Способ дозиметрии гамма-излучения

 

Изобретение относится к дозиметрии ионизирующих излучений, в частности к дозиметрии гамма-излучения методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Цель изобретения - увеличение чувствительности метода, расширение диапазона измеряемых доз, повышение стабильности измерений. Цель достигается использованием дигидрата дитионата бария. Его облучают гамма-лучами. Измеряют интегральную интенсивность сигналов парамагнитных центров (ПМЦ), образовавшихся в облученном дигидрате дитионата бария методом ЭПР. В изобретении облученный дигидрат дитионата бария используется в качестве источника ПМЦ, для которых интегральная интенсивность сигнала ЭПР в 10 раз превышает интегральную интенсивность сигнала облученного той же дозой от 10^-1 до 5·10⁴ Гр. 2 ил.

Изобретение относится к дозиметрии ионизирующих излучений, в частности к дозиметрии гамма-излучения методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Известен способ дозиметрии гамма-излучения путем регистрации методом ЭПР интенсивности сигналов парамагнитных центров (ПМЦ), образующихся в гамма-облученном сернокислом кальции, с активаторами, например с цинком. Интегральная интенсивность сигналов ПМЦ для таких дозиметрических систем пропорциональна поглощенной дозе от 1,0 до 10⁴ Гр, однако зависит от вида, количества и способа введения активирующей добавки, поэтому предпочтительнее в качестве дозиметрической системы использовать индивидуальное вещество. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ дозиметрии гамма-излучения путем регистрации методом ЭПР сигналов ПМЦ, образующихся в облученном аланине. Для облученного аланина интегральная интенсивность сигналов ПМЦ пропорциональна поглощенной дозе от 1,0 до 10⁴ Гц. Известный способ имеет следующие недостатки. Спектр ЭПР облученного аланина имеет сложный характер с плохо разрешенной восьмикомпонентной сверхтонкой структурой, что затрудняет определение интегральной интенсивности сигнала ПМЦ. Для точного ее определения необходимо применять математическую (машинную) обработку спектра. При дозах свыше 10⁴ Гр линейность шкалы диапазона измерений нарушается из-за насыщения сигнала ЭПР, ниже 1,0 Гр величина сигнала находится на уровне шумов. Искажение линейности шкалы при дозах свыше 10⁴ Гр затрудняет использование аланина для контроля дозы при радиационной стерилизации наиболее часто применяемого на практике радиационного технологического процесса (стерилизующая доза гамма-излучения 2,5 x 10⁴ Гр). При экспозиции облученного аланина на свету интенсивность сигнала ПМЦ уменьшается, так под воздействием лабораторного освещения за месяц терялось 20% первоначальной интенсивности сигнала ПМЦ, кроме того, на величину сигнала при больших измерямых дозах оказывала влияние влажность воздуха, если ее значение превышало 70% Цель изобретения расширения диапазона измеряемых доз, увеличение чувствительности дозиметрической системы, уменьшение влияния света и влажности на интенсивность сигнала ПМЦ при хранении. Сущность предложения состоит в том, что в качестве источника ПМЦ для определения дозы гамма-излучения используется дигидрат дитионата бария BaS₂O₆ · 2H₂O. Спектр ЭПР облученного дигидрата дитионата бария представляет собой синглет, интегральная интенсивность сигнала которого для тех же самых значений измеряемых доз в 10 раз выше, чем для аланина, что увеличивает чувствительность предлагаемого способа. Зависимость интегральной интенсивности сигналов ПМЦ для предлагаемой дозиметрической системы линейна в диапазоне 10^-1- 5·10⁴ Гр. Интенсивность сигналов не изменялась в течение года (срок наблюдения). Выдержка облученных образцов на свету при относительной влажности воздуха 75-80% в течение двух месяцев не приводила к изменению интенсивности сигнала ПМЦ. Применение дигидрата дитионата бария до дозиметрии гамма-излучения методом ЭПР приводит к расширению диапазона измеряемых доз, увеличению чувствительности в 10 раз, повышению стабильности величины интенсивности сигналов ПМЦ при хранении. На фиг. 1 представлены ЭПР спектры облученных дозой 10⁴ Гр аланина (кривая 1) и дигидрата дитионата бария (кривая 2); на фиг. 2 представлены зависимости относительной интегральной интенсивности сигналов ПМЦ от дозы для облученного аланина (кривая 3) и облученного дигидрата дитионата бария (кривая 4). Предлагаемый способ дозиметрии реализован следующим образом. Сухой порошок дигидрата бария облучали на гамма-установке РХМ-γ-20. Навески облученного дигидрата дитионата бария от 0,1500 до 0,0150 г в зависимости от величины дозы, в стеклянных ампулах помещали в резонатор ЭПР-спектрометра ERS-230 (ГДР) и записывали спектр и интегральную интенсивность сигналов ПМЦ при модуляции 1 эрстед. Величину поглощенной дозы рассчитывали по формуле где И_от относительная интегральная интенсивность сигнала ПМЦ; И_ш интегральная интенсивность сигнала шумов; м масса навески, г; к калибровочный коэффициент, равный 0,83 Гр·г. При дозах, меньших 10^-1 Гр, сигнал облученного дигидрата дитионата бария перекрывается сигналами шумов, при дозах, больших 5·10⁴ Гр, из-за насыщения нарушается линейность зависимости интегральной интенсивности сигналов ПМЦ от дозы. Аналогичным образом проводили дозиметрию с аланином. Использование предлагаемого способа по сравнению с существующим позволяет проводить дозиметрию в более широком интервале доз с большей точностью, осуществлять контроль дозы в процессе радиационной стерилизации, проводить аттестацию гамма-установок путем сравнения интенсивности сигналов ПМЦ образцов дигидрата дитионата бария, облученных на аттестуемой установке и эталонных гамма-источниках.

Формула изобретения

Способ дозиметрии гамма-излучения путем измерения интенсивности сигналов парамагнитных центров, возникающих в рабочем веществе под действием гамма-излучения, методом ЭПР, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности, расширения диапазона измеряемых доз, повышения стабильности измерений, в качестве рабочего вещества используют дигидрат дитионата бария.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2