Calibration of the Harshaw 6600 Plus Tld Readers and Thermoluminiscent Dosimeter (Tld-100) Cards at the Personal Dosimetry Laboratory

Nel mondo del lavoro che coinvolge le radiazioni, la sicurezza dipende dal conoscere esattamente quanta energia il corpo di una persona abbia assorbito. Non si tratta di un caso di supposizione; è una scienza precisa chiamata dosimetria. I lavoratori negli ospedali, nei labori di ricerca e nelle strutture industriali indossano piccoli distintivi contenenti cristalli speciali che agiscono come testimoni silenziosi. Quando questi cristalli vengono esposti alle radiazioni, intrappolano l'energia all'interno della loro struttura atomica. Successivamente, quando gli scienziati riscaldano questi cristalli, essi rilasciano l'energia intrappolata sotto forma di un debole bagliore di luce. La luminosità di questo bagliore racconta la storia della dose di radiazioni ricevuta. Tuttavia, affinché questa storia sia accurata, l'attrezzatura utilizzata per leggere la luce deve essere perfettamente tarata, e ogni singolo cristallo deve essere trattato come un individuo unico, perché non esistono due cristalli che reagiscano al calore e alla luce esattamente nello stesso modo.

Presso l'Istituto di Protezione dalle Radiazioni della Commissione per l'Energia Atomica del Ghana, i ricercatori hanno recentemente intrapreso un processo meticoloso per garantire che la loro attrezzatura di lettura e i migliaia di cristalli che utilizzano fossero perfettamente sincronizzati. Il loro lavoro si è concentrato su due macchine sofisticate note come lettori Harshaw 6600 Plus TLD. Una di queste macchine era un'unità di nuova acquisizione, supportata da partner internazionali, mentre l'altra era un modello ricondizionato che era stato restaurato per tornare in funzione. L'obiettivo era calibrare entrambi i sistemi, un processo che consiste nello stabilire una relazione affidabile tra il segnale elettrico grezzo rilevato dalla macchina e l'effettiva quantità di radiazioni a cui il lavoratore è stato esposto. Senza questa calibrazione, le letture potrebbero essere fuorvianti, mettendo potenzialmente a rischio i lavoratori o causando allarmi inutili.

I ricercatori hanno iniziato preparando i cristalli, che sono piccoli chip di un materiale chiamato fluoruro di litio, inseriti in cartellini di plastica. Prima di qualsiasi test, i cartellini sono stati riscaldati a una temperatura elevata per cancellare qualsiasi storia precedente di esposizione alle radiazioni, garantendo che partissero con una tabula rasa. Sono stati poi conservati in un contenitore schermato per proteggerli dalle radiazioni estranee e mantenuti a una temperatura fresca. Successivamente, il team ha esposto i cartellini a una fonte di radiazione nota e controllata all'interno della macchina stessa. Questa fonte interna, un isotopo radioattivo dello stronzio, forniva un fascio di particelle costante e prevedibile. Esponendo i cartellini a questa quantità nota, gli scienziati potevano misurare come la macchina rispondeva.

Una parte critica di questo processo era affrontare le variazioni naturali tra i singoli cristalli. Sebbene siano fabbricati per essere identici, alcuni cristalli sono leggermente più sensibili alle radiazioni rispetto ad altri. Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno calcolato un fattore di correzione specifico per ogni singolo cartellino. Questo fattore agisce come un aggiustamento personale, assicurando che se un cristallo è naturalmente il doppio più luminoso di un altro, la macchina ne riduca matematicamente la lettura in modo che entrambi riportino la stessa dose. Il team ha inoltre determinato un fattore di calibrazione principale per ogni lettore, un numero che converte la carica elettrica grezza misurata dalla macchina in un valore di dose significativo. Ciò assicura che l'output della macchina rimanga costante nel tempo, indipendentemente dalle minori fluttuazioni di tensione o dall'accumulo di polvere.

I risultati della calibrazione hanno rivelato differenze distinte tra le due macchine. Il nuovo lettore richiedeva un fattore di conversione circa tre volte più grande del fattore necessario per l'unità ricondizionata. Sebbene la ragione esatta di questa differenza non fosse immediatamente chiara, i ricercatori hanno notato che la macchina ricondizionata era rimasta stabile per un periodo di cinque anni e mezzo, dimostrando la sua affidabilità. Il team ha poi testato un grande lotto di nuovi cartellini, cento per ciascuna macchina, per vedere quanti fossero adatti all'uso sul campo. Hanno scoperto che circa il settanta per cento dei cartellini per la nuova macchina e il sessantacinque per cento per la macchina ricondizionata rientravano nell'intervallo di sensibilità accettabile. Questi cartellini sono stati contrassegnati con i loro fattori di correzione unici e preparati per essere consegnati ai lavoratori.

Lo studio ha anche evidenziato l'importanza di sostituire le attrezzature vecchie. Un numero di cartellini è stato rifiutato perché la loro sensibilità si era allontanata troppo dalla norma. I ricercatori hanno osservato che questi cartellini rifiutati erano stati in uso per più di dieci anni. Con il passare del tempo, i ripetuti cicli di riscaldamento e raffreddamento, combinati con anni di esposizione alle radiazioni, sembrano degradare la capacità del materiale di rispondere con precisione. Identificando e rimuovendo questi cartellini logori, il laboratorio assicura che vengano utilizzati solo i sensori più affidabili per monitorare la sicurezza dei lavoratori occupazionali. La riuscita calibrazione di entrambi i lettori e la selezione di cartellini di alta qualità significano che l'Istituto di Protezione dalle Radiazioni può continuare a fornire servizi di monitoraggio accurati e affidabili, mantenendo al sicuro e informate le persone che lavorano con le radiazioni.