Monte Carlo Simulation der Strahlungsfelder einer 137Cs und 60Co Referenz Bestrahlungsanlage

Die Referenzbestrahlungsanlage im Dosimetrielabor (DEL) des Forschungszentrum Seibersdorf ist ein Nuklidbestrahlungsanlage mit mehreren 137Cs und 60Co Quellen und einem kollimierten Strahl nach ISO-4037-1-. Die verschiedenen Strahlungsfelder in der Bestrahlungsquelle wurden mit Hilfe des Monte Carlo Simulationsprogramms MCNP4 charakterisiert. Um den Einfluss der einzelnen Komponenten der Bestrahlungsanlage auf das Photonenspektrum zu bestimmen, wurde die Komplexität der Bestrahlungsgeometrie in den Computersimulationen schrittweise, von der einfachen Quelle im Vakuum bis zur realitätsnahen Modellierung der Anlage, erhöht. Zur Charakterisierung der Strahlungsfeldes wurde die spektrale Photonenenergiefluenz und abgeleitete dosimetrische Messgrößen in Abständen von 1 bis 14 Meter vom Quellenmittelpunkt entlang des Zentralstrahles ermittelt. Die Luftkerma relativ zum Wert in 1 Meter wurde mit experimentellen Daten verglichen und verifiziert. Weiters wurden Querprofile der Photonen- und Elektronenenergiefluenz zur Charakterisierung der Homogenität und Feldgröße des Strahlenfeldes mit wachsendem Abstand vom Zentralstrahl simuliert. Diese Ergebnisse erlauben bei vorgegebenem Quellen-Detektor-Abstand eine Empfehlung für die maximale Detektorausdehnung. The reference irradiation facility of the dosimetry laboratory (DEL) of the Austrian Research Center Seibersdorf is a nuclide irradiation facility with 137Cs and 60Co sources and a collimated beam according to ISO-4037-1. The various radiation fields of the irradiation hall were characterized by the means of the Monte Carlo simulation program MCNP. For the determination of the contribution of the single components of the irradiation facility to the photon spectra the complexity of the radiation geometries were increased stepwise from the simple source in vacuum to the "real" model of the irradiation facility. For characterizing the radiation field the photon energy fluence and corresponding dosimetric quantities were measured at some source detector distance between 1 m and 14 m along the central radiation axis. Relative air kerma values were compared to experimental data. In addition lateral profiles of the photon and electron energy fluence were simulated providing information about homogeneity and field size of the radiation field at distinct source detector distances.