Ermittlung von Dosisleistungskonstanten verschiedener Radionuklide und deren Abschirmfaktoren für typische Materialien mittels Monte-Carlo-Methoden

Abstract

In der vorliegenden Arbeit werden mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen Dosisleistungskonstanten sowie Abschirmkurven für derzeit relevante Radionuklide und Abschirmmaterialien erstellt. Diese Methode erlaubt die Berücksichtigung von Einflussfaktoren wie die Geometrie und somit die Anpassung an spezifische Problemstellungen. Die Verifizierung der Simulationen erfolgt mittels messtechnischer Überprüfung der Ergebnisse mit einem eigens entwickelten Messsystem für ausgewählte Kombinationen von Strahlenquellen und Abschirmungen. Mit dem erarbeiteten Konzept wird eine umfassende Datenbank mit den erforderlichen Datensätzen für die rechentechnische Bewertung des baulichen Strahlenschutzes geschaffen, die die fortwährende Erweiterung der gewonnenen Daten – basierend auf einem einheitlichen Konzept – ermöglicht. Die Sammlung umfasst bislang knapp 15 Millionen Datensätze. Dafür wurden in einer Rechenzeit von etwa 80 CPU-Jahren die Daten für mehr als 450 Radionuklide und deren Wirkungsweise in 14 Material-Dichte-Kombinationen für verschiedene standardisierte Geometrien ermittelt.

In the current work, dose rate constants as well as attenuation coefficients for currently relevant radionuclids and attenuation materials are generated by applying Monte Carlo simulations. This method allows the consideration of influencing factors such as geometry and thus the adaptation to specific problems.The verification of the simulations is carried out by means of metrological verification of the results with a specially developed measurement system for selected combinations of radiation sources and shielding. With the developed concept, a comprehensive database with the necessary data sets for the computational evaluation of the construction-related radiation protection is created, which enables the continuous expansion of the obtained data based on a uniform concept. The collection contains nearly 15 million records so far. For this purpose, the data for more than 450 radionuclids and their mode of action were determined in 14 material-density combinations for various standardized geometries in a computing time of about 80 CPU years.