Способ оценки доз от быстрых нейтронов в массовом дозиметрическом контроле

 

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и может быть использовано в индивидуальной дозиметрии. Цель изобретения - повышение достоверности оценки дозы от быстрых нейтронов за счет дискриминации потоков нейтронов на фоне высокоэнергетичного однозарядного излучения. Для этого обрабатывают экспонированную в радиационном поле ядерную пленкуj обрабатывают в амидоловом проявителе со следующего состава, г/л: сульфат натрия 3-4, роданистый натрий 0,8-1,5. бромистый калий 0,2-0.5; амидол 3-4. Изобретение позволяет оценить реальный вклад в дозу быстрых нейтронов.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 Т 3/00, 1/08, 5/10

ГОСУДАР СТВ Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4837019/25 (22) 16.04.90 (46) 23.12.91. Бюл. N 47 (71) Ереванский физический институт (72) А.Б; Акопова, Г.А. Бабаян, В.А. Волкова и Л.В. Мелкумян (53) 539.1.074(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N. 1285935, кл, G 01 Т 3/00, G 01 Т 1/08, 1,987.

2. Козлов B.Ô. Фотографическая дозиметрия ионизирующих излучений. — М.: Атомиздат, 1964, с. 34, (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ДОЗ ОТ БЫСТРЫХ

НЕЙТРОНОВ В МАССОВОМ ДОЗИМЕТРИЧЕСКОМ КОНТРОЛЕ

Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике, в частности к способу определения потоков нейтронов и дозы от них (как излучения, дающего преобладающий вклад в полную дозу облучения) в ядерных пленках, и может быть использовано в массовом дозиметрическом контроле на ускорителях заряженных частиц.

Известен способ определения доз от быстрых нейтронов (0,5 — 20 МэФ) в ядерных пленках типа МК вЂ” 20, облученных в радиационных полях ускорителей частиц, при котором доза рассчитывается по количеству треков протонов отдачи от нейтронов, выявленных в пленке после обработки в амидоловом проявителе, дополнительно содержащем лимонную кислоту и бромистый калий (1).

Недостатком способа является двухстадийность процесса проявления, когда пропитка в холодном проявителе сменяется

„„SU ÄÄ 1700506 А1 (57) Изобретение относится к экспериментальной ядерной физике и может быть использовано в индивидуальной дозиметрии.

Цепь изобретения — повышение достоверности оценки дозы от быстрых нейтронов за счет дискриминации потоков нейтронов на фоне высокоэнергетичного однозарядного излучения. Для этого обрабатывают экспонированную в радиационном поле ядерную пленку обрабатывают в амидоловом проявителе со следующего состава, г/л: сульфат натрия 3 — 4, роданистый натрий 0,8-1,5, бромистый калий 0,2 — 0.5; амидол 3 — 4. Изобретение позволяет оценить реальный вклад в дозу быстрых нейтронов.

Ф.l трудоемкой "сухой" теплой стадией, требующей плотного прижатия каждой пленки между пластинами из оргстекла и выдерживания их при температуре 20 С в термоста- с те, При обработке нескольких тысяч пленок С) в производственных условиях это связано ( не только с необходимостью наличия большого количества термостатов и пластин, но и сложностью поддержания одинаковых условий "сухого" проявления, что может суще- О" ственно исказить действительную картину выявления треков, по которым оценивается доза облучения. По этой причине способ ° применяется только лишь в лабораторных масштабах и не может быть использовано в массовом дозиметрическом контроле.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения дозы быстрых нейтронов, заключающийся в экспонировании пленки типа МК-20 в радиационных полях высокоэнергетических

1700506 ускорителей частиц, обработке в режиме одной стадии мокрого проявления при температуре 20 С с использованием обще, принятого амидолового проявителя, г/л; сульфит 11-12, амидал 3-4. и расчете доз по полному количеству всех проявленных треков, Необходимо отметить, что количественное измерение числа реков используется для определения доз только от быстрых, нейтронов (0,5 — 20) МэВ, так как механизм ,регистрации нейтронов равных энергий различен: интервал (0,5 — 20) МэВ характе;,ризуется образованием треков протонов отдачи в результате упругого рассеяния

,нейтронов на ядрах Н в ядерной пленке, а выше (20-50) Мэ — звездообразованием, в результате неупругого рассеяния нейт,ронов на ядрах эмульсии (2).

Недостатком этого метода является !

,значительная переоценка дозы в полях из лучения вокруг. ускорителей высоких знер;гий эа счет регистрации заряженного

;компонента разной энергии. известно, что с ростом максимальной энергии ускоряемых частиц завышение увеличивается и мо.жет достигать 100-кратного значения. Это .,объясняется тем фактом, что коэффициент, качества, характеризующий биологическое ,воздействие, для нейтронов.в 8-10 раз выше, чем для однозарядного высокоэнергетического излучения, фон которого в полях ускорителей заряженных частиц очень высок, Ядерные фрагменты из-за малости пробе; гов отдельно не регистрируются и вклад их в полный поток частиц обычно несуществе нен за биологической защитой ускорителей., Среди существующих типов ядерных пле, нок, отличающихся по чувствительности, из, эа нестабильности и невоспроизводимости характеристик их при изготовлении в массовом дозиметрическом контроле широко используется только пленка МК вЂ” 20.

Целью изобретения является повышение достоверности оценки доз от быстрых нейтронов при проведении массового дозиметрического контроля облучаемости персонала ускорйтелей за счет дискриминации потоков нейтронов (как наиболее биологически опасной компоненты среди всех видов излучения за защитой ускорителей) на высоком фоне высокоэнергетического однозарядного излучения, который по известным оценкам составляет всего лишь несколько процентов от полной дозы.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе оценки доэ от быстрых нейтронов, состоящем из экспонирования ядерных фотопленок в радиационных полях ускорителей, фотографической обра.5

35 40

55 ботки в амидоловом проявителе общепринятого состава, подсчете числа всех проявленных треков любого происхождения и энергии и измерения дозы от них, процесс обработки осуществляется в проявителе иного состава. Предлагаемый проявитель содержит пониженную по сравнению с обычно применяемой концентрацию сульфита натрия и дополнительно введенные роданистый натрий и бромистый калий при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сульфит натрия 3 — 4

Ам идол . 3 — 4

Роданистый натрий 0,8 — 1,5

Бромистый калий 0,2 — 0,5

Сопоставительный анализ позволяет сделать вывод, что предлагаемый способ оценки доз отличается от известного изменением содержания сульфита натрия, а также введением новых компонент, а именно роданистого натрия и бромистого калия в амидоловый проявитель, используемый для этой цели, Сравнение с другими техническими решениями показало, что введенные вещества, такие как роданистый натрия л бромистый калий, входят в состав существующих проявителей для обработки фотопленок и толстослойных ядерных фотоэмульсий. Однако для обработки ядерных пленок, предназначенных для дозиметрии в полях ускорителей, применение их в сочетании с компонентами этих проявителей не обеспечивает проявленным пленкам таких свойств, которые эти вещества обнаруживают в предлагаемом решении, а именно хорошее качество треков, дискриминированных на фоне высокоэнергетического однозарядного излучения. Например, понижение концентрации сульфита натрия до 3 — 4 г/л способствует снятию фона однозарядного излучения и проявлению только треков от нейтронов до 20 МэВ, т.е. обеспечивает создание в пленке порога проявления по энергии, так как aro роль заключается в уменьшении активной части проявителя, тормозящего скорость проявителя. Но, поскольку качество зерен в проявляемых треках ухудшается, введение в проявитель роданистого натрия приводит в результате одновременного протекания процессов физического и химического проявления к укрупнению зерен в следах частиц и вуали.

Бромистый калий, известный в фотографии как антивуалирующее вещество, препятствует росту зерен вуали, оказывая при этом действия на зерна в следах частиц, так что совместное действие обоих ингредиентов сводится к укрупнению размеров зерен только в следах частиц при подавле1700506 нии зернового фона вуали, т,е, улучшается .качество проявления изображения. Таким образом, в результате использования проявителя предлагаемого состава в ядерных пленках при облучении в радиационных полях сохраняются только треки от быстрых нейтронов, по которым должна определяться доза, и за счет этого достигается повышение достоверности при оценке доз от нейтронного излучения.

Для экспериментальной проверки предлагаемого способа пленки типа МК-20 экспонируют калибрîBî÷ным пучком протонов с Е = 100 МэВ от ускорителя ИФВЭ для

10

15 получения порога проявления треков по энергии; градуировочным потоком нейтронов от радиоактивного источника Ри-а Be для оценки сохраняемости полного количества треков (в О/о) с энергией до

20 МэВ в результате проявления; в смешанном радиационном поле ускорителя

ИФВЭ для выделения только потоков быстрых нейтронов от высокоэнергетического однозарядного излучения и определения

25 реальной дозы облучения, и обрабатывают в пяти различного состава проявителях, три из которых показали оптимальные результате. Параметры микроскопического просмотра, полученные в экспонированных предлагаемого состава с различным соотношением ингредиентов (амидол везде 3—

4 г/л) и известного состава, рассчитывает по количеству проявленных треков дозы облучения в радиационном поле ускорителя ИФВЭ.

Величину энергетического порога проявления определяют по плотности зерен вдоль треков калибровочных протонов от их

40 остановки на пробеге до 600 мкм, что возможно, так как в результате указанного проявления треки прйобретают зернистую структуру. Применив соотношение, связывающее плотность зерен треке N и отношение заряда к скорости Z/ô частицы

И = а и Z2/ô + Ь, где а и Ь вЂ” коэффициенты, рассчитанные на

ЭВМ методом последовательных приближений на основе экспериментальных градуировочных траекторий для каждого случая проявления, определяют пороговое значение энергии, т,е. верхний порог энергии регистрируемых протонов по формуле для нерелятивистских скоростей

Е—

1О1д2

Проявитель предлагаемого состава для способа оценки доз от быстрых нейтронов

55 пленках после обработки в проявителях 30 создает в ядерной пленке энергетический порог проявления, чем обеспечивает снятие фона однозарядного высокоэнергетического излучения и сохранение только треков от нейтронов с энергией до 20 МэВ (92 Q. Что касается доз, то в смешанном радиационном поле ускорителя ИФВЭ доза, рассчитанная только по быстрым нейтронам, составила всего 0,66 бэр вместо

1,43 (полученной общепринятым способом), что на 540/ превышает реальную дозу. Достигнутое качество проявления способствует проведению точных микроскопических измерений.

Использование предлагаемого изобретения позволяет дискриминировать поток быстрых нейтронов на фоне высокоэнергетического однозарядного излучения; повысить достоверность оценки доз от быстрых нейтронов за счет создания энергетического порога проявления треков и повышения качества микроскопических измерений, реализовать его на любых ускорителях заряженных частиц и ядернофизических установках при обработке в производственных условиях большого количества пленок любого размера из массового дозиметрического контроля; определять реальную дозу облучения, тем самым исключая возможность переоценки величины доз и связанных с нею дополнительных затрат на срочные мероприятия по охране(восстановлению или лечению) здоровья персонала ускорителей или предотвращению нарушений техники безопасности.

Формула изобретения

Способ оценки доз от быстрых нейтронов в массовом дозиметрическом контроле, при котором ядерную пленку экспонируют в радиационных полях ускорителей, обрабатывают в амидоловом проявителе, содержащем сульфит натрия, подсчитывают в ней число треков частиц любого происхождения и энергии для измерения дозы радиации, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности оценки дозы от быстрых нейтронов за счет дискриминации потоков нейтронов на фоне высокоэнергетического однозарядного излучения. пленки обрабатывают в амидоловом проявителе, дополнительно содержащем роданистый натрий и бромистый калий, при следующем соотношении ингредиентов, г/л;

Сульфит натрия 3 — 4;

Роданистый натрий 0,8-1,5:

Бромистый калий 0,2 — 0,5

В основе амидоловый проявитель 0c an ное