Seminar der Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit (ASI)

10:30 -11:30 Uhr, Auditorium (WHGA/001)

Radiation field monitoring with compact imaging trackers of Timepix type

Jan Jakubek, Advacam s.r.o.

Abstract: Semiconductor pixel detectors, originally being developed for high energy particle tracking, have demonstrated very interesting properties for applications out of the field of accelerator physics. After 3 decades of development the principle of “quantum counting” or “photon counting” imaging detectors became well established. This technology was elaborated and modified for a range of practical applications such as medical imaging, nondestructive testing, computed tomography,  electron microscopy, mineral analysis,  dosimetry or even space weather forecasting. The principle of the single quantum tracking detectors is a direct detection and digitization of the complete information for each quantum. The incident quanta generate signals in a cluster of pixels, from which one can recognize characteristics of the quantum including its energy (calibrated in keV), time of arrival, precise impact position. Different particle types such as X-ray or gamma photons, electrons, ions, etc. produce distinctive patterns allowing very effective reconstruction of the radiation field composition, potential dose and directionality or even reconstruction of the distribution of the radiation sources in the environment. The principles and several applications will be presented in this talk.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

13.02.2024

10:30 -11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6b

Investigation of the neutron radiation field inside the accelerator tunnel during operation of the Swiss Light Source (SLS)

Roman Galeev, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: The Swiss Light Source (SLS) is a 2.4 GeV third generation electron accelerator used for the production of synchrotron radiation. It consists of a linear accelerator, a booster and a storage ring providing light for various applications. The upgrade of the accelerator facility is in progress since October 2023. The long term investigation of the radiation fields at this accelerator facility can provide useful information for the residual activation studies and optimization of the shielding. This work describes the measurements of the neutron radiation fields inside the tunnel and results of this study.

Calibration of the Online Dose Monitoring System at the Free-Electron Laser SwissFEL

Eike Hohmann, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: The latest large scale research facility of the Paul Scherrer Institute, the free-electron laser SwissFEL, installed in a 740 m long building, consists of four main parts: Injector and electron source, linear accelerator, undulator line and several experimental areas. The facility accelerates electrons to a maximal energy of 5.8 GeV with repetition rates up to 100 Hz. The building is integrated in a regional recreation area with shielding of the accelerator vault dimensioned to tolerate temporary beam losses. An online dose monitoring system capable of shutting down SwissFEL ensures compliance with the legal requirements. Since areas adjacent to the accelerator vault are partially accessible to the public, the system measures the neutron dose inside the accelerator vault and calibrates it to the positions outside.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

12.03.2024

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6b

Cluster-Based Alpha-Analysis using Timepix3 with Thick CdTe Sensors

Simon Procz, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: In the field of decommissioning nuclear facilities and radiation safety, knowledge of the presence of alpha emitters is important in deciding whether a material can be released or has to be treated as radioactive waste. Yet, the real-time measurement of materials with a low activity of alpha emitters is difficult because of the varying background of natural alpha emitters from Radon and its progenies. Therefore, samples of the material usually have to be taken and analysed by radioanalytics in a laboratory to decide whether a material can be released. This procedure makes the release process very time-consuming. For this reason, it was investigated whether a more efficient release process without sampling would be possible by the use of Timepix3 detectors with thick CdTe sensors. Thick sensors have a significantly higher detection efficiency but need a correction for charge sharing. If a cluster analysis is applied, both a higher spatial resolution and a better energy information can be achieved than using thin sensors. To investigate whether a spectroscopic distinction between Radon and its progenies and other relevant alpha nuclides is possible, a cluster-based per-pixel calibration of the detector was developed. The analysis of first alpha spectra will be presented here.

Ein neuer inaktiver Vergussmörtel zum Vergiessen von radioaktivem Abfall

Alexander Wällisch, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: In der Schweiz wurde ab dem Jahr 1991 ein Vergussmörtel mit vergleichsweise niedrigem pH-Wert zum Vergiessen von radioaktivem Abfall verwendet. Für das geologische Tiefenlager wären jedoch zementhaltige Materialien mit einem gewissen Puffervorrat an Calciumhydroxid sinnvoller. Ausserdem enthielt der Verflüssiger des alten Vergussmörtels gesundheitsschädliche Produkte, so dass ein Ersatz geboten ist. Diese und andere Gründe führten dazu, dass ein neuer Vergussmörtel entwickelt wurde. Der neu entwickelte Vergussmörtel hat verschiedene Varianten, die auf einem einzigen Trockenmörtel beruhen und sich nur im Wasser- und Verzögerergehalt unterscheiden. In an der Praxis orientierten oder der Praxis entsprechenden Tests konnte gezeigt werden, dass die Zwilag-Variante zur Herstellung von Fass-Inlinern geeignet ist. Präsentiert werden die Mörtelentwicklung und die Praxis-Tests. 

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6b

Towards Monte Carlo based Full Spectrum Modeling of Airborne Gamma-Ray Spectrometry Systems

David Breitenmoser, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: By mounting large radiation detectors in an aircraft, airborne gamma-ray spectrometry (AGRS) allows the rapid identification and quantification of natural and man-made radionuclides over large areas. This method has proven to be essential in a broad range of applications including emergency response to severe nuclear accidents, orphan source location or nuclear facility monitoring, among others. In the first part, the seminar will provide an overview about the history and current state of AGRS in Switzerland and abroad, along with an analysis of persisting questions and challenges in calibration and data evaluation. In the second part, we will discuss how we can tackle these challenges by adopting advanced simulation codes and machine learning methods. The seminar will close with a brief discussion about the new opportunities the developed methodology might provide, especially in face of the recent tensions in Ukraine or Israel and the related risks of nuclear incidents.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

10:30-11:30 Uhr, PSI Areal West, WBGB/019

Herausforderungen bei der Stilllegung von Betonabschirmung am PSI

Malgorzata Sliz, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Beim Rückbau der alten Einrichtungen der Grossforschungsanlagen am PSI-West werden Abfälle verschiedener Materialien erzeugt, z.B. die Betonabschirmung eines rückgebauten Protonenbeschleunigers. Für die Bestimmung der spezifischen Aktivität der Abfälle, und somit deren Frei- bzw. Entscheidungsmessung, werden am PSI die Freimessanlagen (FMA) verwendet. Die Betonabschirmung wurde mit der HWM-1800 FMA (Ludlum GmbH, Hamburg) gemessen, deren Kalibrierung stellte einige Herausforderungen dar: 1) Anstatt den Beton als Schuttgut zu messen, sollte das Material als Blöcke gemessen werden; 2) Die Kalibrierungen des Herstellers unterschätzen die Aktivitäten für die spezifische Kombination aus Messgut-Geometrie, Nuklidvektor (100 % ¹⁵²Eu) und Messposition der Blöcke; 3) Bei der Kalibrierung muss das in den Blöcken enthaltene Armierungseisen berücksichtigt werden. In diesem Seminar werde ich präsentieren, wie die aufgeführten Herausforderungen durch den Einsatz eines speziellen vom Eich- und Kalibrierlabor entwickelten Kalibrierphantoms gemeistert wurden, was zur Etablierung eines neuartigen Kalibrierungsverfahrens für die HWM-1800 FMA für unkonventionelle Geometrien führte.

Auswirkung der Masse und Selbstabsorption in Messungen von Kupferteilen mit Freimessanlagen am PSI

Federico Geser, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Die Bestimmung der spezifischen Aktivität zwecks Freimessung potenziell radioaktiver Abfälle, die in den Grossforschungs- oder Kernanlagen am PSI generiert werden, erfolgt in der Regel mit Freimessschränken (FMS). Die FMS erfordern eine situationsabhängige Kalibrierung, die die unterschiedlichen Eigenschaften der gemessenen Materialien berücksichtigt (Nuklidgemisch, Masse, Dichte, Form usw.). FMS werden nur für eine beschränkte Anzahl von Nukliden kalibriert. Die Effizienz anderer Nuklide können mittels des sogenannten Leitnuklidskorrelationsfaktors (LNC‑Faktor) bestimmt werden, der der Kalibrierfaktor eines Leitnuklids mit dem Kalibrierfaktor anderer Nuklide in Beziehung setzt. In diesem Vortrag wird erklärt, wie sich die Masse und Selbstabsorption im Material auf die LNC‑Faktoren auswirken, und ob ein einziger LNC‑Faktor ausreichend ist, um alle möglichen Szenarien in Bezug auf Geometrie und Material abzudecken. Die Abhängigkeit der LNC-Faktoren von der Masse des gemessenen Materials wurde für die folgende Messkonfiguration untersucht: Kupferteile in einem 30-Liter-Fass mit einer variablen Masse von 10.0 kg bis 40.0 kg. Monte-Carlo-(MC)-Simulationen sowie experimentelle Messungen mit Referenzprüfquellen wurden durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung eines einzelnen LNC-Faktors im Fall von Radionukliden, die Gammastrahlung in einem breiten Energiebereich emittieren (z.B. ¹⁵²Eu), möglich ist, da die Masseabhängigkeit dieser Faktoren gering ist. Im Gegensatz dazu kann die Verwendung eines einzelnen LNC-Faktors für monoenergetische Radionuklide (z.B. ¹³⁷Cs) zu einer Über- oder Unterschätzung der Aktivität der gemessenen Materialien führen. Diese Erkenntnisse tragen dazu bei, die Genauigkeit von Kalibrierverfahren und Freimessungen von Abfällen aus dem Rückbau zu verbessern, was potenziell logistische und wirtschaftliche Auswirkungen hat.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige und - techniker

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6b

Optimization of pancreatic cancer therapy - Potential and challenges of treatment approaches

Christina Stengl, Medical Physics in Radiation Oncology, Deutsches Krebsforschungszentrum

Abstract: Pancreatic cancer ranks as the seventh leading cause of cancer-related deaths globally, with very limited effective treatment options available. Consequently, there is a pressing demand for expanding the range of treatment alternatives. Recently two emerging treatment methods in the field of radiotherapy have been proposed to improve cancer treatment: carbon-ion radiotherapy and mini-beam irradiation. This seminar aims to offer an insight into both techniques, focusing on the design and construction of a versatile mini-beam collimator and an anthropomorphic pancreas phantom equipped with breathing feature. Various dosimeters, including an ionization chamber, gafchromic films, and optically stimulated luminescence detectors (OSLDs) were used inside the phantom to measure the dose within the pancreas and its organs at risk under different conditions.  During the seminar, results obtained from carbon ion irradiations conducted at the Heidelberg Ion Beam Therapy Center (HIT; Heidelberg, Germany) will be presented, giving insight into the motion management strategy gating to compensate for breathing-induced motion in the organs of the phantom.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

20.08.2024

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6b

Erneuerung der Neutronen- und Photonenbestrahlungsanlagen im Kalibrierlabor des PSI

Alberto Stabilini, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Das Paul Scherrer Institut (PSI) betreibt ein Kalibrierlabor mit Photonen- und Neutronenreferenzfeldern. Das Labor ist von der Schweizerischen Akkreditierungsstelle (SAS) akkreditiert und vom Eidgenössisches Institut für Metrologie (METAS) für Eichungen ermächtigt. Der Vortrag präsentiert das umfassendes Projekt der Inbetriebnahme einer hochmodernen Bestrahlungsanlage, mit dem Ziel, die Fähigkeiten des Labors zu verbessern und sicherzustellen, dass es führend in der Präzisionsmess- und Kalibriertechnik bleibt. Die Projektphasen werden zusammen mit den jeweiligen Herausforderungen vorgestellt: Optimierung des Layouts und der Fähigkeiten der neuen Anlage, Rückbau der früheren Anlagen, Transport der hochradioaktiven Neutronenquellen und das Einmessen der Felder nach der Installation. Fachwissen und die vielseitige Expertise in der ASI trugen dazu bei, das Projekt erfolgreich abzuschliessen. Im Vortrag wird die neue Anlage, welche die neuesten Fortschritte in der Bestrahlungstechnologie, Automatisierung und Fernsteuerungsmöglichkeiten integriert, vorgestellt sowie ein Überblick über die neu verfügbaren Neutronen- (²⁴¹AmBe, ²⁵²Cf) und Photonenreferenzfelder (¹³⁷Cs) gegeben.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige, -techniker und -fachkräfte

14:00-15:00 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6b

Hubschrauber- und flugzeuggestützte Messungen beim BfS zur Ermittlung der Umweltradioaktivität bzw. zur Validierung von Ausbreitungsmodellen

Christopher Strobl , Bundesamt für Strahlenschutz

Abstract: Bemannte sowie unbemannte luftgestützte Messungen ionisierender Strahlung ermöglichen eine schnelle und großräumige Darstellung der radiologischen Lage in kontaminierten Gebieten.  Nach einem Unfall in einem Kernkraftwerk oder nach Vorfällen mit terroristischen Absichten können mit dieser Methode sehr schnell detaillierte Kontaminationskarten erstellt, und gefährdete Gebiete lokalisiert und eingegrenzt werden. Diese Erstabschätzung dient den Einsatzkräften am Boden als Grundlage zur Fokussierung ihrer Tätigkeiten auf relevante Bereiche im Messgebiet. Die Aero-Gammaspektrometrie wird darüber hinaus zur Ermittlung von Strahlungsanomalien natürlicher Radionuklide infolge industrieller oder bergbaulicher Tätigkeiten sowie zum Aufspüren bzw. Lokalisieren von hochradioaktiven Quellen eingesetzt.

Im Rahmen dieses Vortrags werden folgende Aspekte eingehender beleuchtet:

• Einsatz der Aero-Gammaspektrometrie bei den Tailingflächen der Wismut im Nachgang von Sanierungsmaßnahmen.

• Messungen des BfS aus dem Jahr 2021 rund um den verunfallten Reaktor in Tschornobyl.

• Einsatz der Aero-Gammaspektrometrie bei Notfallschutzübungen

• Einsatz von unbemannten Trägersystemen – Erkenntnisse aus dem EMPIR Projektes „Preparedness“

• Internationale Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Aero-Gammaspektrometrie. 

• Wissenschaftliche Forschungsprojekte.

Neben der Aero-Gammaspektrometrie wird in diesem Vortrag zusätzlich darauf eingegangen, wie Flugzeugmessungen in unterschiedlichen Flughöhen zur Validierung von Ausbreitungsmodellen beitragen können.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige, -techniker und -fachkräfte

10:30 -11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6b

3D Dosimetry for Radiation Therapy Using Optically Stimulated Luminescence 

Mads Jensen, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Dosimetry is an indispensable part of radiotherapy (RT), providing quality assurance of treatment facilities and the of complex fields of ionizing radiation delivered to patients. Modern RT utilizes variations of a large parameter space to realize complex three-dimensional (3D) treatment plans, and an emerging requirement for dosimetry systems is the ability to read out doses in 3D. A few dosimetry systems with 3D capabilities are available, but their application in a clinical workflow is limited for various reasons, primarily originating from their chemical nature. This talk presents a novel dosimetry system with 3D capabilities of a clinically relevant size based on the physical mechanism known as optically stimulated luminescence (OSL). Unlike chemically based dosimeters, OSL-based dosimeters offer reusability, a highly desirable feature in clinical settings. The functionality of the presented system is demonstrated using both photon and proton irradiations, retrieving 3D dose maps from irradiations consisting of multiple fields, both overlapping and spatially separated.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

10:30 -11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6b

Radionuclide Mobility in Natural Environments – Investigating Radionuclide Migration Scenarios in the Grimsel Test Site and the Mont Terri Rock Laboratory

Andrew Martin, NAGRA

Abstract: The Grimsel Test Site (GTS) and Mont Terri Underground Rock Laboratory (MT) are being used to study in-situ migration of radionuclides under repository relevant boundary conditions. The GTS, in particular, is very unique world-wide in that its infrastructure includes one tunnel that is either a level B or C radiation-controlled zone depending on the radionuclide activity and/or types of experiments with radioactive sources being carried out. Performing radiation-protection below ground is also a very unique aspect of both underground laboratories, as most radiation-controlled zones are located on the surface in man-made buildings. In the case of the GTS, the ‘wall’ of the radiation-controlled zone is the Aare-Granite. Many in-situ radionuclide migration experiments have been performed at the GTS almost continuously since the late 1980’s, all the time ensuring that radiation protection measures were adhered to. This seminar will provide a short background and overview of the past and present in-situ experiments using radionuclides carried out, why such experiments are needed, what scenarios are being simulated, as well as providing an outlook on future experiments.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6b

Aktuelle Entwicklungsprojekte der Strahlungsmesstechnik in der Sektion Expertisen und Analysen

Dominik Werthmüller, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Die Sektion Expertisen und Analysen bietet ein breites Spektrum an Dienstleistungen in diversen Bereichen an, weiterhin betreibt sie auch Forschung und Entwicklung. In diesem Vortrag sollen einige aktuelle Projekte der Strahlungsmesstechnik vorgestellt werden: Die Automatisierung von Messungen gewinnt in Anbetracht grosser Mengen an zu charakterisierendem Material aus Rückbauprojekten immer mehr Bedeutung. In zwei Projekten werden Roboter verschiedener Bauart eingesetzt, um die menschliche Arbeit zu erleichtern und gleichzeitig eine erhöhte Genauigkeit und Stabilität der Messergebnisse sicherzustellen. Mit dem Projekt SpectR wurde eine universelle Software zur Gammaspektrometrie entwickelt, die optimal auf die Bedürfnisse der ASI zugeschnitten und Herstellerunabhängig eingesetzt werden kann. Schliesslich wird im Projekt MuppetG4 ein vielseitig einsetzbares, Geant4-basiertes Framework für verschiedene Probleme des Strahlenschutzes entwickelt, die nur mit Monte Carlo Simulationen gelöst werden können.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige, -techniker und -fachkräfte

17.01.2023

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Entwicklung und Betrieb eines sicherheitsgerichteten Burn Through Monitor Systems am European XFEL

Wolfgang Clement, Strahlenschutz, Deutsches Elektronen Synchrotron DESY

Abstract: Der European XFEL ist ein 3,4 km langer 17,5 GeV Freie Elektronen-Laser, der vom DESY und der European XFEL GmbH betrieben wird. Die am European XFEL erzeugten FEL-Pulse haben dabei das Potential, jedes solide Material zu durchbohren. Dies betrifft damit auch Sicherheitskomponenten wie Absorber, Beamshutter und Beamstops, deren Funktion es ist, den FEL-Strahl sicher zu stoppen. Seit der Inbetriebnahme des European XFEL in 2017 wurden zahlreiche Tests mit den FEL-Pulsen für unterschiedlichste Materialien und Strahlparameter durchgeführt. Diese Tests bestätigen die „Burn-Through“-Eigenschaften der FEL-Pulse. Um einen sicheren Betrieb des XFEL zu gewährleisten, wurde ein Detektorsystem entwickelt und installiert, welches die betreffenden Sicherheitskomponenten auf einen „Burn Through“ des FEL-Strahls überwacht. Die auf der Fluoreszenz an Luft basierenden sog. Burn-Through-Monitore wirken auf das PSS und  schalten im Alarmfall den Beschleuniger sicher ab. Mit diesem Vortrag werden Ergebnisse der durchgeführten Materialtests gezeigt sowie das von der DESY Strahlenschutzgruppe entwickelte Detektorsystem und die bisherigen Betriebserfahrungen vorgestellt. Um einen Einblick in weitere Herausforderungen bei Konzeption und Betrieb des zur Zeit leistungsstärksten FELs weltweit zu geben, werden ausgewählte Strahlenschutzthemen wie z. B. Elektronenbeamdumps, aktive Strahlungsüberwachung und Erfahrungen aus 5 Jahren User-Betrieb kurz beleuchtet.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige, -techniker und –fachkräfte

16.02.2023

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

A highly homogeneous thermal neutron irradiation facility

R. Bedogni, INFN-LNF, Italy

Abstract: HOTNES (HOmogeneous Thermal NEutron Source) is a new type of thermal neutron irradiation facility based on a moderated radionuclide neutron source. HOTNES differs from traditional thermal neutron irradiators in that it exhibits a large closed cavity where macroscopic detectors can fit and be irradiated to a nearly uniform thermal neutron field. The cavity has typical diameter 30 cm, height 70 cm and polyethylene walls. The useful irradiation volume is separated from the source by a polyethylene shadow bar, allowing only multiple scattered neutrons to contribute to the irradiation field. This scheme allows obtaining a thermal neutron fluence rate in the order of 800 cm^-2s^-1 in the center of the irradiation volume with a fast neutron source of emission rate of about 3.5×10⁶. The facility was designed in such a way that iso-fluence surfaces, characterizing the irradiation volume, coincide with planes parallel to the cavity bottom. The thermal fluence rate across a given iso-fluence plane is as uniform as 1% on a disk with 30 cm diameter. This communication describes the HOTNES design, the corresponding operational prototype and the validation measurements performed with gold activation foils, semiconductor-based thermal neutron detectors and Bonner Spheres.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

14.03.2023

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Can luminescence detectors support dosimetry in ultra-high dose rate beams?

Silvia Motta, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: The development of new accelerators (e.g. laser-driven) and new treatment modalities (e.g. FLASH radiotherapy), which produce beams at ultra-high dose rates (> 10³ Gy/s), creates new challenges for dosimetry of such high dose rates. To address such challenges, the PhD project aims at investigating possible dose rate effects in various luminescence materials and their usability for dosimetry in ultra-high dose rate beams.  The talk will provide a progress report of the PhD project: the development of a protocol for dosimetry with luminescence detectors, the application of the protocol in ultra-high dose rate beams, the experimental challenges, and the theoretical questions that still need to be addressed.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

18.04.2023

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Das Projekt Fortluft 2011- Hintergründe und Aussichten Stand 2023

Jan Züllig, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Das PSI betreibt dreizehn Abgabestellen für die Fortluft aus kontrollierten Zonen. Jede Abgabestelle mit ihrem spezifischen radiologischen Überwachungssystem ist einzigartig und zeugt von der betrieblichen Vielfalt des PSI. Vor 15 Jahren stammten die meisten Überwachungs- und Bilanzierungssysteme noch aus der Gründerzeit der Betriebe. Sie waren veraltet und erfüllten die behördlichen Anforderungen nicht mehr. Das ENSI und das BAG forderten eine Nachrüstung auf den aktuellen Stand der Technik. Folge dessen hat das PSI im Jahr 2009 das Projekt Fortluft 2011 ins Leben gerufen mit dem Ziel alle PSI Bilanzierungsstationen inkl. Probenentnahmesysteme und Online-Emissionsüberwachungssysteme zu ertüchtigen. Wie es der Projektname verrät, hätte es im Jahr 2011 bereits abgeschlossen sein sollen. Über zehn Jahre später bleiben immer noch sechs Bilanzierungsstationen zu ertüchtigen. In diesem Seminar werde ich aus der Sicht der Projektleitung die wichtigsten Meilensteine des Projektes durchgehen und die für den Strahlenschutz wichtigen Hintergründe erläutern. Das Projekt Fortluft 2011 war und bleibt sowohl für das PSI wie auch unsere Lieferanten aus technischer Sicht sehr lehrreich.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige, -techniker und –fachkräfte

16.05.2023

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Neutron metrology in France; establishing references and R&D

Michael Petit, LMDN, France

Abstract: The LMDN is the French neutron metrology laboratory in charge of neutron fluence and associated dosimetric quantities. Two sources (252Cf and 241AmBe) establish its metrological references. Two accelerators are also available at LMDN; one allowing the creation of so-called "realistic" fields and the AMANDE which allows the creation of so-called "monoenergetic" neutron fields between 8 keV and 20 MeV. The laboratory also has an ion microbeam for radiobiology applications (MIRCOM). The seminar will present the laboratory and the main R&D projects. A particular focus will be on the project (2020-2025) "SIMONE" which involves the use of four scintillators (2 stilbenes and 2 EJ309) coupled with digital acquisition. These detectors, calibrated on several facilities (PTB/NFS and AMANDE), are used as a secondary standard to determine references and monitor the decay of the laboratory's reference sources.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

06.06.2023

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Gas safety at PSI in the context of updated regulations

Patrick Kissel, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: In June 2022, the anticipated revision of directive 1871 "Laboratories" of the Federal Coordination Commission for Occupational Safety (EKAS for short) took effect. The EKAS directives are binding throughout Switzerland. The revised version is characterized by an expansion of its scope of validity, as well as a concretization of the state of the art regarding the construction and operation of laboratories with references to national and international standards and regulations. In addition, the upcoming new fire protection directive ENSI-G18 of the Swiss Federal Nuclear Safety Inspectorate (ENSI for short) and an expected revision of SUVA guideline 66122 (gas cylinders and distribution systems) are likely to bring further changes in the areas of fire protection and gases at PSI. In the talk, selected aspects of the regulations will be presented and their influence on PSI will be discussed from the viewpoint of the chemical safety specialist.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

15.08.2023

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Biosphere modeling for safety analysis

Valentyn Bykov, Nagra

Abstract: How much milk does an average person drink? How much water does an average cow drink? And why are these questions important for the demonstration of the safety of the deep geological repository for radioactive waste? In the future, Nagra will dispose the Swiss radioactive waste in a deep geological repository. Several hundred meters below the surface, the waste will be safely isolated far away from the human habitat, until its radioactivity has decayed to a harmless level. In order to ensure that the protection of people and the environment from their ionizing radiation is guaranteed without placing unreasonable burdens and obligations on future generations, Nagra must show that any future evolution of a repository will not lead to the release of radionuclides causing an individual dose exceeding 0.1 mSv per year. In this seminar, I will present Nagra's modeling of the biosphere, which aims to capture all important pathways for the radionuclide transport, allowing the calculation of the dose rates to average individual within the population group most affected by the potential impacts of the repository.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

12.09.2023

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Radiation detection for nuclear nonproliferation: Imaging, Source searches, Mixed reality

Oskari Pakari, Nukleare Energie und Sicherheit, PSI

Abstract: As a research fellow at the Detection for Nuclear Nonproliferation Group (DNNG) at the University of Michigan, I spent a year working on various topics in the field of nuclear nonproliferation. I will introduce the motivation for the need for nuclear nonproliferation and present a selection of current research topics. First, I will introduce the concept of radiation imaging using scatter cameras and briefly discuss organic scintillators and how images can be reconstructed. I will relate this technology to the recent lost source search situation in Australia. Second, I will discuss a project that involves applying machine learning to imaging systems to speed up the source location prediction capabilities. Finally, I will showcase developments towards a mixed reality visualization of radiation via head-mounted devices. Typically, radiation images are shown and interpreted on computer screens. I will present the implementation of a real time display of radiation images using the smart glass device Microsoft HoloLens 2. We observe a reduction in the interpretation burden and offer a potentially more intuitive (and cooler!) way of conveying radiation.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

17.10.2023

10:30-11:30 Uhr, OFLG/402

AMAC – Nagra’s Advanced Methodology for Activation Characterization to Support NPP Decommission Planning 

Ben Volmert, Nagra

Abstract: Nearly 20 years ago Nagra has started to develop a methodology to characterize the neutron induced activation processes within and beyond the reactor pressure vessel of light water based nuclear power plants. Originally, the necessity for this ambitious undertaking resulted by the task to deliver the waste volume and activity classification for NPP decommissioning with regard to the Swiss cost study which is due each five years. Meanwhile, AMAC is also used to support national and international utilities and organizations in decommission planning and execution of not only NPPs but also research reactors. Using well known and respected nuclear codes like MCNP and ORIGEN, AMAC also contains an in-house developed post processing code suite, DASHBOARD, for data management and analyzation to allow effective segmentation and packaging strategies. Current activities are presented like a study for the heavy water moderated CANDU type reactor as well as a commercial project for the research reactor BER II in Berlin. 

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

14.11.2023

10:30-11:30 Uhr, Auditorium WHGA/001

A 16 MeV electron FLASH linac within a clinical radiotherapy department

Riccardo Dal Bello, Universitätsspital Zürich

Abstract: The delivery of radiation at ultra high dose rates (>40 Gy/s, FLASH) is of growing interest due to the potential of widening the therapeutic window. Consistent and reproducible results from pre-clinical studies are encouraging and are supporting the transition to clinical studies (e.g. IMPulse at CHUV, Lausanne and FAST-01/-02 at Cincinnati, USA). In this context, the University Hospital Zurich has converted a decommissioned Varian TrueBeam to deliver 16 MeV electron beams up to dose rates of 800 Gy/s. The short delivery times pose challenges to perform radiation surveys with conventional methods and this seminar reports on adopted solutions to overcome this issue. Also, the linac commissioning requires dedicated procedures, which will be presented. Finally, pre-clinical studies are under investigation paving the road to potential usage of the converted linac for a FLASH clinical study.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

12.12.2023

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Production of medical radionuclides at PSI

Zeynep Talip, Radionuclide Development Group, PSI

Abstract: The production of novel radionuclides is the first step towards the development of new and effective radiopharmaceuticals, which directly affect the quality of preclinical and clinical phases. In this talk, the state of the innovative medical radionuclide production at the Paul Scherrer Institute will be presented. A special focus will be given to the science and technology involved in the production of radiolanthanides. The future directions and requirements associated with targetry, irradiation facilities, nuclear data measurements and radiochemistry will be underlined.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

15.02.2022

10:30-11:30 Uhr, WHGA/001 Auditorium, mit Zertifikatspflicht

DIE ZÄHMUNG DES «HÖLLISCHEN PROTEUS»  – Die Stilllegung eines Forschungsreaktors am PSI

Fritz Leibundgut, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Zusammenfassung: Der Forschungsreaktor Proteus, der Inbegriff des Wandelbaren, war zwischen Januar 1968 und März 2011 mit unterschiedlichen Kernkonfigurationen in Betrieb. Die Direktion des PSI entschied im April 2011, den Proteus endgültig ausser Betrieb zu nehmen und stillzulegen.
Ein Stilllegungsprojekt mit dem Ziel der Weiternutzung der Reaktorhalle als Experimentierhalle unter BAG-Aufsicht wurde Ende 2014 eingereicht. Die Stilllegungsverfügung des UVEK erging am 21. Dezember 2017. Daraufhin wurde der noch laufende Nachbetrieb, die Entfernung nicht mehr benötigter Neben- und Hilfssysteme, fertiggestellt. 2019 wurde die Phase 1 des Rückbaus vom ENSI freigegeben. Diese Phase 1, die den Rückbau des eigentlichen Reaktors umfasste, wurde Ende 2021 abgeschlossen. Dabei wurden bisher mehr als 350 Tonnen Material freigemessen und aus der Reaktorhalle entfernt. Radioaktiver Abfall ist bisher nicht entstanden.
Die nächsten Phasen in der Stilllegung werden die Entfernung des biologischen Schildes aus Beton und die Freimessung der Reaktorhalle sein. Eine zusätzliche Aufgabe ist die Entfernung des restlichen Kernbrennstoffs, der sich noch im ehemaligen Brennstofflabor unterhalb der Reaktorhalle befindet. Es ist das Ziel, 2024 den Abschlussbericht über die Stilllegung einzureichen und die Entlassung der Anlage aus der Kernenergiegesetzgebung zu erreichen.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige, -techniker und –fachkräfte

15.03.2022

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Charakterisierung und Validierung von Freimessanlagen mit Monte Carlo Simulationen

Federico Geser, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Zusammenfassung: Für die verschiedenen Rückbauaufgaben am PSI sind unterschiedliche Kalibrierungen der Freimessschränke bzw. Freimessanlagen erforderlich. Jede Kalibrierung hängt vom freizumessenden Material und dem Nuklidvektor des Messguts ab. Weil nur eine begrenzte Auswahl von Kalibrierquellen und Phantomen zur Verfügung steht, wird die Energieabhängigkeit der Empfindlichkeit des Freimessmittels zunächst mit Monte-Carlo-Simulationen bestimmt, welche abschliessend mit Hilfe der vorhandenen Kalibrierquellen verifiziert wird. Die Empfindlichkeit für das reale Messgut und den vorgegebenen Nuklidvektor wird mit dem verifizierten Monte-Carlo-Modell berechnet. Neben der Methodik werden im Vortrag erste Ergebnisse für den Freimessschrank RADOS RTM661/440lnc und die Freimessanlage HWM-1800 präsentiert und ein Ausblick auf weitere Schritte zur Optimierung der Methode gegeben.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige und -techniker

19.04.2022

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

The new ICRU 95 Report quantities and their implications for personal dosimetry

Lily Bossin, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: The new ICRU Report 95, “Operational Quantities for External Radiation Exposure”, redefines the operational quantities used for radiation protection, and especially those used for individual and area monitoring, introducing the personal dose H_p and absorbed dose in the local skin, D_{local skin}. Here we will discuss the new definitions and how they impact personal dosimetry systems, using the radiophotoluminescence (RPL) system currently used at PSI for personal dosimetry as an example. It was found that, whereas the RPL estimation of the skin dose is not significantly impacted by the new doses, the personal dose is over-estimated in the low photon energy range. We investigated the development of a new algorithm, making use of the five filter combinations with differing energy response used by the RPL detectors, to calculate doses. Our results indicate that when a combination of five such channels is available on a detector, a simple change in the dose calculation algorithm may replace a physical redesign of the badges.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

17.05.2022

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Secondary neutrons in ion-beam cancer treatment

José Vedelago, German Cancer Research Center (DKFZ)

Abstract: Cancer treatment with ion beams allows maximizing the effect on the tumour while minimising the risk in healthy tissues. Inevitably, when ion beams are used for cancer treatment, secondary neutrons are produced in nuclear reactions, mainly inside the patient’s body. Those neutrons can reach healthy tissues located far away from the treatment volume, presenting a risk for long-term effects and secondary cancers. Therefore, precise knowledge of dose deposition due to secondary neutrons is required. Furthermore, these neutrons can reach high energies, up to the point that it is not possible to use current dosimetry techniques. The goal of this project is to establish procedures to measure secondary neutron dose. For this, Fluorescent Nuclear Track Detectors (FNTDs) will be implemented, along with other suitable detectors, to conduct experimental measurements at the Heidelberg Ion-Beam Therapy Center (HIT; Heidelberg, Germany). As a long-term goal, the information on secondary neutrons and associated risk would assist clinicians when choosing the best treatment plan for each patient.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

26.07.2022

10:30-11:30 Uhr, OFLG/402

Neutron dosimetry and spectrometry in pulsed field

Marco Caresana, Sezione di Ingegneria Nucleare - CESNEF, Politecnico di Milano

Abstract: Measurements in pulsed and mixed radiation fields is an important issue in radiation measurements. Despite pulsed fields are a characteristic of several workplace radiation fields, at present there are few instruments conceived for coping with fast and intense radiation bursts. In addition, no reference facility for instruments calibration is available. This issue is also mentioned in the EURADOS Strategic Research Agenda (SRA) that stresses the need of developing new detectors and associated electronics. The talk describes the state-of-the-art of neutron detectors, both for dosimetry and spectrometry, and the main experimental characterizations performed within the EURADOS Working Group 11 “High energy radiation fields”.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

20.09.2022

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Assesment of the ¹²C treatment quality in the patient

Maria Martisikova, German Cancer Research Center (DKFZ)

Abstract:  The dose conformity of carbon-ion beam radiotherapy, which allows the reduction of the dose deposition in healthy tissue, and the escalation of the dose to the tumor, is associated with a high sensitivity to anatomical changes during and between treatment irradiations. Thus, the monitoring of inter-fractional anatomical changes is crucial to ensure the dose conformity, to potentially reduce the size of the safety margins around the tumor and ultimately to reduce the irradiation of healthy tissue. To do so, monitoring methods of carbon-ion radiotherapy in depth using secondary-ion tracking are being investigated. In this work, the detection and localization of a small air cavity of 2 mm thickness were studied.  The experiments were conducted with a PMMA head phantom at the Heidelberg Ion-Beam Therapy Center (HIT) in Germany. In a clinic-like irradiation of a single field of 3 Gy (RBE), secondary-ion emission profiles were measured by a 2 cm² mini-tracker composed of two silicon pixel detectors of the Timepix3 technology (by Advacam s.r.o.). Different positions of the cavity in the head phantom were studied. In the presentation the significance of the cavity detection and the capability of its location will be presented.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige

18.10.2022

10:30-11:30 Uhr, OFLG/402

Operativer Strahlenschutz am SwissFEL

Lumen Haendler, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Die neue Grossforschungsanlage des Paul Scherrer Instituts, der Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL, befindet sich in einem 740m langem Tunnel und besteht aus vier Teilen: Injektor (Gun und Booster) mit Elektronenquelle, drei Linearbeschleunigern, zwei parallelen Undulatorstrecken für die zwei Strahllinien Athos und Aramis und mehreren Experimentiereinrichtungen. Die Anlage beschleunigt Elektronen bis zu einer Energie von 5.8 GeV und erzeugt dabei sehr kurze Pulse von Röntgenlicht mit einer Wiederholrate von maximal 100 Hz und einer Pulslänge von wenigen Femtosekunden. Damit können Forschende extrem schnelle Vorgänge wie die Entstehung neuer Moleküle bei chemischen Reaktionen verfolgen, die detaillierte Struktur lebenswichtiger Proteine bestimmen oder den genauen Aufbau von Materialien klären. Die Integration des SwissFEL in ein nationales Naherholungsgebiet sowie der gepulste Primärstrahl stellen hohe Anforderungen an Strahlenschutz und Messtechnik. Neben dem Dose Rate Protection System, welches die erzeugt sekundäre Neutronenstrahlung überwacht, führt der Strahlenschutz verschiedene Massnahmen und Messungen durch, um alle gesetzlichen Anforderungen an den Strahlenschutz zu erfüllen und um einen sicheren Betrieb des Beschleunigers zu gewährleisten. Einige dieser Routinekontrollen werden im Folgenden kurz beschrieben.

Dosisleistungsberechnungen für das neue Zwischenlager für radioaktive Abfälle am PSI

Christina Wouters, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Das Paul Scherrer Institut (PSI) betreibt die Bundessammelstelle für, gemäss Strahlenschutzverordnung (StSV), abgabepflichtige radioaktive Abfälle. Diese radioaktiven Abfälle stammen aus Medizin, Forschung, Industrie sowie aus Bundesquellen. Das PSI nimmt diese Abfälle an und kümmert sich um deren Stapelung, Behandlung und Zwischenlagerung, die derzeit im Bundeszwischenlager BZL erfolgt. Da die Lagerkapazitäten des BZL in absehbarer Zeit erschöpft sein werden, baut das PSI neben dem BZL ein weiteres Zwischenlager „BZL II“ zwecks Zwischenlagerung von vorwiegend Betonbehältern des Typs KC-T12/30 mit schwach- und mittelradioaktiven Abfällen. Das Eidgenössische Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) prüft als Aufsichtsbehörde, ob die geplante Kernanlage BZL II die gesetzlichen und behördlichen Anforderungen an die nukleare Sicherheit erfüllt. Zur Erfüllung der Strahlenschutzrelevanten Auflagen zum Bau- und Betriebsbewilligungsgesuch, wurde die Dosisleistung in und um das geplante BZL II während und nach dem Lagerbetrieb aus Dosisleistungsberechnungen in MicroShield 9.07 abgeschätzt. Den Berechnungen lag die Annahme einer strahlenschutzoptimierten Lagerung der Container zugrunde. Der rechnerische Ansatz und die Ergebnisse sowie die Auswirkungen auf eine Lagerstrategie der Betonbehälter werden vorgestellt.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige, -techniker und –fachkräfte

15.11.2022

10:30-11:30 Uhr, WHGA/001 Auditorium

Die North Area am CERN - aktuelle und zukünftige Herausforderungen im Strahlenschutz

Claudia Ahdida , Radiation Protection, CERN

Abstract: Die North Area wurde vor über 40 Jahren errichtet und stellt das größte und diverseste Experimentierareal am CERN dar. Es umfasst zwei primäre Target Areale, TCC2 und TCC8, die durch ein Netzwerk von Strahllinien mit den drei Experimentierhallen EHN1, EHN2 und ECN3 verbunden ist. Die Strahllinien sind vielseitig nutzbar und beherbergen große fest installierte „Fixed-Target“-Experimente sowie Teststrahlareale mit wöchentlich wechselnden Nutzern. Sie erhalten ein breites Spektrum von Strahlteilchen (u.a. Protonen, Pionen, Kaonen, Elektronen, Myonen, Ionen) mit Strahlimpulsen von 1 GeV/c bis 400 GeV/c. Die maximale Strahlintensität, die in Richtung der North Area extrahiert wird, beträgt 1 × 10^13 Protonen pro Extraktion (~4 × 10^13 Protonen pro Minute)  mit einem Maximum von 4 × 10^12 Protonen auf die verschiedenen primären Targets.

Die hohen Strahlintensitäten und die vielseitige Nutzung der Experimentierareale in der North Area bringt viele Herausforderungen für den Strahlenschutz mit sich. FLUKA Monte Carlo Studien helfen dabei kritische Experiment und mögliche Unfallszenarien zu studieren und adäquate Abschirmung und Überwachungssysteme oder weitere notwendige Maßnahmen zu definieren. Umfangreiche Messkampagnen erlauben die Überprüfung der Strahlungsniveaus in den zugänglichen Bereichen und die Identifikation von möglichen Schwachstellen der Abschirmung. FLUKA Simulationen wurden ebenfalls durchgeführt, um das Freimessen von potentiell radioaktivem Material zu vereinfachen. Des Weiteren wird das Design neuer Großprojekte hinsichtlich prompter und remanenter Strahlung, Luft-/Erd- und Wasseraktivierung als auch Umweltverträglichkeit ausführlich untersucht.

Zielpublikum für Fortbildung im ENSI-Aufsichtsbereich: Strahlenschutzsachverständige, -techniker und –fachkräfte

25.03.2021

10:00-11:00 Uhr, Zoom Link (via Outlook invitation)

Neutron dosimetry using fluorescent nuclear track detectors: can it replace existing technologies?

Alberto Stabilini, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: The assessment on neutron doses remains one of the most challenging problems in personal dosimetry due to the physical mechanisms through which neutrons deposit energy in matter and the strong energy-dependent fluence to dose conversion factors. Poly allyl diglycol carbonate detectors (PADC) are still one of most used types of personal dosimeter, but not without limitations, such as the sensitivity to a narrow portion of the neutron spectrum and the need for laborious chemical etching for the evaluation of the dosimeters. Fluorescent Nuclear Track Detectors (FNTD), a relatively recent radiation detection technology, has shown the ability to overcome some of the limitations affecting the other neutron dosimeters, potentially improving the dose assessment. The interest in the new FNTD technology raised the practical question, which motivated this PhD project: can the FNTD technology replace the PADC technology? To answer this question, we set our objectives of the project to: (a) compare the current FNTD performance in fast neutron dosimetry with the one from PADC detectors, (b) improve the current methodology adopted in the FNTD evaluation process, (c) develop and demonstrate new evaluation approaches to enhance the dose assessment accuracy based on the unique characteristics of the FNTD material. The talk will outline the principles of the aforementioned detectors, offer an overview of the work accomplished on this project and draw some considerations based on the status of the FNTD technology development and on the outcome of the studies performed.

28.09.2021

10:00-11:00 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6, mit Zertifikatspflicht

Die Rolle des Paul Scherrer Instituts im Strahlenschutz und der Entsorgung in der Schweiz

Sabine Mayer, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Das Paul Scherrer Institut (PSI) ist das grösste Forschungsinstitut für Natur- und Ingenieurwissenschaften in der Schweiz. Neben der Spitzenforschung spielt das PSI auch eine grosse Rolle im Strahlenschutz und der Entsorgung in der Schweiz. Grosse Expertise und Kompetenz im Strahlenschutz, im operationellen Rückbau und in der Entsorgung findet man konzentriert in der Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit (ASI) des PSI. Die ASI betreibt akkreditierte Labors (Radioanalytik, Kalibrierstelle) sowie eine von den Aufsichtsbehörden anerkannte Dosimetriestelle und eine vom METAS (Eidgenössisches Institut für Metrologie) ermächtigte Eichstelle für Strahlenschutzmessmittel. Letztere nimmt nach klaren Kriterien Aufgaben im gesetzlichen Messwesen in der Schweiz wahr. Zudem betreibt die ASI die Sammelstelle des Bundes. Radioaktive Abfälle, die nicht als Folge der Nutzung von Kernenergie entstehen, müssen nach ihrer allfälligen Behandlung nach Artikel 118 (Strahlenschutzverordnung) an die Sammelstelle des Bundes abgeliefert werden. Für die Bearbeitung von radiologischen Ereignissen ausserhalb des PSI stellt der operationelle Betriebsstrahlenschutz der ASI einen Strahlenschutz-Pikettdienst zur Verfügung, der von der Nationalen Alarmzentrale (NAZ) des Bundes bei Bedarf aufgeboten wird. Im Weiteren können die Aufsichtsbehörden in der Schweiz Forschungsprojekte über Strahlenwirkungen und Strahlenschutz in Auftrag geben. Die ASI unterhält hier einen Vertrag über die «Zusammenarbeit in der Strahlenschutzforschung» mit dem ENSI (Eidgenössischen Nuklearinspektorat) und über die «Zusammenarbeit bei Massnahmen zur Überwachung illegaler und unbeabsichtigter Ein-/Ausfuhren radioaktiver Stoffe» mit dem BAG (Bundesamt für Gesundheit)

Freimessung des Reaktorgebäudes OSRA des ehemaligen Forschungsreaktors SAPHIR

Marcel Arnold, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Der Forschungsreaktor SAPHIR wurde in den letzten Jahrzehnten, bis auf die Gebäudestruktur, komplett rückgebaut. Nun soll das Reaktorgebäude mithilfe eines mehrstufigen Prozesses nach der Richtlinie der Aufsichtsbehörde ENSI B04 freigemessen werden. Der Teilprozess 1 (historische Erkundung und Klassifikation), dieses 7-stufigen Prozesses, wurde beendet und in einem abschliessenden Bericht zusammengefasst. In einem nächsten Schritt (Teilprozess 2) soll anhand orientierender Messungen (In-Situ-Gammaspektrometrie), die weitere Vorgehensweise für die verschiedenen Bereiche festgelegt werden. Der Beitrag gibt einen Überblick über den mehrstufigen Prozess zur Freimessung des Reaktorgebäudes und berichtet über die gesammelten Erfahrungen der bereits abgeschlossenen Teilprozesse.

03.11.2021

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6, mit Zertifikatspflicht

SLS 2.0: Upgrade der Swiss Light Source und Herausforderungen für den Strahlenschutz bei der Befreiung von Materialien

Roman Galeev, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Die Swiss Light Source (SLS) am Paul Scherrer Institut (PSI) ist ein Synchrotron der dritten Generation, welches seit 2001 im Betrieb ist. Dort werden Elektronen bis zu einer Energie von 2.4 GeV beschleunigt und Photonen mit einer sehr hohen Brillanz produziert, welche zu Forschungszwecke in den Bereichen Materialwissenschaft, Biologie und Chemie eingesetzt werden. Es ist vorgesehen die SLS zwischen 2023 und 2024 aufzurüsten (Projekt SLS 2.0), um die Brillanz noch weiter zu erhöhen. Zu diesem Zweck muss u.a. der gesamte Speicherring (mit einem Durchmesser von 288 m) ersetzt werden. Ein kurzer Überblick über das Projekt SLS 2.0 und die Strategie für die Befreiung der Materialien werden vorgestellt.

Neubeurteilung von Aluminiumabfällen aus dem Beschleunigerumfeld im Hinblick auf die Abklingzeit aufgrund neuer Befreiungsgrenzen

Malgorzata Kasprzak, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Mit Inkrafttreten der neuen Strahlenschutzverordnung in der Schweiz kamen neue, grossteils geänderte Befreiungsgrenzen zum Tragen. Dies bedingt die Neubeurteilung von Abfällen, die auf Basis der vorher gültigen Freigrenzen für die Abklinglagerung eigelagert wurden. In dieser Präsentation wird das messtechnische Vorgehen mittels der In-Situ-Gammaspektrometrie für Aluminiumabfälle unter Berücksichtigung des ALARA-Prinzips aufgezeigt. Es werden die speziellen Voraussetzungen an das Auswertemodell aufgezeigt, das zum einen akzeptabel sichere Beurteilungsgrössen ergeben muss. Zum anderen müssen übertriebene Konservativitäten vermieden werden, um freimessbare Materialien nicht als radioaktiven Abfall zu klassieren.

30.11.2021

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6, mit Zertifikatspflicht

Freimessung am PSI

Sophie Harzmann, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Das Paul Scherrer Institut (PSI) ist das Forschungsinstitut mit einer der grössten Vielfalt an unterschiedlichen Anlagen und Laboratorien. Am PSI werden ein Protonenbeschleuniger, eine Spallationsquelle, zwei Elektronenbeschleuniger sowie ein Protonenbeschleuniger für die Behandlung von Patienten betrieben. Zudem befinden sich am PSI das Hotlabor und das Zentrum für Radiopharmazeutische Wissenschaft, wo einerseits hochaktive Proben untersucht und andererseits kurzlebige Radionuklide für die medizinische Forschung produziert werden. Ebenfalls werden am PSI zurzeit vier Kernanlagen rückgebaut: die drei ehemaligen Forschungsreaktoren sowie eine Versuchsverbrennungsanlage für radioaktive Abfälle. Diese Vielfalt von Anlagen bedeutet eine Herausforderung für die Befreiung der potentiell aktivierten bzw. kontaminierten Materialien aus der behördlichen Aufsicht. Beispiele und Herausforderungen für die Befreiung von Materialien am PSI werden in diesem Beitrag vorgestellt.

Strahlfänger am Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL: Aufbau und Aktivierung

Eike Hohmann, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: Die neue Grossforschungsanlage des Paul Scherrer Instituts, der Freie-Elektronen-Röntgenlaser SwissFEL, befindet sich einen 740 Metern langen Tunnel und besteht aus vier Teilen: Injektor mit Elektronenquelle, Linearbeschleuniger, mehreren Undulatoren und Experimentiereinrichtungen. Die Anlage, die in ein regionales Naherholungsgebiet integriert ist, beschleunigt Elektronen bis zu einer Energie von 5.8 GeV und erzeugt dabei Röntgenlicht mit einer Wiederholrate von maximal 100 Hz und einer Pulslänge von wenigen fs in zwei Strahllinien. Um den Elektronenstrahl zu optimieren und zu stoppen stehen insgesamt sieben unterschiedliche Strahlfänger zur Verfügung. Bei deren Aufbau wurden soweit möglich bereits aktivierte Materialien eingesetzt und bei dem Design Strahlenschutzaspekte für den Rückbau berücksichtigt. Dieser Beitrag beschreibt den Aufbau der Hochenergie-Strahlfänger, gibt eine Abschätzung über deren Aktivierung sowie eine Übersicht über das Vorgehen während des Rückbaus. 

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Intake of radionuclides: in vivo internal monitoring of exotic radioisotopes

Siria Medici, Institut de radiphysique (IRA), CHUV Lausanne

In this talk I will describe our approach to develop a new in vivo internal monitoring programme for the CERN workers that is compatible with the Swiss regulation. The risk of internal contamination at CERN increased following the commissioning of the CERN-MEDICIS facility, which produces short-lived and exotic radionuclides for medical research that are not considered in the Swiss Personal Dosimetry Ordinance. This talk will present the different topics covered during the PhD project : the development of a computer program allowing to solve the biokinetic models of the considered radionuclides, the description of a pragmatic procedure to assess the suitability of conventional radiation protection instruments to perform in vivo screening measurements (Triagemessungen) and the ability of two portable spectrometers to quantify intakes in different phantoms.

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Ergebnisse und Herausforderungen bei der Durchführung der internationalen Vergleichsmessung für Neutronendosimeter IC2017n

Sabine Mayer, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

EURADOS e.V. (European Radiation Dosimetry Group) ist ein gemeinnütziger Verein, der sich zur Aufgabe gesetzt hat, das wissenschaftliche Verständnis und die technische Entwicklung von Methoden der Dosimetrie ionisierender Strahlung auf den Gebieten Strahlenschutz, Strahlenbiologie, Strahlentherapie und medizinische Diagnostik zu fördern. In Arbeitsgruppen, bestehend aus Mitarbeitern von zumeist europäischen Forschungseinrichtungen, werden Forschungsprojekte koordiniert und durchgeführt. Die ASI arbeitet in verschiedenen Arbeitsgruppen von EURADOS mit. Eine der Arbeitsgruppen hat sich der Planung, Organisation und Durchführung der internationalen Vergleichsmessung für Neutronendosimeter IC2017n gewidmet, wobei die ASI die Koordination übernommen hat.

Ziel der Vergleichsmessung für Neutronendosimeter war es, Neutronendosimeter, die sonst in der Routine in verschiedenen Ländern eingesetzt werden, in verschiedenen Referenzfeldern von akkreditierten Primärlaboren zu testen. Die Energien der dabei eingesetzten Referenzneutronenspektren reichten von thermisch bis zu mehreren MeV, wobei bei den Bestrahlungen unterschiedliche Dosiswerte und Winkel verwendet wurden.

Der Vortrag berichtet über die Ergebnisse der internationalen Vergleichsmessung und die gesammelten Erfahrungen aus Sicht des Koordinators.

Cancelled

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Using minerals as dosimeters

Georgina King & Lily Bossin, Institute of Earth Surface Dynamics, University of Lausanne

Abstract: Natural minerals like quartz or fluorite behave as natural radiation dosimeters. The radiation dose received by these minerals can be quantified using luminescence methods, allowing questions ranging from retrospective accident dosimetry to the timing of landscape evolution to be addressed. In this seminar, the principles of luminescence dosimetry will be outlined, followed by a discussion of its applications in both personal dosimetry and the Earth sciences.

Cancelled

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Laser spectroscopy for on-line monitoring of radioactive emissions from nuclear facilities

Guillaume Genoud, MIKES Metrology, VTT Technical Research Centre of Finland Ltd

Abstract: In recent years, laser spectroscopy has emerged as a new alternative for the monitoring of fugitive radioactive emissions from nuclear facilities. The method is particularly suited for the monitoring of gaseous emissions of long-lived radioisotopes, such as radiocarbon and tritium, which are challenging to detect on-site with conventional radiation detectors. Liquid scintillation counting is often used in this context, but it lacks on-line measurement capabilities, requires complex sample preparation and produces additional radioactive waste. High sensitivity can be achieved using advanced spectroscopy techniques, such as cavity ring-down spectroscopy (CRDS). This method is able to provide continuous automated measurements allowing for more efficient environmental monitoring. Examples related to the detection of radiocarbon will be presented, which is measured in the form of carbon dioxide (C-14O₂). Challenges and solutions related to the development of sampling techniques in connection with the use of optical detection methods will be considered. We will also present results from a field measurement campaign at a nuclear power plant, where automated C-14 monitoring was demonstrated with hourly measurement points and a detection sensitivity down to 30 Bq/m³

Cancelled

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Optimierung der Bildgebung mit nichtreinen und hochenergetischen Positronenstrahlern in der Kleintierbildgebung

Sophie Harzmann, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Die Positronenemissionstomograhie (PET) repräsentiert ein funktionelles diagnostisches Untersuchungsverfahren, welches es ermöglicht Stoffwechselvorgänge in vivo zu visualisieren und absolut zu quantifizieren. Die präklinische Bildgebung stellt hierbei besondere Anforderungen an dieses Verfahren, insbesondere an eine hohe Ortsauflösung. Diese wird maßgeblich durch die eingesetzten PET-Detektoren sowie durch die verwendeten Isotope beeinflusst. Hochenergetische und nichtreine Positronenstrahler, wie beispielsweise das Isotop I-124, verschlechtern, bedingt durch eine lange Positronenreichweite, deutlich die Ortsauflösung und erschweren zudem durch die Emission von Kaskadengammalinien die Quantifizierung. Dieser Vortrag zeigt einige Korrekturansätze auf, wie mit diesen Isotopen in der nuklearmedizinischen Diagnostik umgegangen werden kann.

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6 (Coffee with speaker from 10:00-10:30)

Helium-beam imaging and secondary-ion tracking with Timepix detectors in ion-beam therapy

Tim Gehrke, German Cancer Research Center (DKFZ)

Abstract: Ion-beam radiotherapy has the potential to provide high conformal doses to the tumor while better sparing healthy tissue in comparison to radiotherapy with photons. On the other hand, ion-beam radiotherapy has a higher sensitivity to treatment uncertainties like anatomical changes or patient-positioning uncertainties. Thus, a precise knowledge of the actual stopping power distribution of the patient's tissue relative to water (RSP) and an online-monitoring of the ion beam inside the patient is of great interest. This talk will introduce two methods towards these purposes that are investigated in the Department of Medical Physics in Radiation Oncology at the German Cancer Research Center (DKFZ). The first method is helium-beam radiography that has the potential to improve the accuracy of the RSP prediction. The second is secondary-ion tracking that could provide an online monitoring of the treatment beam inside the patient. Both approaches are based on the use of silicon pixel detectors. The principles of these type of detectors will be outlined, and the current status of the two methods will be presented.

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6 (Coffee with speaker from 10:00-10:30)

Decommissioning costs reduction due to novel clearance measurement system

Jiri Suran, Czech Metrology Institute, Brno, Czech Republic

Abstract: This presentation addresses the measurement facilities for pre-selection of waste materials prior to measurement for repository acceptance or possible free release (segregation measurement system); and free release (free release measurement system), based on a single standardized concept characterized by unique, patented lead-free shielding. The key objective is to improve the throughput, accuracy, reliability, modularity and mobility of segregation and free-release measurement. This will result in a more reliable decision-making with regard to the safe release and disposal of radioactive wastes into the environment and, resulting in positive economic outcomes. The research was carried out within “Metrology for Decommissioning Nuclear Facilities” (MetroDecom) project.

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6 (Coffee with speaker from 10:00-10:30)

Activation calculations and zoning for Long Shut-down 2 (LS2) related activities

Robert Froeschl, CERN

Abstract: After successfully completing Run 2 in December 2018, the LHC entered a more than 2 yearlong shut-down, denoted as Long Shut-down 2 (LS2). During this period, the whole CERN accelerator complex will undergo a series of upgrades to prepare the machines to be able to fully exploit the potential of the High-Luminosity LHC that will start operating after Long Shut-down 3 (LS3) in 2026. Activation zoning for work-sites plays a crucial role to ensure proper radiation protection, especially in view of the clearance limits in force since 2018. This talk will present the strategies and techniques used for several installations at CERN for LS2 related activities, ranging from civil engineering works to the upgrades of the LHC experiments. The role of Monte Carlo simulations will be discussed together with dedicated benchmark campaigns for their validation.

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6 (Coffee with speaker from 10:00-10:30)

Blended-Learning bei Strahlenschutzkursen: Neue Möglichkeiten für den Präsenzunterricht … und ein anderes Outcome?

Andreas Jagenburg, ccm-Campus GmbH

Abstract: Strahlenschutz ist ein Nebenaspekt bei der Anwendung ionisierender Strahlen - aber kein Randthema. Nicht selten wirken sich die Rahmenbedingungen auf die Motivationslage und den stofflichen Zugang der Lernenden aus. Blended-Learning-Modelle bieten Vorteile. Nicht nur, dass der Content im e-Learning-Teil anders aufbereitet werden, der Teilnehmer intensiver gefordert und er sich individuell vorbereiten kann. In der Folge ergeben sich auch neue Möglichkeiten der Unterrichtsgestaltung in der Präsenzphase. Die Aktivierung der Teilnehmer spielt dabei eine große Rolle.

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6 (Coffee with speaker from 10:00-10:30)

Praktische Aspekte des anlagenexternen Notfallschutzes

Horst Miska

Abstract: Neben der „übersichtlichen“ Theorie zum anlagenexternen Notfallschutz wer­den die Probleme der Umsetzung der verschiedenen Empfehlungen in die Pra­xis beleuchtet. Die Lageerfassung nach den Unfällen von Fukushima, die an­fangs zu überhöhten Dosisabschätzungen führte und die daraus resultierenden, überzogenen Schutzmaßnahmen werden analysiert. Auf die Referenzwerte der Dosen im Notfallschutz wird hingewiesen und die Notwendigkeit der Beach­tung der Rechtfertigung von Schutzmaßnahmen wird betont.

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6 (Coffee with speaker from 10:00-10:30)

Increased Uranium concentrations in ground and surface waters of the Swiss Plateau: A result of Uranium accumulation and leaching in the Molasse Basin and (ancient) wetlands?

Anja Pregler, Abteilung Strahlenschutz und Sicherheit, PSI

Abstract: In this presentation I will provide an overview of the research carried out in the last 3 years as part of my PhD work which focused on naturally occurring Uranium (U) series isotope disequilibirum in phreatic water. Exceptionally high natural U concentrations in ground and surface waters were found in the western part of the Swiss Plateau. More than 100 public fountains were analyzed for their radionuclide content, revealing that increased U-238 concentrations frequently occur at the interface between the Lower Freshwater Molasse and the Upper Marine Molasse. Two springs at the northern slope of Mont Vully (20 km northwest of Berne, Switzerland) that originate from this interface exhibit the highest concentrations in U-238 and were thus monitored for almost 2 years in order to screen seasonal variations. In addition, the arable land north of Mont Vully was surveyed by gamma dose rate measurements to locate possible U accumulations underground. In order to verify the assumption that enhanced gamma dose rates are owed to an underground U accumulation, 5 shallow sediment drill cores were taken and analyzed for their U content. In the course of the present study, the origin of U concentration in ground and surface water as well as the U accumulation in soils are investigated and the relationship between the increased values is discussed.

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Radiation protection at the ELI Beamlines facility

Roberto Versaci and Veronika Olšovcová, ELI Beamlines Czech Republic

Abstract: ELI Beamlines, located on the outskirts of Prague, is part of the Extreme Light Infrastructure (ELI) project, a new Research Infrastructure of pan-European interest and part of the European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI) Roadmap . ELI is a multi-site Research Infrastructure with complementary facilities located in the Czech Republic, Hungary, and Romania for the investigation of light-matter interactions at the highest intensities and shortest time scales.

ELI Beamlines will be a user facility, however, it will also perform in house research. ELI Beamlines aims at fundamental research, however, investigation of possible application of its cutting edge technologies is also envisioned. The interaction of extremely powerful lasers with matter is capable of producing a large amount of ionizing radiation that will have to be dealt with. The type and scale of the facility and presence of radiation hazard is novel to the laser community. Besides, the field characteristics (extremely short pulsed field of high energy particles) represent a challenge for radiation protection.

We will introduce the project, its scientific goal, and the status of the facility. We will describe the radiation protection preparatory work describing the specific challenges and safety measures taken, the design of the shielding and of the monitoring system, and the interaction with the regulatory authorities. Finally, as the commissioning started in 2018, we will discuss the first operations and the lessons learned.

10:30-11:30 Uhr, PSI Bildungszentrum EG6

Personal Dosimetry Research at the Belgian Nuclear Research Centre SCK•CEN

Filip Vanhavere, Belgian Nuclear Research Center SCK•CEN

Abstract: The Research in Dosimetric Application unit at SCK•CEN is focused on quantification of doses to reduce the risk in the working environment and for the public, and to optimize medical practices for patient and personnel. There is also a focus on the development of dosemeters to improve the monitoring in specific situations. The group is now composed of 8 researchers and 7 phD students. For personal dosimetry, work has been done in neutron dosimetry, eye lens dosimetry and active personal dosemeters. The major project now is focused around the PODIUM project, where PODIUM stands for Personal On-line Dosimetry using Computational Methods. An overview of the recent progress in some of these projects, and mainly PODIUM will be given.