrie au moyen d’un spectromètre à transfert linéique d’énergie basé sur des détecteurs solides de traces : Mesure dans un faisceau de rayonnement X de radiothérapie et du champ de rayonnement à bord d’avion. Au cours des dernières années, nous avons développé, pour la mesure du transfert d’énergie linéique (TLE), un spectromètre basé sur des détecteurs solides de traces (polyallyldiglycolcarbonnate-PADC) attaqué chimiquement. La distribution du TLE est obtenue à partir des paramètres de traces déterminés avec un analyseur automatique d’image de type LUCIA G. Ce spectromètre permet de déterminer les spectres du TLE entre 10 et 700 keV/µm. À partir de ces spectres, il est possible de calculer les caractéristiques dosimétriques. Ce travail présente les résultats obtenus avec ce spectromètre pour deux applications différentes : d’une part la mesure dans un faisceau de radiothérapie composé de rayonnement X de 18 MV et d’autre part la mesure du rayonnement cosmique à bord d’avion sur une période de six mois. Les spectres de TLE obtenus caractérisent la contribution. La dose secondaire due aux neutrons dans le faisceau de radiothérapie est environ égale à 3 × 10^-4 Gy par Gy traitement, soit en terme d’équivalent de dose 2 × 10^-3 Sv par Gy traitement. Concernant les mesures réalisées à bord d’avion, les résultats obtenus avec le spectromètre sont comparés avec ceux obtenus par d’autres méthodes. Un accord raisonnable a pu être constaté.