DE102006046321B4

DE102006046321B4 - dosimeter

Info

Publication number: DE102006046321B4
Application number: DE200610046321
Authority: DE
Inventors: Klaus Ludwig; Rainer Kuth; Robert Kagermeier; Gerhard Weller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Healthcare GmbH
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2026-09-30
Also published as: DE102006046321A1

Abstract

Dosimeter (10) zur Überwachung einer Strahlenexposition, mit
– einer als Strahlungsdetektor dienenden Speichereinrichtung (15), welche eine Mehrzahl von Speicherzellen (Z) umfasst und so ausgebildet ist, dass der Speicherzustand der Speichereinrichtung (15) durch eine auf die Speichereinrichtung (15) auftreffende, zu überwachende Strahlung (S) in definierter Weise verändert wird,
– einer Strahlungsfiltereinrichtung (18), welche so aufgebaut ist, dass verschiedene der Speicherzellen (Z) mit einem unterschiedlichen Absorptionsvermögen abgeschirmt werden, und
– einer Funkschnittstelle (11), welche ausgebildet ist, einen den Speicherzustand repräsentierenden Speicherzustandswert (W) an eine Kontrolleinrichtung (30) zu übermitteln.Dosimeter (10) for monitoring a radiation exposure, with
- One serving as a radiation detector memory device (15), which comprises a plurality of memory cells (Z) and is formed so that the memory state of the memory device (15) by an incident on the memory device (15) to be monitored radiation (S) in Way is changed,
- A radiation filter device (18) which is constructed so that different of the memory cells (Z) are shielded with a different absorption capacity, and
- A radio interface (11) which is adapted to transmit a storage state representing memory state value (W) to a control device (30).

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosimeter zur Überwachung einer Strahlenexposition. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Kontrolleinrichtung zur Überwachung einer Strahlenexposition mit Hilfe eines solchen Dosimeters sowie ein Kontrollsystem mit zumindest einem entsprechenden Dosimeter und einer entsprechenden Kontrolleinrichtung. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Speicherrücksetzeinrichtung für ein derartiges Dosimeter und ein Verfahren zur Überwachung einer Strahlenexposition.The The invention relates to a dosimeter for monitoring a radiation exposure. Furthermore, the invention relates to a monitoring device for monitoring a radiation exposure with the help of such a dosimeter as well a control system with at least one corresponding dosimeter and a corresponding control device. Furthermore The invention relates to a memory reset device for such Dosimeter and a method of monitoring a radiation exposure.

Mit sogenannten „Dosimetern” der eingangs genannten Art wird die Dosis einer ionisierenden Strahlung, beispielsweise einer Röntgenstrahlung, radioaktiven Strahlung oder UV-Strahlung, ermittelt, der eine Person oder ein bestimmtes Objekt ausgesetzt ist. So limitieren z. B. die Strahlenschutzverordnung und die Röntgenverordnung die strahlungsbedingten Risiken für Personen, die berufsbedingt ständig mit solchen Strahlungen zu tun haben, wie beispielsweise Radiologen, MTAs oder Forschungspersonal, durch Festlegung bestimmter Grenzwerte für die innerhalb eines bestimmten Kalenderzeitraums zugelassene Körperdosis. Diese Körperdosis lässt sich nicht unmittelbar messen. Im praktischen Strahlenschutz wird daher die sogenannte „Personendosis” als Schätzwert für die Körperdosis akzeptiert. Unter der Personendosis versteht man dabei eine an einer für die Strahlenexposition repräsentativen Stelle der Körperoberfläche gemessene Äquivalenzdosis. Zur Messung der Personendosis werden derzeit verschiedene am Körper getragene Dosimetertypen eingesetzt.With so-called "dosimeters" of the aforementioned Type is the dose of ionizing radiation, for example an X-ray, radioactive Radiation or UV radiation, determined by a person or a person exposed to certain object. To limit z. B. the Radiation Protection Ordinance and the X-ray ordinance the radiation-related risks for people who are working constantly dealing with such radiations, such as radiologists, MTAs or research staff, by setting certain limits for the body dose authorized within a given calendar period. This body dose let yourself do not measure directly. In practical radiation protection is therefore the so-called "personal dose" as an estimate of the body dose accepted. The personal dose is understood to mean one at one for the Radiation exposure representative Body dose measured equivalence dose. To measure the personal dose are currently various worn on the body Dosimeter types used.

Typische Beispiele sind Stab-Dosimeter, die nach dem Prinzip kleiner Ionisationskammern arbeiten. Ebenfalls weit verbreitet sind die sogenannten „Film-Dosimeter”, bei denen die durch die zu überwachende ionisierende Strahlung erzeugte Schwärzung eines Films photometrisch ausgemessen und mit der Schwärzung unterschiedlich bestrahlter Kalibrierfilme verglichen wird. Weiterhin existieren schon seit langem recht teure, aufwändige und daher in der Praxis äußerst selten verwendete elektronische Dosimeter, die mit Hilfe von Geiger-Müller-Zählrohren arbeiten.typical Examples are rod dosimeters, which follow the principle of small ionization chambers work. Also widely used are the so-called "film dosimeters" in which to be monitored by the ionizing radiation photometrically produced blackening of a film measured and with the blackening differently irradiated Kalibrierfilme is compared. Farther have long existed quite expensive, complex and therefore extremely rare in practice used electronic dosimeters, with the help of Geiger-Müller counter tubes work.

Daneben gibt es heute sog. Phosphatglas-Dosimeter, die auf dem Prinzip der Erzeugung metastabiler Lumineszenzzentren in silberaktivierten Metaphosphatgläsern durch die ionisierende Strahlung beruhen. Diese Zentren emittieren unter einer UV-Bestrahlung beim Auslesevorgang Fluoreszenzlicht, dessen Intensität proportional zur empfangenen Strahlungsdosis ist. Die Phosphatglas-Dosimeter können durch Aufheizen auf 400°C „gelöscht” und anschließend wiederverwendet werden.Besides Today there are so-called phosphate glass dosimeters, which are based on the principle of Generation of metastable luminescence centers in silver-activated metaphosphate glasses the ionizing radiation are based. These centers emit under a UV irradiation when reading fluorescent light, its intensity proportional to the received radiation dose. The phosphate glass dosimeters can pass through Heating up to 400 ° C "deleted" and then reused become.

Darüber hinaus sind inzwischen sogenannte Thermolumineszenz-Dosimeter bekannt. Die Thermolumineszenz beruht auf der strahleninduzierten Besetzung von Elektronenhaftstellen, die bei thermischem Stimulieren, z. B. bei Erhitzen auf ca. 200°C, unter Aussendung eines Lichtquants wieder entleert werden. Hierbei ist die emittierte Lichtintensität proportional zur empfangenen Strahlungsdosis.Furthermore Meanwhile, so-called thermoluminescent dosimeter are known. The thermoluminescence is based on the radiation-induced occupation of electron adhesion sites, which when thermally stimulated, z. B. when heated to about 200 ° C, below Emission of a light quantum are emptied again. Here is the emitted light intensity proportional to the received radiation dose.

In der DE 42 33 001 C2 wird ein Dosimeter beschrieben, welches eine als Strahlungsdetektor dienende Speichereinrichtung in Form eines EPROM mit einer Mehrzahl von Speicherzellen umfasst und so ausgebildet ist, dass der Speicherzustand der Speichereinrichtung durch eine auf die Speichereinrichtung auftreffende, zu überwachende Strahlung in definierter Weise verändert wird. Vor der Bestrahlung des Dosimeters werden zunächst alle Speicherzellen mittels einer Steuerelektronik auf ”Null” zurückgesetzt. In einem nachfolgenden Schritt erfolgt dann eine Programmierung des EPROM, indem die Speicherzellen adressenweise auf unterschiedliche Stufen aufgeladen werden. Dieses Verfahren hat zum einen den Nachteil, dass ein zusätzlicher Programmiervorgang erforderlich ist. Zum anderen wird dadurch die Dynamik des Strahlendosimeters reduziert.In the DE 42 33 001 C2 a dosimeter is described which comprises a memory device in the form of an EPROM having a plurality of memory cells which serves as a radiation detector and is designed such that the memory state of the memory device is changed in a defined manner by a radiation to be monitored impinging on the memory device. Before the irradiation of the dosimeter, all memory cells are first reset to "zero" by means of control electronics. In a subsequent step, programming of the EPROM is then carried out by loading the memory cells addresswise at different stages. This method has the disadvantage that an additional programming operation is required. On the other hand, this reduces the dynamics of the radiation dosimeter.

Die oben genannten Dosimeter müssen zudem üblicherweise durch aktives Eingreifen einer hierfür zuständigen Person, beispielsweise eines Strahlenschutzbeauftragten, regelmäßig ausgewertet werden. Zur Auslesung werden die Dosimeter von der zuständigen Person in der Regel ausgetauscht und nach der Auswertung dann die Dosimeterinhalte, d. h. die ermittelten Dosiswerte, den Personen zugeordnet, die die Dosimeter zuvor getragen haben. Dieser Vorgang ist zeitaufwändig und umständlich. Insbesondere bei den am häufigsten verwendeten kostengünstigen Film-Dosimetern ist die Auswertung sehr aufwändig. Zwar können die Stab-Dosimeter oder die elektronischen Dosimeter auf Basis von Geiger-Müller-Zählrohren noch relativ einfach direkt ausgelesen werden. Jedoch müssen auch hier die Werte von einer zuständigen Person erfasst und der weiteren Protokollierung zugeführt werden.The above dosimeter need also usually by active intervention of a person responsible for this, for example a radiation protection officer, are evaluated regularly. to Reading out the dosimeters by the competent person usually replaced and after the evaluation then the Dosimeterinhalte, d. H. the determined dose values, assigned to the persons, who the Dosimeters previously worn. This process is time consuming and laborious. Especially among the most common used cost-effective Film dosimeters, the evaluation is very complex. Although the Rod dosimeters or electronic dosimeters based on Geiger-Müller counter tubes still relatively easy to read directly. However, too here the values of a competent Person recorded and fed to further logging.

In der DE 691 17 669 T2 und der JP 2006 058 220 AA werden daher Verfahren beschrieben, um die Kontrolle bzw. das Auslesen eines Dosimeters zu erleichtern. So wird in der DE 691 17 669 T2 ein Dosimeter mit einer Funkschnittstelle beschrieben, über die das Dosimeter von Lesestationen automatisch ausgelesen werden kann, die sich vorzugsweise in Zugangsbereichen von zu überwachenden Bereichen befinden. In der JP 2006 058 220 AA wird eine Strahlungsdosis-Überwachungssystem beschrieben, bei dem Dosimeterdaten über eine RFID-Schnittstelle an ein Überwachungsgerät übermittelt werden. Keine der beiden Schriften gibt aber Hinweise über den konkreten Aufbau eines hierfür besonders geeigneten Strahlungsdetektors innerhalb der verwendeten Dosismeter.In the DE 691 17 669 T2 and the JP 2006 058 220 AA Therefore, methods are described to facilitate the control or reading of a dosimeter. So will in the DE 691 17 669 T2 a dosimeter with a radio interface is described, via which the dosimeter can be automatically read by reading stations, which are preferably located in access areas of areas to be monitored. In the JP 2006 058 220 AA describes a radiation dose monitoring system in which dosimeter data is transmitted via an RFID interface to a monitoring device. However, neither of the two writings gives any hints about the concrete structure of this one particularly suitable radiation detector within the dosimeter used.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Dosimeter sowie ein Verfahren zur Überwachung einer Strahlenexposition zu schaffen, welches mit möglichst geringem Aufwand regelmäßig ausgewertet werden kann.It It is an object of the present invention to provide an alternative dosimeter and a monitoring procedure to create a radiation exposure, which with as possible little effort regularly evaluated can be.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der Patentansprüche 1 und 12 sowie durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 18 gelöst.These Task is governed by the objects of claims 1 and 12 and solved by a method according to claim 18.

Erfindungsgemäß weist das Dosimeter eine als Strahlungsdetektor dienende Speichereinrichtung auf, welche eine Mehrzahl von Speicherzellen umfasst und so ausgebildet ist, dass der Speicherzustand der Speichereinrichtung durch eine auf die Speichereinrichtung auftreffende zu überwachende Strahlung in definierter Weise verändert wird. Um bei einer solchen Speichereinrichtung die Strahlungsdosis auf einfache Weise zu erfassen, weist das Dosimeter erfindungsgemäß eine Strahlungsfiltereinrichtung auf, welche so aufgebaut ist, dass verschiedene der Speicherzellen mit einem unterschiedlichen Absorptionsvermögen abgeschirmt werden. Außerdem besitzt das Dosimeter eine Funkschnittstelle, welche ausgebildet ist, einen den Speicherzustand repräsentierenden Speicherzustandswert an eine Kontrolleinrichtung zu übermitteln.According to the invention the dosimeter has a storage device serving as a radiation detector, which comprises a plurality of memory cells and configured is that the memory state of the memory device by a on the memory device incident radiation to be monitored in a defined Way changed becomes. With such a storage device, the radiation dose In a simple manner, the dosimeter according to the invention comprises a radiation filter device which is constructed so that various of the memory cells be shielded with a different absorption capacity. Also owns the dosimeter a radio interface, which is formed a representing the memory state Memory state value to be transmitted to a control device.

Eine geeignete Kontrolleinrichtung benötigt dann lediglich eine entsprechend ausgebildete Leseeinrichtung, um einen von der Funkschnittstelle des Dosimeters übermittelten Speicherzustandswert zu empfangen, und eine Auswerteeinheit, um auf Basis des übermittelten Speicherzustandswerts einen aktuellen Dosiswert zu ermitteln, welcher die Strahlungsdosis repräsentiert, der das betreffende Dosimeter, beispielsweise seit dem letzten Auslesen oder Rücksetzen des Speichers, ausgesetzt war.A appropriate control then only needs a corresponding trained reading device to one of the radio interface of the dosimeter Memory state value to receive, and an evaluation to based on the transmitted Memory state value to determine a current dose value, which represents the radiation dose, the dosimeter in question, for example, since the last read or reset of the store, was exposed.

Dabei kann eine solche Kontrolleinrichtung auch so aufgebaut sein, dass sie mit mehreren Dosimetern zusammenarbeitet. Ein erfindungsgemäßes Kontrollsystem zur Überwachung einer Strahlenexposition weist somit zumindest ein Dosimeter und eine solche Kontrolleinrichtung auf.there Such a control device can also be designed so that she works with several dosimeters. An inventive control system for monitoring a radiation exposure thus has at least one dosimeter and a such control device.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Überwachung einer Strahlenexposition mittels einer als Strahlungsdetektor dienenden Speichereinrichtung ein eine Strahlungsdosis repräsentierender Wert detektiert und dieser Wert mittels einer Funkschnittstelle an eine Kontrolleinrichtung übermittelt. Diese kann dann z. B. den repräsentativen Dosiswert weiter bearbeiten, z. B. eine aktuelle Strahlendosis berechnen und protokollieren.at a method according to the invention for monitoring a radiation exposure by means of a serving as a radiation detector Storage device representing a dose of radiation Value detected and this value by means of a radio interface transmitted to a control device. This can then z. B. the representative Edit dose value, eg. B. calculate an actual radiation dose and log.

Bei einem geeigneten Aufbau der Speichereinrichtung und der Funkschnittstellen im Dosimeter und in der Kontrolleinrichtung kann so zu jedem Zeitpunkt die aktuelle Dosis der ionisierenden Strahlung, welcher das Dosimeter bzw. die Person, die das Dosimeter am Körper trägt, ausgesetzt war, ermittelt werden. Ein bisher übliches, durch eine hierfür zuständige Person durchzuführendes aktives Auslesen des Dosimeters ist dann nicht mehr nötig.at a suitable structure of the memory device and the radio interfaces in the dosimeter and in the control device can be so at any time the current dose of ionizing radiation, which is the dosimeter or the person who was wearing the dosimeter on the body, was determined. A hitherto usual, through one for this competent Person to be performed Active reading of the dosimeter is then no longer necessary.

Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgende Beschreibung enthalten weitere besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.The dependent claims and the following description contains further particularly advantageous Further developments and embodiments of the invention.

Erfindungsgemäß umfasst die Speichereinrichtung eine Mehrzahl von Speicherzellen. Dabei ist die Speichereinrichtung besonders bevorzugt als Halbleiter-Speichereinrichtung, d. h. in Form eines Halbleiter-Bauteils, aufgebaut. Hierbei sind verschiedene Varianten denkbar. Zum einen können die Speicherzellen in einem Grundzustand entladen sein und durch die Strahlung geladen werden. Es ist aber ebenso möglich, dass die Speicherzellen in einem Grundzustand geladen sind und durch die Strahlung entladen werden. Dies hängt zum einen vom Aufbau der Speicherzellen und zum anderen von der zu detektierenden Strahlung ab.According to the invention the memory device comprises a plurality of memory cells. there if the memory device is particularly preferred as a semiconductor memory device, d. H. in the form of a semiconductor device. Here are different variants conceivable. For one thing, the memory cells in be discharged to a ground state and charged by the radiation become. But it is also possible that the memory cells are charged in a ground state and through the radiation will be discharged. This depends partly on the structure of the Memory cells and on the other of the radiation to be detected from.

Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Speicherzellen und die Funkschnittstelle so ausgebildet, dass ein Speicherzustandswert einer Speicherzelle ein analoger Wert ist, der die von der betreffenden Speicherzelle erfasste Strahlungsdosis repräsentiert, ähnlich wie dies bei den zuvor beschriebenen Phosphatglas-Dosimetern oder Thermolumineszenz-Dosimetern der Fall ist. Dieser Speicherzustandswert kann dann von der Funkschnittstelle an die Kontrolleinrichtung übermittelt werden. Bei diesem Beispiel erfolgt also ein analoges Auslesen der einzelnen Speicherzellen, deren Ladezustand die bisher aufgefangene Strahlendosis darstellt.at an embodiment are the memory cells and the radio interface designed so a memory state value of a memory cell is an analog value is the radiation dose detected by the relevant memory cell represents, much like this with the previously described phosphate glass dosimeters or thermoluminescence dosimeters the case is. This memory state value may then be from the radio interface transmitted to the control facility become. In this example, an analog reading of the individual takes place Memory cells whose state of charge the previously absorbed radiation dose represents.

Bei einer bevorzugten einfachen Variante ist das Dosimeter so ausgebildet, dass in Abhängigkeit von der von einer bestimmten Speicherzelle erfassten Strahlungsdosis die Speicherzelle in einen bestimmten Speicherzustand (aus einer Anzahl von möglichen Speicherzuständen) schaltet. Es wird dann in Abhängigkeit von den Speicherzuständen der einzelnen Speicherzellen ein diskreter Speicherzustandswert der Speichereinrichtung ausgelesen.at In a preferred simple variant, the dosimeter is designed such that that depending on the radiation dose detected by a particular memory cell the memory cell into a specific memory state (from a Number of possible Memory states) on. It then becomes dependent from the memory states of individual memory cells a discrete memory state value of Memory device read out.

Vorzugsweise ist die Speichereinrichtung dabei eine digitale Speichereinrichtung mit digitalen Speicherzellen, welche zwei verschiedene Speicherzustände annehmen können. Bei einem solchen Dosimeter erfolgt automatisch eine Digitalisierung der erfassten Strahlungsdosis.Preferably the storage device is a digital storage device with digital memory cells, which assume two different memory states can. In such a dosimeter is automatically digitized the recorded radiation dose.

Bei einer besonders kostengünstigen und daher besonders bevorzugten Variante weist die Speichereinrichtung hierzu ein EPROM auf. Ein solches EPROM (Erasable Programmable Read-Only-Memory; löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) ist ein nichtflüchtiger elektronischer Halbleiter-Baustein, der vornehmlich in der Computertechnik eingesetzt wird. Ein solches EPROM besteht in der Regel aus einer Matrix aus Speicherzellen, welche jeweils aus einem MOSFET-Transistor mit einer isolierten Hilfselektrode, dem sog. „Floating Gate”, bestehen. Jede Speicherzelle repräsentiert ein Bit. Bei einem Programmieren eines solchen EPROMS wird eine erhöhte Spannung angelegt, so dass durch den Tunneleffekt das Floating Gate geladen wird. Dadurch verschiebt sich die Ansteuerspannung, bei welcher der Transistor einschaltet. Somit wird der Speicherzustand der Speicherzelle geändert. Die Daten lassen sich beliebig oft auf einfache Weise auslesen, wobei die Lesespannung erheblich unter der Programmierspannung liegt. Diese Speicherzellen können in der Regel durch jede elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von < 350 nm relativ schnell gelöscht werden. Üblicherweise wird hierzu UV-Licht verwendet. Die Strahlung bewirkt eine großflächige Ionisation des Halbleitermaterials, so dass die vorher aufgebrachte elektrische Ladung das Floating Gate des Transistors wieder verlassen kann. Somit wird das Bit-Muster gelöscht und das EPROM in seinen ursprünglichen Zustand zurückversetzt, d. h. die geladenen Speicherzellen werden wieder durch die ionisierende Strahlung entladen.In a particularly cost-effective and Therefore, particularly preferred variant, the memory device has an EPROM for this purpose. Such an erasable programmable read-only-memory (EPROM) is a nonvolatile electronic semiconductor device primarily used in computer engineering. As a rule, such an EPROM consists of a matrix of memory cells which each consist of a MOSFET transistor with an insulated auxiliary electrode, the so-called "floating gate". Each memory cell represents one bit. When programming such an EPROM, an increased voltage is applied so that the tunneling effect charges the floating gate. This shifts the drive voltage at which the transistor turns on. Thus, the memory state of the memory cell is changed. The data can be read as often as desired in a simple manner, the read voltage being considerably below the programming voltage. As a rule, these memory cells can be erased relatively quickly by any electromagnetic radiation having a wavelength of <350 nm. Usually this UV light is used. The radiation causes a large-area ionization of the semiconductor material, so that the previously applied electric charge can leave the floating gate of the transistor again. Thus, the bit pattern is cleared and the EPROM is returned to its original state, ie the charged memory cells are again discharged by the ionizing radiation.

Bei Verwendung eines solchen EPROMS als Strahlungsdetektor kann das erfindungsgemäße Dosimeter für verschiedenste ionisierende Strahlungen eingesetzt werden, d. h. neben Röntgenstrahlung und anderen geeigneten ionisierenden Strahlungen insbesondere auch zur Strahlungsüberwachung von UV-Strahlung. Ein Anwendungsgebiet eines erfindungsgemäßen Dosimeters wäre daher auch die Überwachung von z. B. Medikamenten oder bestimmten Lebensmitteln, die beispielsweise bei zu hoher UV-Exposition verderben könnten. Auch hier ist es nämlich oft so, dass eine kurze Exposition nicht zwangsläufig zum Verderben der Ware führt, das Überschreiten einer Grenzdosis hingegen schon. Auf die erfindungsgemäße Weise kostengünstig hergestellte Dosimeter können daher ohne weiteres auch auf entsprechenden Medikamenten- oder Lebensmittelpackungen oder anderen Objekten aufgebracht werden.at Using such an EPROM as a radiation detector, the Dosimeters according to the invention for different ones ionizing radiation are used, d. H. in addition to X-rays and other suitable ionizing radiation in particular to radiation monitoring of UV radiation. An application of a dosimeter according to the invention would be therefore also the surveillance from Z. As drugs or certain foods, for example if the UV exposure is too high could spoil. Here it is Often, a short exposure does not necessarily spoil the goods leads, the crossing a limit dose, however, already. In the inventive way economical prepared dosimeters can therefore also readily on appropriate drug or food packages or other objects.

Besonders bevorzugt kann dabei die Strahlungsfiltereinrichtung einen Strahlungsfilter umfassen, der sich in einer Ebene quer zu einer Haupteinstrahlungsrichtung über mehrere nebeneinander angeordnete Speicherelemente erstreckt und dessen Absorptionsvermögen in wenigstens einer Raumrichtung variiert. Das heißt, es wird z. B. eine Art von „Graukeil” eingesetzt, wie er auch bei den bisherigen Film- Dosimetern verwendet wird. Da die verschiedenen Speicherzellen mit unterschiedlichem Absorptionsvermögen abgeschirmt werden, kann – sofern das Absorptionsvermögen (bzw. die Verhaltenscharakteristik unter ionisierender Bestrahlung) für die einzelnen Speicherzellen bekannt ist – einfach anhand der Tatsache, welche Speicherzellen sich in welchem Speicherzustand befinden, auch bei einem Einsatz von Speicherzellen, die nur zwei verschiedene Zustände annehmen können, ohne weiteres ein großer Strahlungsdosisbereich gemessen werden.Especially In this case, the radiation filter device may preferably have a radiation filter comprising, in a plane transverse to a main direction of radiation over several arranged side by side storage elements and its absorption capacity in at least a spatial direction varies. That is, it is z. B. a kind used by "Graukeil", as it is also used in the previous film dosimeters. Because the different ones Memory cells with different absorption capacity shielded can - if that is absorbance (or the behavioral characteristic under ionizing radiation) for the individual Memory cells is known - easy based on the fact which memory cells are in which memory state even when using memory cells that are only two different states can accept without a doubt a big one Radiation dose range can be measured.

Sofern – wie zuvor beschrieben – ein EPROM als Speichereinrichtung verwendet wird, ist es dabei lediglich notwendig, das üblicherweise in einem solchen EPROM-Baustein im Gehäuse zum Löschen des EPROMS ohnehin vorhandene Fenster mit einem entsprechenden Strahlungsfilter zu versehen.If - as before described - an EPROM is used as a storage device, it is only necessary that usually in any such EPROM module in the housing for deleting the EPROM anyway existing Window with a corresponding radiation filter to provide.

Hierbei wird vorausgesetzt, dass die Speichereinrichtung abgesehen von dem mit dem Strahlungsfilter an passender Stelle zu den Speicherzellen angeordneten Fenster ein Gehäuse aufweist, welches für die zu überwachende Strahlung zumindest so weit undurchlässig ist, dass außerhalb des Fensters auf das Speichergehäuse auftreffende Strahlung nicht die Speicherzellen beeinflusst.in this connection It is assumed that the memory device apart from the arranged with the radiation filter at an appropriate location to the memory cells Window a housing which is for the ones to be monitored Radiation is at least impermeable to the extent that outside of the window on the storage enclosure incident radiation does not affect the memory cells.

Vorzugsweise kann das Dosimeter zusätzlich mit einem Streustrahlungsfilter ausgestattet sein, um zu vermeiden, dass schräg einfallende Strahlung auf die Speicherzellen trifft. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Strahlungsfiltereinrichtung nicht keilförmig ist, sondern ein beliebiges Dämpfungsmuster aufweist. So wird sichergestellt, dass die einzelnen Speicherzellen nur von Strahlung getroffen werden, die die für die betreffende Speicherzelle vorgesehene Dämpfung durchlaufen hat. Bei Verwendung eines keilförmigen Filters ist dies aber nicht zwingend notwendig.Preferably can the dosimeter in addition equipped with a stray radiation filter to avoid that oblique incident radiation hits the memory cells. This is especially true useful if the radiation filter device is not wedge-shaped, but any damping pattern having. This ensures that the individual memory cells only be hit by radiation, which is responsible for the relevant memory cell provided damping has gone through. When using a wedge-shaped filter this is not mandatory.

Zur Verwendung als Funkschnittstelle bietet sich die Nutzung einer RFID-Schnittstelle an.to Use as a radio interface offers the use of an RFID interface at.

Vorzugsweise wird eine Schnittstelle eingesetzt, welche nach Art eines sogenannten „passiven” Transponders aufgebaut ist. Das heißt, die Funk-Schnittstelle (beispielsweise die RFID-Schnittstelle) empfängt die zum Auslesen der Speichereinrichtung und zum Übersenden des Speicherzustandswerts benötigte Energie direkt über die Funkschnittstelle von der Leseeinrichtung der Kontrolleinrichtung. Da der Energiebedarf für das Auslesen von Speicherzellen, beispielsweise eines EPROM-Speichers, relativ gering ist, ist dies ohne weiteres mit herkömmlichen RFID-Lesegeräten und in herkömmlicher RFID-Technik aufgebauten Funkschnittstellen möglich.Preferably an interface is used, which in the manner of a so-called "passive" transponder is constructed. This means, the radio interface (for example, the RFID interface) receives the for reading the memory device and for sending of the memory state value Energy directly over the radio interface of the reading device of the control device. As the energy requirement for the reading of memory cells, such as an EPROM memory, relative is low, this is readily available with conventional RFID readers and in conventional RFID technology built Radio interfaces possible.

Dies ist ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Einsatzes einer Speichereinrichtung als Strahlendetektor. Bisher bekannte Dosimeter, welche in der Lage sind, unmittelbar ein die Dosis repräsentierendes elektronisches Signal zu liefern, wie beispielsweise Stab-Dosimeter oder die elektronischen Dosimeter auf Basis von Geiger-Müller-Zählrohren, benötigen nämlich eine zusätzliche Energiequelle.This is a particular advantage of the inventive use of a memory device as Ray detector. Previously known dosimeter, which in a position are immediately an electronic representing the dose Signal, such as rod dosimeters or the electronic Dosimeter based on Geiger-Müller counter tubes, need namely an additional Energy source.

Lediglich zum Programmieren der Speichereinrichtung, d. h. in dem vorliegenden Einsatzzweck zum Zurücksetzen der Speicherzellen in einen definierten Grundzustand, ist das Dosimeter vorzugsweise mit einer weiteren Schnittstelle versehen, an die eine entsprechende Speicherrücksetzung angeschlossen werden kann. Eine solche Speicherrücksetzeinrichtung umfasst erfindungsgemäß eine Schnittstelle, um die Speicherzellen eines Dosimeters der vorgenannten Art in einen definierten Grundzustand zurückzusetzen. Hierzu kann beispielsweise bei Verwendung eines EPROMS als Speichereinrichtung ein entsprechend modifizierter EPROM-Brenner verwendet werden. Diese Technik ist dem Fachmann bekannt und braucht daher nicht weiter erläutert zu werden.Only for programming the memory device, i. H. in the present Purpose for resetting of the memory cells in a defined ground state, is the dosimeter preferably provided with a further interface, to which a corresponding memory reset can be connected. Such a memory reset device according to the invention comprises an interface, to the memory cells of a dosimeter of the aforementioned type in a reset the default state. For this purpose, for example, when using an EPROM as a memory device a correspondingly modified EPROM burner can be used. These Technology is known in the art and therefore needs no further explained to become.

Die Speicherrücksetzeinrichtung sollte jedoch mit einer Schnittstelle zu der oben beschrieben Kontrolleinrichtung des Systems versehen sein, um die Speicherrücksetzeinrichtung entweder von der Kontrolleinrichtung aus anzusteuern oder um zumindest ein Informationssignal von der Speicherrücksetzeinrichtung an die Kontrolleinrichtung zu übermitteln, so dass die Kontrolleinrichtung über ein Rücksetzen der Speicherzellen eines von ihr zu kontrollierenden Dosismeters informiert ist.The Memory reset device However, it should interface with the control device described above be provided to the memory reset means either from the control device or at least one Information signal from the memory reset device to the control device to convey so the control device over a reset the memory cells of a dosimeter to be controlled by it is informed.

Die Kontrolleinrichtung weist vorzugsweise eine Zuordnungseinheit auf, um ein Dosimeter einer bestimmten Person zuzuordnen, sowie eine Protokollierungseinheit, beispielsweise mit einem geeigneten Datenspeicher, um für verschiedene Dosimeter und/oder verschiedene Personen ermittelte Dosiswerte zu protokollieren. Auf diese Weise reicht beispielsweise eine Kontrolleinrichtung aus, um die Einhaltung der Vorschriften innerhalb einer Institution, beispielsweise einer radiologischen Praxis oder einer Klinik oder einem Forschungsinstitut, zu überwachen.The Control device preferably has an allocation unit, to assign a dosimeter to a specific person, as well as a Logging unit, for example with a suitable data memory, around for different dosimeters and / or different people determined To record dose values. For example, that's enough a control device to ensure compliance within an institution, for example a radiological one Practice or a clinic or research institute.

Besonders bevorzugt befindet sich die Leseeinrichtung in einem Eingangsbereich eines der Strahlung ausgesetzten Bereichs, beispielsweise an der Tür eines Röntgenraums oder dergleichen. Dies hat den Vorteil, dass jedes Mal, wenn sich die Personen in den der Strahlung ausgesetzten Bereich hinein begeben oder aus diesem Bereich herauskommen, automatisch mit Hilfe der Leseeinrichtung die aktuelle Strahlungsdosis ermittelt und in geeigneter Weise protokolliert werden kann. Somit ist sichergestellt, dass Personen, die sich innerhalb des Bereichs bewegen, regelmäßig kontrolliert werden, ohne dass ein aktives Zutun einer für die Überwachung verantwortlichen Person erforderlich ist. Sofern die Kontrolleinrichtung dazu dient, mehrere Bereiche zu überwachen, sollte diese mit mehreren Leseeinrichtungen versehen sein, die sich jeweils in den Eingangsbereichen der der Strahlung ausgesetzten, zu überwachenden Bereiche befinden.Especially Preferably, the reading device is located in an entrance area a radiation-exposed area, for example at the Door one X-ray room or similar. This has the advantage that every time place the persons in the area exposed to the radiation or come out of this area, automatically with the help of Reading device determines the current radiation dose and in a suitable manner can be logged. This ensures that people, who move within the area, are regularly checked, without that an active involvement of one for The supervision responsible person is required. Unless the control device serves to monitor several areas, This should be provided with several reading devices that are each in the entrance areas of the radiation exposed, to be monitored Areas are located.

Bei einer ganz bevorzugten Variante ist die Kontrolleinrichtung mit einem Zugangsberechtigungssystem für den der Strahlung ausgesetzten Bereich gekoppelt. Es kann dann der Zutritt für eine Person in Abhängigkeit davon zugelassen werden, ob von der Leseeinrichtung detektiert wird, dass die betreffende Person ein Dosimeter mit sich führt und/oder dass die Strahlendosis, der die Person und/oder das mitgeführte Dosimeter bisher beispielsweise in einem bestimmten Zeitraum ausgesetzt war, nicht zu hoch ist. Dabei kann beispielsweise auch durch Eingabe weiterer Zugangscodes und/oder der Überprüfung biometrischer Daten der Person mit anderen Komponenten des Zugangsberechtigungssystems kontrolliert werden, ob die Person auch ein Dosimeter trägt, welches dieser Person zugeordnet ist, um Verwechslungen auszuschließen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Personen immer das vorgeschriebene Dosimeter mit sich führen. Ebenso kann sichergestellt werden, dass nicht Personen in den kritischen Bereich gelassen werden, bei denen die Strahlendosis bereits grenzwertig oder überschritten ist.at a very preferred variant is the control device with an access authorization system for the radiation exposed Coupled area. It can then be the access for a person depending allowed to be detected by the reader, that the person in question carries a dosimeter and / or that the radiation dose, the person and / or the entrained dosimeter previously exposed for example in a certain period, not is too high. In this case, for example, by entering more Access codes and / or biometric verification Data of the person with other components of the conditional access system be checked whether the person also carries a dosimeter, which assigned to this person to avoid confusion. On This way, it can be ensured that the persons always carry the prescribed dosimeter with you. Likewise can be ensured will not let people be left in the critical area, where the radiation dose is already borderline or exceeded is.

Besonders bevorzugt weist die Kontrolleinrichtung auch eine Alarmierungseinheit auf, welche in geeigneter Weise einen Alarm auslöst, wenn bezüglich eines Dosimeters und/oder einer Person, der das Dosimeter zugeordnet ist, eine bestimmte Strahlungsdosis überschritten ist.Especially Preferably, the control device also has an alarm unit on, which triggers an appropriate alarm when, with respect to a Dosimeters and / or a person associated with the dosimeter, exceeded a certain radiation dose is.

Mit dem erfindungsgemäßen Dosimeter bzw. dem erfindungsgemäßen System und Verfahren ist also eine völlig unkomplizierte, zeitnahe Auswertung der Exposition, insbesondere aber auch eine sehr zuverlässige Methode zur Überwachung der Strahlenexposition von Personen und Objekten gewährleistet. Es ist – anders als bei anderen Systemen – nicht mehr möglich, dass eine Auswertung der Dosimeter vergessen oder aus Zeitmangel nicht durchgeführt wird und daher eventuell Grenzwerte überschritten werden.With the dosimeter according to the invention or the system according to the invention and procedure is so completely uncomplicated, timely evaluation of the exposure, in particular but also a very reliable one Method of monitoring the radiation exposure of persons and objects. It is different as with other systems - nothing more possible, forgetting an evaluation of the dosimeter or for lack of time not performed and therefore possibly limit values are exceeded.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand eines Ausführungsbeispiels noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Es zeigen:The The invention will be described below with reference to the attached figures based on an embodiment once again closer explained. The same components are in the different figures with provided with identical reference numerals. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Überwachung einer Strahlenexposition; und 1 a schematic representation of a system for monitoring a radiation exposure; and

2 eine schematische Darstellung des Arbeitsprinzips eines Dosimeters. 2 a schematic representation of the operating principle of a dosimeter.

Das in 1 dargestellte Kontrollsystem zur Überwachung einer Dosis einer ionisierenden Strahlung S weist als wesentliche Komponenten ein Dosimeter 10 und eine Kontrolleinrichtung 30 auf. Wie bereits oben beschrieben, können einer Kontrolleinrichtung 30 mehrere solcher Dosimeter 10 zugeordnet sein bzw. es können mehrere Dosimeter 10 von einer solchen Kontrolleinrichtung 30 verwaltet werden.This in 1 shown control system for monitoring a dose of ionizing radiation S has as essential components a dosimeter 10 and a control device 30 on. As already described above, a control device 30 several such dosimeters 10 be assigned or it can be several dosimeters 10 from such a control device 30 to get managed.

Das Dosimeter 10 besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich zum einen aus einer Speichereinrichtung 15, hier ein EPROM 15, und zum anderen aus einem RFID-Transponder 11 (im Folgenden kurz „RFID-Tag” 11 genannt), umfassend ein Hochfrequenz-Sende-/Empfangsteil 13 und einen Mikroprozessor 12, welcher dazu dient, aus dem EPROM 15 Daten auszulesen und einen entsprechenden Speicherzustandswert W über die Sende-/Empfangseinrichtung 13 auszusenden.The dosimeter 10 consists essentially of two parts, namely on the one hand from a storage device 15 , here an EPROM 15 , and on the other hand from an RFID transponder 11 (hereafter "RFID tag" 11 called) comprising a high-frequency transmitting / receiving part 13 and a microprocessor 12 , which serves to get out of the EPROM 15 Read out data and a corresponding memory state value W via the transmitting / receiving device 13 send out.

Dieser Speicherzustandswert W wird von einer Leseeinrichtung 31 der Kontrolleinrichtung 30 empfangen und dort einer Auswerteeinheit 32 übergeben. Die Leseeinrichtung 31 befindet sich bevorzugt an einem Zugang zu dem Bereich, in dem die zu überwachende Strahlung auftritt, beispielsweise unmittelbar an der Tür eines Röntgenraums.This memory state value W is read by a reader 31 the control device 30 received and there an evaluation 32 to hand over. The reading device 31 is preferably located at an access to the area in which the radiation to be monitored occurs, for example, directly at the door of an X-ray room.

Die Auswerteeinheit umfasst zum einen eine Zuordnungseinheit 34 und zum anderen eine Protokolleinheit 33. In der Zuordnungseinheit 34 werden die verschiedenen Dosimeter, welche von der Kontrolleinrichtung 30 verwaltet werden, bestimmten Personen zugeordnet. Hierzu sind in einem Speicher 36 Personendaten D_P und Dosimeterdaten D_D hinterlegt. Dazu gehören insbesondere auch Informationen über eine bestimmte Kodierung der verschiedenen Dosimeter. Mit bekannten Techniken wird dabei dafür gesorgt, dass entweder die einzelnen Dosimeter 10 den Speicherzustandswert W mit einer speziellen Kodierung an die Leseeinrichtung 31 übertragen, so dass daran erkennbar ist, welches Dosimeter 10 den Wert W gesendet hat, oder es erfolgt auf sonstige Weise mit Hilfe einer Kennung die Identifizierung des sendenden Dosimeters 10.The evaluation unit comprises on the one hand an allocation unit 34 and on the other hand, a protocol unit 33 , In the allocation unit 34 be the various dosimeters that come from the control device 30 managed to be assigned to specific individuals. These are in a memory 36 Personal data D _P and dosimeter data D _D stored. This includes, in particular, information about a specific coding of the various dosimeters. With known techniques, it is ensured that either the individual dosimeter 10 the memory state value W with a special coding to the reading device 31 transmitted, so that it is recognizable which dosimeter 10 has sent the value W, or otherwise the identifier of the transmitting dosimeter is provided by means of an identifier 10 ,

Der Speicherzustandswert W wird, sofern erforderlich, in der Auswerteeinheit 32 in die genaue Dosis umgerechnet. Die Dosis kann dem jeweiligen Dosimeter 10 und somit der dem Dosimeter zugeordneten Person zugeordnet werden und mittels der Protokolleinrichtung 33 entsprechend protokolliert werden. Dabei werden zur langfristigen Archivierung die Dosimeterdaten D_D und/oder die Personendaten D_P im Datenspeicher 36 aktualisiert.The memory state value W is, if necessary, in the evaluation unit 32 converted into the exact dose. The dose may be given to the respective dosimeter 10 and thus associated with the person assigned to the dosimeter and by means of the protocol device 33 be logged accordingly. The dosimeter data D _D and / or the personal data D _P are stored in the data memory for long-term archiving 36 updated.

Die Auswerteeinheit 32, insbesondere die Protokollierungseinheit 33 und die Zuordnungseinheit 34, können hierbei auch in Form von Software auf einem geeigneten Rechner realisiert sein.The evaluation unit 32 , in particular the logging unit 33 and the allocation unit 34 , can also be realized in the form of software on a suitable computer.

Das Funktionsprinzip des Dosimeters 10 wird im Folgenden anhand von 2 erläutert.The operating principle of the dosimeter 10 is described below by means of 2 explained.

Das EPROM 15 weist in einem Gehäuse 16 ein Speicherarray A mit mehreren Speicherzellen Z auf. Wie bereits eingangs erläutert, handelt es sich bei den Speicherzellen Z eines solchen EPROMS 15 jeweils um Halbleitertransistoren, deren Schaltzustand durch Aufladen oder Entladen eines Floating Gate geändert werden kann. Dieser Schaltzustand kann von außen ausgelesen werden. Durch Anlegen einer externen Spannung an die passenden Transistoranschlüsse können die Floating Gates jeweils aufgeladen werden. Eine Entladung erfolgt, wenn ionisierende Strahlung auf die Floating Gates auftrifft. Dieser Vorgang unterscheidet sich nicht von dem üblichen „Brennen” und Löschen eines herkömmlichen EPROMS. Diese Technik ist also dem Fachmann bekannt und muss daher hier nicht weiter er läutert werden. Jedoch werden üblicherweise solche EPROMS nicht als Detektoren zur Erkennung bzw. zur Messung der Dosis von ionisierender Strahlung eingesetzt.The EPROM 15 points in a housing 16 a memory array A with a plurality of memory cells Z on. As already explained at the beginning, the memory cells Z are such an EPROMS 15 each to semiconductor transistors whose switching state can be changed by charging or discharging a floating gate. This switching state can be read from the outside. By applying an external voltage to the appropriate transistor connections, the floating gates can be charged respectively. Discharge occurs when ionizing radiation impinges on the floating gates. This process does not differ from the usual "burning" and erasing of a conventional EPROM. This technique is therefore known in the art and therefore need not be further explained here. However, such EPROMS are usually not used as detectors for measuring or measuring the dose of ionizing radiation.

Diese Verwendung wird hier so realisiert, dass das Fenster 17 im Gehäuse 16 des EPROMS mit einem sog. „Graukeil” 18 belegt wird. Hierbei handelt es sich um eine Strahlungsfiltereinrichtung 18, welche in einer Richtung y quer zu einer Haupteinstrahlrichtung R der zu detektierenden Strahlung S eine unterschiedliche Dicke aufweist. (Die Haupteinstrahlrichtung R ist dabei hier als Normale auf der Filterebene definiert, d. h. der Ebene, in der sich der Graukeil 18 erstreckt.)This use is realized here so that the window 17 in the case 16 of the EPROM with a so-called "gray wedge" 18 is occupied. This is a radiation filter device 18 which has a different thickness in a direction y transverse to a main irradiation direction R of the radiation S to be detected. (The main irradiation direction R is here defined as normal on the filter plane, ie the plane in which the gray wedge 18 extends.)

Zunächst wird das EPROM 15 so programmiert, d. h. gebrannt, dass eine bestimmte Anzahl von Zellen Z, vorzugsweise alle Zellen Z, entlang der Richtung y, in der das Absorptionsvermögen des Graukeils 18 zunimmt, geladen sind. Diese Zellen Z befinden sich dann in einem ersten Schaltzustand, der hier als „Grundzustand” definiert ist. Durch die in den Zellen Z aufgefangene ionisierende Strahlung werden die Zellen Z nach und nach wieder entladen und kippen nach einer definierten in der Zelle Z kumulierten Strahlendosis in den zweiten Schaltzustand um. Dabei werden die Zellen, die an einer Position liegen, an der das Absorptionsvermögen des Filters 18 gering ist, bereits bei einer geringen auf das Dosimeter 10 auftreffenden Dosis entladen, d. h. sie fallen bereits früher in den zweiten Schaltzustand, da die Strahlung ja nur relativ wenig abgeschwächt wird. Die Speicherzellen, die von der Filtereinrichtung 18 stark abgeschirmt werden, wechseln in den entladenen Speicherzustand erst bei einer vergleichsweise hohen auf das Dosimeter auftreffenden Dosis.First, the EPROM 15 programmed, ie burned, that a certain number of cells Z, preferably all cells Z, along the direction y, in which the absorption capacity of the gray wedge 18 increases, are loaded. These cells Z are then in a first switching state, which is defined here as the "ground state". As a result of the ionizing radiation trapped in the cells Z, the cells Z are gradually discharged again and, after a defined dose of radiation accumulated in the cell Z, tip over into the second switching state. The cells which are in a position at which the absorption capacity of the filter 18 low, even at a low on the dosimeter 10 Unload discharging dose, ie they fall earlier in the second switching state, since the radiation is only relatively little attenuated. The memory cells used by the filter device 18 strongly shielded, change to the discharged memory state only at a comparatively high incident on the dosimeter dose.

Sofern definiert ist, dass die aufgeladenen Zellen jeweils eine Null im Bit-Muster darstellen und die entladenen Zellen eine Eins, so entspricht die Anzahl der entladenen Zellen, deren Wert gleich Eins ist, direkt einem digitalen Wert, welcher die aufgefangene Strahlendosis repräsentiert. Der Mikro prozessor 12 im RFID-Tag 11 muss also lediglich die Bit-Summe des EPROMS 15 abfragen, um den für die kumulierte Dosis repräsentativen Speicherzustandswert W zu erhalten. Selbstverständlich ist dieses Verfahren genauso einsetzbar, wenn die aufgeladenen Zellen eine Eins repräsentieren und die entladenen Zellen die Null. In diesem Fall muss später nur der inverse Wert berechnet werden.If it is defined that the charged cells each represent a zero in the bit pattern and the discharged cells a one, then the number of discharged cells whose value is equal to one directly corresponds to a digital value representing the collected radiation dose. The micro processor 12 in the RFID tag 11 So only the bit-sum of the EPROM has to be used 15 to obtain the memory state value W representative of the cumulative dose. Of course, this method is equally applicable when the charged cells represent a one and the discharged cells represent zero. In this case, later only the inverse value has to be calculated.

Mit der Dicke und Variation der Dicke des Filters bzw. Graukeils 18 kann auf besonders einfache Weise eine Empfindlichkeitskennlinie des Dosimeters 10 vorgegeben werden. Eine solche Kennlinie kann auch rechnerisch bei der Auswertung des Speicherzustands angewendet werden.With the thickness and variation of the thickness of the filter or gray wedge 18 can in a particularly simple way a sensitivity characteristic of the dosimeter 10 be specified. Such a characteristic can also be used mathematically in the evaluation of the memory state.

Vorzugsweise wird als EPROM 15 ein CMOS-EPROM verwendet. Dieses hat einen sehr geringen Stromverbrauch. Um ein solches EPROM auszulesen, werden beispielsweise bei einem Auslesetakt von 2,5 MHz nur 0,4 mA benötigt.Preferably, as EPROM 15 a CMOS EPROM is used. This has a very low power consumption. In order to read out such an EPROM, for example, only 0.4 mA is required for a read-out clock of 2.5 MHz.

Wie die Prinzipdarstellung in 2 zeigt, müssen in einem EPROM 15 nicht alle Zellen Z ausgelesen werden. Vielmehr genügt es, entlang der Richtung y, in welcher das Absorptionsvermögen des Filters 18 ansteigt, ein paar Speicherzellen auszulesen. Beispielsweise könnten 100 Speicherzellengruppen mit je acht Bit entlang des Graukeils 18 ausgelesen werden (Übliche 8-Bit-EPROM sind so organisiert, dass jeweils eine Speicherzellengruppe mit acht Speicherzellen gemeinsam auslesbar sind, d. h. das Auslesen erfolgt immer byte-weise). Für diese 800 Speicherzellen gilt dann, dass die Dosis, die von dem EPROM 15 gemessen wurde, die Summe der gesetzten Bits über alle 800 Speicherzellen ist. Dies bedeutet, dass die maximale Dosis 800 Bit und die minimale Dosis 0 Bit entspricht. Dieses Prinzip funktioniert auch mit weniger Speicherzellen, wird aber selbstverständlich stabiler, je mehr Speicherzellen in die Aufsummierung mit einbezogen werden. Der Energiebedarf bei 800 auszulesenden Speicherzellen beträgt bei einer Zykluszeit von 400 ns und drei Lesezyklen pro Speicherzugriff grob geschätzt 5·10^–8 Ws. Ein im Mikroprozessor 12 benötigter Energiebedarf zur Berechnung der Bit-Summe und der Kodierung einer Nachricht zum Versenden des Speicherzustandswerts W liegt grob geschätzt bei einem Faktor 100 des Auslesevorgangs des EPROMS 15. Der Gesamtenergiebedarf für das Auslesen und Versenden des Werts läge damit unterhalb von 10^–5 Ws.Like the schematic diagram in 2 shows have to be in an EPROM 15 not all cells Z are read out. Rather, it is sufficient along the direction y, in which the absorption capacity of the filter 18 increases, read out a few memory cells. For example, there could be 100 eight-bit memory cell groups along the gray wedge 18 (usual 8-bit EPROM are organized so that each one memory cell group with eight memory cells are read together, ie the reading is always byte by byte). For these 800 memory cells, then, the dose that comes from the EPROM 15 is the sum of the set bits over all 800 memory cells. This means that the maximum dose is 800 bits and the minimum dose is 0 bits. This principle also works with fewer memory cells, but of course becomes more stable the more memory cells are included in the summation. The energy requirement of 800 memory cells to be read out is roughly 5 · 10 ^-8 Ws with a cycle time of 400 ns and three read cycles per memory access. One in the microprocessor 12 Required energy required to compute the bit sum and encode a message to send the memory state value W is roughly estimated at a factor 100 of the EPROM read-out 15 , The total energy requirement for reading and sending the value would thus be below 10 ^-5 Ws.

Aufgrund dieses geringen Energiebedarfs eignet sich das Dosimeter für die Anwendung passiver RFID-Technik, bei der die zum Auslesen des EPROMS 15 und zum Berechnen und Kodieren sowie Versenden des Speicherzustandswerts W benötigte Energie von der Leseeinrichtung 31 über die Luftschnittstelle zur Verfügung gestellt wird. D. h. die Leseeinrichtung 31 sendet Energie E beim Auslesen an die Sende-/Empfangseinrichtung 13 des RFID-Tags 11. Das aktuelle gesetzliche Limit für die effektiv abgestrahlte HF-Leistung von RFID-Lesern liegt typischerweise bei 4 Watt. Selbst wenn man einen unteren Grenzwert von 1 Watt wählt und von einer typischen Sende- bzw. Aufladezeit des RFID-Tags von 50 ms ausgeht, wird eine Energie von ca. 5·10^–2 Ws ausgestrahlt. Auch bei einer sehr schlechten Antenne wird dabei von der RFID-Antenne des RFID-Tags 11 im Dosimeter 10 das ausgesendete Signal mit mindestens –20 dB aufgenommen. Dies entspricht einer Energie von 5·10^–4 Ws, was ca. 50-mal über der oben geschätzten benötigten Energie liegt. Das Dosimeter 10 kann somit völlig passiv, d. h. ohne eine eigene Energiequelle arbeiten.Due to this low energy requirement, the dosimeter is suitable for the application of passive RFID technology, in which the read-out of the EPROM 15 and energy required by the reading device to calculate and encode and send the memory state value W 31 is provided via the air interface. Ie. the reading device 31 sends energy E to the transmitting / receiving device during readout 13 of the RFID tag 11 , The current legal limit for the effectively radiated RF power of RFID readers is typically 4 watts. Even if one chooses a lower limit of 1 Watt and assumes a typical transmission or charging time of the RFID tag of 50 ms, an energy of about 5 · 10 ^-2 Ws is emitted. Even with a very bad antenna is doing of the RFID antenna of the RFID tags 11 in the dosimeter 10 the transmitted signal was recorded with at least -20 dB. This corresponds to an energy of 5 · 10 ^-4 Ws, which is about 50 times higher than the estimated energy required above. The dosimeter 10 can thus be completely passive, ie work without its own energy source.

Anders als bei herkömmlichen Dosimetern ist es nicht nötig, das Dosimeter 10 nach jedem Auslesen oder zu jedem Auslesen zurückzusetzen. Stattdessen kann beispielsweise über eine am Zugang des kritischen Bereichs installierte Leseeinrichtung 31 bei jedem Zutritt und/oder bei jedem Verlassen des Bereichs immer der aktuell im EPROM 15 kumulierte Dosiswert W an die Kontrolleinrichtung 30 übermittelt und dort mitprotokolliert werden. Hierzu kann die Leseeinrichtung 31 die entsprechende Energie E mit einem Anforderungssignal an das Dosimeter 10 aussenden. Das Dosimeter 10 sendet dann ein Antwortsignal zurück, mit dem der Speicherzustandswert W übermittelt wird. Anhand des Protokolls ist es dann auch ohne weiteres möglich, die Dosis zu bestimmen, die seit dem letzten Auslesen des betreffenden Dosimeters 10 hinzugekommen ist. Erst wenn eine bestimmte Gesamtdosis im EPROM 15 aufakkumuliert wurde, muss das EPROM 15 zurückgesetzt werden.Unlike conventional dosimeters, it is not necessary to use the dosimeter 10 reset after each reading or reading. Instead, for example, via a reader installed at the entrance of the critical area 31 with each entry and / or every leaving the area always the current in the EPROM 15 accumulated dose value W to the control device 30 be transmitted and logged there. For this purpose, the reading device 31 the corresponding energy E with a request signal to the dosimeter 10 send out. The dosimeter 10 then sends back a response signal, with which the memory state value W is transmitted. The protocol also makes it possible to easily determine the dose that has elapsed since the last reading of that dosimeter 10 has been added. Only when a certain total dose in the EPROM 15 has accumulated, the EPROM must 15 be reset.

Hierzu wird dann externe Energie benötigt, um das EPROM 15 neu zu brennen. Dies erfolgt mit Hilfe einer Speicherrücksetzeinrichtung 20, die nach Art eines herkömmlichen EPROM-Brenners aufgebaut sein kann. Hierfür weist das Dosimeter 10 eine Schnittstelle 19 auf, welche mit einer entsprechenden Schnittstelle 21 der Speicherrücksetzeinrichtung 20 gekoppelt werden kann. Diese Speicherrücksetzeinrichtung 20 kann beispielsweise auch von der Kontrolleinrichtung 30 gesteuert werden, um ein bestimmtes Bit-Muster in das EPROM einzubrennen. Alternativ kann auch eine autarke Speicherrücksetzeinrichtung 20 verwendet werden. In diesem Fall sollte aber über eine geeignete Schnittstelle ein entsprechendes Signal an die Kontrolleinrichtung 30 gesendet werden, so dass dort bekannt ist, dass der Speicherzustand insgesamt auf Null zurückgesetzt wurde. Je nach Auswertealgorithmus müssen im Übrigen nicht alle Zellen des EPROMS gebrannt, d. h. vorgesetzt werden. Beispielsweise kann eine bestimmte Zeile des Speicherarrays A in y-Richtung (vgl. 2) in den definierten geladenen Grundzustand gesetzt werden.For this purpose, external energy is needed to the EPROM 15 to burn again. This is done by means of a memory reset device 20 , which may be constructed in the manner of a conventional EPROM burner. For this, the dosimeter 10 an interface 19 on which with an appropriate interface 21 the memory reset device 20 can be coupled. This memory reset device 20 For example, from the control device 30 be controlled to burn a specific bit pattern in the EPROM. Alternatively, a self-sufficient memory reset can be used Facility 20 be used. In this case, however, a suitable signal should be sent to the control device via a suitable interface 30 are sent, so that it is known that the memory state has been reset to zero. Incidentally, depending on the evaluation algorithm, not all cells of the EPROM need to be burned, ie pre-set. For example, a specific row of the memory array A in y-direction (see. 2 ) are set in the defined loaded basic state.

Das eigentliche Messergebnis, nämlich die Speicherzustandswerte W, bleiben ohne weiteres über sehr lange Zeit enthalten. Ein etwaiges Rückfallen der Speicherzellen Z in einen anderen Zustand ist hierbei weitestgehend ausgeschlossen. Zur Erhöhung der Sicherheit können im Übrigen mehrere parallel in y-Richtung (vgl. 2) verlaufende Zellenreihen genutzt werden, so dass durch die jeweils auf gleicher Höhe in y-Richtung liegenden parallelen Zellen Z eine Redundanz erreicht ist. Hierdurch wird der Rauschanteil in den Messwerten reduziert.The actual measurement result, namely the memory state values W, are readily contained over a very long time. Any fallback of the memory cells Z in another state is largely excluded. To increase safety, moreover, several parallel in the y-direction (see. 2 ) extending rows of cells are used, so that by the respectively at the same height in the y-direction parallel cells Z a redundancy is achieved. This reduces the noise component in the measured values.

Der Energiebedarf des Brennens beträgt beispielsweise selbst bei einem herkömmlichen EPROM 27C64 beim Brennen von 800 Zel len 0,15 Ws, wobei die Brenndauer bekannter Brennalgorithmen hierfür etwa 0,6 s beträgt. Da zum Brennen eine höhere Spannung benötigt wird, ist der schaltungstechnische Aufbau innerhalb des Dosimeters 10 hier so gewählt, dass die Zuleitung zum Rücksetzen des EPROMS 15 über entsprechend hohe Widerstände 14, beispielsweise 2 kΩ-Widerstände, vom RFID-Tag 11 getrennt ist, um Auswirkungen auf den Mikroprozessor 12 zu vermeiden.For example, even with a conventional EPROM 27C64, when burning 800 cells, the energy requirement of burning is 0.15 Ws, with the burning time of known combustion algorithms being about 0.6 s for this purpose. Since a higher voltage is required for firing, the circuit design is within the dosimeter 10 chosen here so that the supply line for resetting the EPROM 15 over correspondingly high resistances 14 , for example 2 kΩ resistors, from the RFID tag 11 disconnected to affect the microprocessor 12 to avoid.

Als optionale Komponenten weist die Kontrolleinrichtung 30 hier eine Alarmeinheit 35 auf, mit der Alarm ausgelöst wird, wenn von der Auswerteeinheit 32 festgestellt wird, dass bei einer Person die zulässige Dosis überschritten ist, so dass von der für die Überwachung zuständigen Person die entsprechenden Maßnahmen getroffen werden können.As optional components, the control device 30 here an alarm unit 35 on, with which the alarm is triggered, if by the evaluation unit 32 it is established that the permissible dose of a person has been exceeded so that appropriate measures can be taken by the person responsible for the surveillance.

Die Kontrolleinrichtung 30 ist hier außerdem mit einem Zugangsberechtigungssystem 40 gekoppelt. Dieses Zugangsberechtigungssystem 40 dient beispielsweise zur Überwachung, ob bestimmten Personen der Zutritt in einen kritischen Bereich erlaubt wird, in dem die zu überwachende Strahlung auftritt. Hierbei kann es sich um ein herkömmliches Zugangsberechtigungssystem 40, beispielsweise ein elektronisches Schloss, handeln, welches mit einem Code arbeitet und/oder welches biometrische Daten der betreffenden Person überprüft. Dieses Zugangsberechtigungssystem 40 bekommt hier zusätzlich die Informationen übermittelt, ob die Leseeinrichtung 31 ein Dosimeter 10 erkennt bzw. auslesen kann, das der Person zugeordnet ist, die den Zugang begehrt. Dies kann wie gesagt durch Aussenden entsprechender Energie E mit einem Anforderungssignal an das Dosimeter 10 erfolgen. Wenn kein entsprechendes Antwortsignal kommt bzw. kein Speicherzustandswert W übermittelt wird, welcher zu dem betreffenden Dosimeter 10 gehört, so wird der Zutritt verweigert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass nur Personen mit einem der betreffenden Person persönlich zugeordneten und einwandfrei funktionierenden Dosimeter Zutritt erhalten.The control device 30 here is also with an access authorization system 40 coupled. This conditional access system 40 For example, it is used to monitor whether certain persons are allowed access to a critical area in which the radiation to be monitored occurs. This can be a conventional conditional access system 40 , For example, an electronic lock, which works with a code and / or which verifies biometric data of the person concerned. This conditional access system 40 here additionally receives the information transmitted, whether the reading device 31 a dosimeter 10 can recognize or read, which is assigned to the person who desires access. As stated, this can be done by emitting corresponding energy E with a request signal to the dosimeter 10 respectively. If no corresponding response signal comes or no memory state value W is transmitted, which to the respective dosimeter 10 is heard, access is denied. This ensures that only people with a personal dosimeter assigned to them and working properly will gain access.

Dabei kann auch gleich geprüft werden, ob das EPROM 15 im Dosimeter 10 erneut zurückgesetzt werden muss. Ist dies der Fall, kann beispielsweise vom Zutrittsberechtigungssystem 40 eine entsprechende Meldung ausgegeben werden. Die betreffende Person muss dann erst das Dosimeter 10 mit Hilfe der Speicherrücksetzeinrichtung 20 auf einen Ausgangswert zurücksetzen.It can also be checked immediately whether the EPROM 15 in the dosimeter 10 must be reset again. If this is the case, for example, by the access authorization system 40 a corresponding message is issued. The person concerned then first needs the dosimeter 10 with the help of the memory reset device 20 to reset to an initial value.

Ein wie zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes RFID-gestütztes passives Dosimeter 10 kann jederzeit ausgelesen werden. Es wird hierzu keinerlei Energie im Dosimeter 10 benötigt, da die Energie E während des Auslesens vom Lesegerät 31 eingestrahlt werden kann.An inventive RFID-based passive dosimeter as described above 10 can be read out at any time. There is no energy in the dosimeter 10 needed, as the energy E during reading from the reader 31 can be radiated.

Das Auslesen kann sogar während einer Messphase erfolgen. Mit dem Dosimeter 10 oder dem Verfahren ist es insbesondere möglich, einen Defekt in einer Anlage, welche die ionisierende Strahlung aussendet, zu erkennen. Beispielsweise kann für die einzelnen der Strahlung ausgesetzten Personen der Dosisanstieg über der Zeit ausgewertet und mit z. B. in der Kontrolleinrichtung 30 hinterlegten, bekannten Dosiswerten für bestimmte Routinen des die Strahlung aussendenden Geräts verglichen werden. Tritt nun ein für eine bestimmte Routine ungewöhnlich hoher Dosisanstieg innerhalb einer sehr kurzen Zeit auf, so kann dieser detektiert werden und es können evtl. Alarmsignale ausgegeben werden und/oder andere Maßnahmen erfolgen.The reading can even take place during a measuring phase. With the dosimeter 10 or the method, in particular, it is possible to detect a defect in a system which emits the ionizing radiation. For example, for the individual persons exposed to the radiation, the dose increase over time can be evaluated and analyzed with z. B. in the control device 30 deposited, known dose values for certain routines of the radiation emitting device are compared. If an unusually high dose rise for a particular routine occurs within a very short time, then this can be detected and possibly alarm signals can be output and / or other measures can be taken.

Das Dosimeter 10 hat zudem den Vorteil, dass sich die Anwendung für den Träger des Dosimeters 10 in keiner Weise von den herkömmlichen Dosimetern unterscheidet. Lediglich das lästige Austauschen der Dosimeter, an welches die betreffende Person selber denken muss oder von entsprechenden hierfür verantwortlichen Personen regelmäßig hingewiesen wird, ist nicht mehr erforderlich.The dosimeter 10 also has the advantage that the application for the wearer of the dosimeter 10 in no way different from conventional dosemeters. Only the annoying replacement of the dosimeter, to which the person in question must think for himself or is regularly advised by appropriate responsible persons, is no longer necessary.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehend detailliert beschriebenen Aufbau der Komponenten lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So kann beispielsweise anstatt eines keilförmigen Filters auch ein Speicherzellenarray verwendet werden, welches mit einzelnen Strahlungsfiltern unterschiedlicher Absorption bestückt ist. Auch hier ändert dann jede Speicherzelle nach der anderen ihren Speicherzustand gemäß der durch die Absorptionsschicht bestimmten Dosis. Beim Auslesen können dann auch z. B. speziell diese Speicherzellen abgefragt und ausgewertet werden.It is finally pointed out once again that the structure of the components described above in detail is only an embodiment which can be modified by the person skilled in many different ways without departing from the scope of the invention. For example, instead of a wedge-shaped filter, a memory cell array ver be used, which is equipped with individual radiation filters of different absorption. Here too, each memory cell after the other changes its memory state according to the dose determined by the absorption layer. When reading can then also z. B. especially these memory cells are queried and evaluated.

Claims

Dosimeter 10 ) for monitoring a radiation exposure, comprising - a storage device serving as a radiation detector ( 15 ), which comprises a plurality of memory cells (Z) and is designed such that the memory state of the memory device ( 15 ) by a memory device ( 15 ) to be monitored radiation (S) is changed in a defined manner, - a radiation filter device ( 18 ) which is constructed such that different of the memory cells (Z) are shielded with a different absorption capacity, and - a radio interface ( 11 ) which is adapted to a memory state value representing the memory state (W) to a control device ( 30 ).

Dosimeter according to claim 1, characterized in that the storage device ( 15 ) a semiconductor memory device ( 15 ).

Dosimeter according to claim 1 or 2, characterized that the memory cells (Z) are discharged in a ground state and charged by the radiation (S).

Dosimeter according to claim 1 or 2, characterized that the memory cells (Z) are charged in a ground state and be discharged by the radiation (S).

Dosimeter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the memory cells (Z) and the radio interface ( 11 ) such that a memory state value of the memory cell is an analog value that represents the radiation dose detected by the relevant memory cell, and this memory state value is transmitted from the radio interface ( 11 ) to the control body ( 30 ) is transmitted.

Dosimeter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the dosimeter ( 10 ) is configured such that, depending on the radiation dose detected by a specific memory cell (Z), the memory cell (Z) switches to a specific memory state and a discrete memory state value (W) of the memory device (W) in dependence on these memory states of the individual memory cells (Z) 15 ) is read out.

Dosimeter according to claim 6, characterized in that the storage device ( 15 ) a digital storage device ( 15 ).

Dosimeter according to claim 7, characterized in that the storage device ( 15 ) an EPROM ( 15 ).

Dosimeter according to claim 8, characterized in that the radiation filter device ( 18 ) a radiation filter ( 18 ) which extends in a plane transverse to a main direction of radiation (R) over a plurality of juxtaposed memory cells (Z) and whose absorption capacity varies in at least one spatial direction (y).

Dosimeter according to one of claims 1 to 9, characterized in that the radio interface ( 11 ) a passive radio interface ( 11 ).

Dosimeter according to one of claims 1 to 10, characterized by an interface ( 19 ) to set the memory cells (Z) in a defined ground state.

Control system ( 1 ) with at least one dosimeter ( 10 ) according to one of claims 1 to 11 and a control device ( 30 ) for monitoring a radiation exposure of the dosimeter ( 10 ), with - a reading device ( 31 ) which is adapted to receive a radio interface ( 11 ) of the dosimeter ( 10 ) receive received memory state value (W), and - an evaluation unit ( 32 ) in order to determine, on the basis of the transmitted memory state value (W), a current dose value which represents the radiation dose which the relevant dosimeter ( 10 ) was exposed.

Control system according to Claim 12, characterized by a memory reset device ( 20 ) with an interface ( 21 ) to the memory cells (Z) of a dosimeter ( 10 ) to set according to one of claims 1 to 11 in a defined ground state.

Control system according to claim 12 or 13, characterized by an allocation unit ( 34 ) to a dosimeter ( 10 ) to a particular person, and a logging unit ( 33 ) for different dosimeters ( 10 ) and / or to record various dose levels.

Control system according to one of Claims 12 to 14, characterized in that the reading device ( 31 ) is arranged in an input region of an area exposed to the radiation (S).

Control system according to one of Claims 12 to 15, characterized in that the control device ( 30 ) with an access authorization system ( 40 ) is coupled for an area exposed to the radiation (S) and an access for a person is permitted depending on whether the reading device ( 31 ) is detected that the person is a dosimeter ( 10 ) and / or which radiation dose the person and / or the entrained dosimeter ( 10 ) was exposed.

Control system according to one of Claims 12 to 16, characterized by an alerting unit ( 35 ), which triggers an alarm when, with respect to a dosimeter ( 10 ) and / or a person holding the dosimeter ( 10 ) is assigned, a certain radiation dose is exceeded.

Method for monitoring radiation exposure, in which - by means of a storage device serving as a radiation detector ( 15 ), which comprises a plurality of memory cells (Z), a radiation dose representing value (W) is detected, wherein different of the memory cells (Z) are shielded with a different absorption capacity, - and this value (W) by means of a radio interface ( 11 ) to a control facility ( 30 ) is transmitted.