Jak dawkować promieniowanie

Dozymetria promieniowania, czyli ocena dawki promieniowania, jaką otrzymuje człowiek, ma zastosowanie w monitorowaniu narażenia zawodowego, ocenie terapii biomedycznych, analizie dawek rozproszonych w radioterapii, a nawet ocenie narażenia ludzi na pokładzie samolotów pasażerskich lub statków kosmicznych. W ramach projektu ARDENT (Advanced Radiation Dosimetry European Network Training initiative), finansowanego ze środków UE, duże międzynarodowe konsorcjum złożone z ośmiu partnerów głównych i sześciu podmiotów stowarzyszonych szkoli początkujących badaczy (ESR) na temat tych zagadnień.

Założeniem projektu jest umocnienie międzynarodowej współpracy i europejskich badań, promowanie transferu technologii do przemysłu oraz przygotowanie nowego pokolenia naukowców do pracy w coraz ważniejszej dziedzinie, jaką jest dozymetria. Prace koncentrują się na detektorach gazów, ciał stałych i detektorach śladowych (wykorzystujących różnice prędkości, z jakimi śladowe ilości cząstek są wytrawiane w porównaniu z materiałami masowymi). Badacze opracowują i testują aparaturę do pomiaru rozkładu energii i ilości dozymetrycznych w złożonych polach promieniowania oraz wiązkach cząstek monoenergetycznych stosowanych w leczeniu raka.

Pomyślnie zrekrutowano wszystkich 15 początkujących badaczy i zaangażowano ich w szeroko zakrojony program badawczo-szkoleniowy. Badacze pochodzą z 10 krajów, a około jedna czwarta z nich to kobiety, co jest dość dobrym wskaźnikiem na tle ogólnej reprezentacji kobiet w tej dziedzinie. Dla każdego ESR dokumentowane są szkolenia, prace doświadczalne, konferencje i prezentacji, publikacje naukowe, działania promocyjne i delegacje. Na stronie internetowej projektu można znaleźć szczegółowe informacje na jego temat oraz na temat wyników prowadzonych prac.

Oprócz pierwotnie zaplanowanych działań udało się zapewnić badaczom możliwość korzystania z symulatora Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) do badania reakcji chipu TimePix. TimePix to hybrydowy półprzewodnikowy detektor śladowych ilości cząstek umożliwiający bezpośredni pomiar energii różnych rodzajów promieniowania. Geant4 jest zestawem narzędzi do symulacji przechodzenia cząstek przez materię. Oba systemy opracowano przy współpracy z ośrodkiem CERN w Szwajcarii.

Opracowaniu i zastosowaniom Timepix poświęconych jest kilka projektów. Zbudowano nowy detektor GEMPix, łączący dwie technologie CERN (GEM i Timepix), który może znaleźć zastosowanie w dozymetrii medycznej, mikrodozymetrii oraz pomiarach emiterów niskoenergetycznych fotonów w charakterystyce odpadów promieniotwórczych.

Czterowymiarowy fantom symuluje ruch ludzkiej klatki piersiowej podczas oddychania, umożliwiając symulację ruchu płuc, kości i tkanek oraz trójwymiarowego ruchu guza w funkcji czasu. System umożliwia między innymi wstawianie pasywnych i aktywnych detektorów w celu precyzyjnego pomiaru dawki dostarczanej do ruchomego guza w konwencjonalnych ośrodkach radioterapii, a przyszłości w zaawansowanych ośrodkach hadronoterapii.

W ramach projektu ARDENT prowadzone są nowoczesne badania w zakresie dozymetrii promieniowania, ze szczególnym naciskiem na zastosowania przemysłowe dzięki współpracy z czterema partnerami przemysłowymi. Projekt umożliwił przeszkolenie nowego pokolenia badaczy w bardzo ważnej dziedzinie, umocnił rozwój sektora prywatnego oraz przyczynił się do poszerzenia trwałej międzynarodowej współpracy.