Образцовый объемный твердотельный источник ионизирующего излучения

 

Использование: измерительная технив частности измерение ионизирующих излучений при относительных измерениях радиоактивности объектов окружающей среды, имеющих плотность или (для сыпух и пористых тел) кажущуюся плотность в тения: для изготовления емного твердотельного ис ют пенополиуретан, каж которого варьируют в пр ния источника в диапаз путем изменения соотн тов, используемых для изг ка. К смеси полиэфиров. лентриола на основе гли N -тетраоксипропиленэти бавляют воду, содержащ смесь 4,4 -дифенилмета полиизоционатом. Соотн ров и полиизоционата в 100:0,5. Полученную комп перемешивают и отвержд размеры и форма которо меры и форму источник верждения происход композиции, которая пол пресс-форму, в результа источника определяется композиции и объемом п готовленные источники 0,2-0,9 г/см , механичес диапазоне 0,2-0,9 г/см . Сущность изобречески устойчивы. 2 табл. тения: для изготовления образцового объемного твердотельного источника используют пенополиуретан, кажущуюся плотность которого варьируют в процессе изготовления источника в диапазоне 0,2-0,9 г/см3 путем изменения соотношения компонентов , используемых для изготовления источника . К смеси полиэфиров. - полиоксипропилентриола на основе глицерина и N, N, N , N -тетраоксипропиленэтилендиамина - добавляют воду, содержащую радионуклид и смесь 4,4 -дифенилметандиизоцианита с полиизоционатом. Соотношение полиэфиров и полиизоционата в смеси составляет 100:0,5. Полученную композицию тщательно перемешивают и отверждают в пресс-форме, размеры и форма которой определяют размеры и форму источника. В процессе отверждения происходит вспенивание композиции, которая полностью заполняет пресс-форму, в результате чего плотность источника определяется массой исходной композиции и объемом пресс-формы. Приготовленные источники имеют плотность 0,2-0,9 г/см , механически прочны и хими чески устойчивы. 2 табл. (Л С с Сл) VI со QS Оч

СО!03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 21 G 4/00

НОЕ ПАТЕНТНОЕ

ССР

СР) АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 ) 4919290/25 (2 ) 18,03.91 (4 ) 30.08,93. Бюл,N 32 (7 ) Научно-производственное объединение сесоюзн ый научно-исследовательский и ститут физико-технических и радиотехнич ских измерений" и Научно-производств нное объединение "Полимерсинтез" (7 ) Н.А.Комарова, В.П.Хлебников, В.Г.Вахт н, Е.П,Ронжина, В.Г.Дьячкова, В.С.Бегин (5 ) Патент Великобритании N. 1186534, кл.

G6R,1964, Патент Франции ¹ 1303924, к, G 21 G 4/00, 1960.

Etalons de Radioactivite (Radioactive

S andards), Gif-Sur- lепе, France, 1988. (5 ) ОБРАЗЦОВЫЙ ОБЬЕМНЫЙ ТВЕРДОТ ЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ИОНИЗИРУЮЩЕГ ИЗЛУЧЕНИЯ () Использование: измерительная техник, в частности измерение ионизирующих и лучений при относительных измерениях р диоактивности объектов окружающей с еды, имеющих плотность или (для сыпуч х и пористых тел) кажущуюся плотность в д апазоне 0,2 — 0,9 г/см, Сущность изобре1!

Изобретение относится к измерительй технике, в частности к области иэмерей ионизирующих излучений и может быть пользовано при относительных измереях радиоактивности объектов окружаюей среды, имеющих плотность или (для пучих и пористых тел) кажущуюся плотсть в диапазоне 0,2-0,9 г/см . з !

Целью изобретения является снижение решности относительных измерений раактивности объектов окружающей сре. Ж 1837366 А1 тения; для изготовления образцового объемного твердотельного источника используют пенополиуретан, кажущуюся плотность которого варьируют в процессе изготовления источника в диапазоне 0,2-0,9 г/CM

3 путем изменения соотношения компонентов, используемых для изготовления источника. К смеси полиэфиров. — полиоксипропилентриола на основе глицерина и N. N, N, Й -тетраокси прапиленэтилендиамина — добавляют воду, содержащую радионуклид и смесь 4,4 -дифенилметандиизоцианита с полиизоционатом. Соотношение полиэфиров и полиизоционата в смеси составляет

100. 0,5. Полученную композицию тщательно перемешивают и отверждают в пресс-форме, размеры и форма которой определяют размеры и форму источника. В процессе отверждения происходит вспенивание композиции, которая полностью заполняет пресс-форму, в результате чего плотность источника определяется массой исходной композиции и объемом пресс-формы. Приготовленные источники имеют плотность

0,2 — 0,9 г/см, механически прочны и химиз чески устойчивы. 2 табл. ды, истинная или кажущаяся плотность которых находится в диапазоне 0,2 — 0,9 г/см

3 за счет приближения плотности материала образцового источника к плотности материала исследуемого образца и, следовательно, за счет снижения различия величин самопоглощения гамма-излучения в образцовом источнике и в исследуемом образце.

Для получения пенополиуретана используют композицию на основе короткоцепных многогидроксильных полиэфиров (в

1837366 дальнейшем изложении "компонент А") в смеси с полиизоцианатом ("компонент Б").

В качестве пенообразователя в исходную полиэфирную композицию добавляют воду, в которую предварительно вносят необходимое количество образцового радиоактивного раствора заданной активности.

После смешивания компонентов в смеси протекают две конкурирующие реакции: первая между полиэфирами и полиизоцианатом с образованием полиуретана и вторая между полиизоцианатом и водой с образованием полимочевины и углекислоты, которая вспенивает композицию.

Процессы вспенивания и полимеризации

10 проводят в пресс-форме, которая воспроизводит заданные форму и размеры источника.

В итоге обоих процессов получается твердотельный пористый источник ионизи- 20 рующего излучения, основные параметры которого — активность нуклида в источнике, плотность материала, форма и размеры— определяются конкретными условиями его изготовления. 25

В качестве материала источника используют пористый материал пенополиуретан, изготавливаемый из композиции на основе короткоценн ых многогидроксильный полиэфиров в смеси с полиизоциана- 30 том, в которую вносят воду в качестве пенообразователя и образцовый радиоактивный раствор заданной. активности.

Заявленный источник был реализован .при изготовлении образцовых обьемных 35 твердотельных источников с кажущейся плотностью в диапазоне 0,2 — 0,9 г/см, имез ющих форму "сосуда Маринелли", цилиндра (диска) и усеченного конуса, Источник представляет собой твердо- 40 тельный моноблок из пенополиуретана с равномерно распределенным по его объему радиоактивным веществом. В качестве исходной композиции веществ, из которой в результате одновременно протекающих ре- 45 акций пенообразования и полимеризации образуется пенополиуретан, использованы: смесь полиэфиров — полиоксипропилентриола на основе глицерина иН,Н, H,H -тетраоксипропиленэтилендиамина с 50 добавлением воды ("компонент А-314-0", ТУ 6-05-221-456 — 81) и смесь Ч,Ч -дифенилметандиизоцианита с полиизоцианатом ("компонент Б", ТУ 113-82-375-75), Предварительно, перед составлением этой компо- 55 эиции в компонент А-314-0 вводили заданное количество радиоактивного вещества в виде образцового радиоактивного раствора (OPP), аттестованного по активности на рабочем эталоне единицы активности нуклидов. В состав композиции входила также вода в качестве пенообразователя, Соотношение компонентов в композиции (массовые части) составляло: компонент А314-0-100, компонент Б-115, вода (включая воду, входящую в состав OPP) — 0,5.

Отверждение тщательно перемешанной исходной композиции проведено в пресс-форме, размеры и форма которой определяют размеры и форму источника.

Плотность материала источника может варьироваться в диапазоне 0,2 — 0,9 г/см пуз тем изменения количества исходной композиции, вносимой в пресс-форму.

Поскольку исходная композиция полностью заполняет рабочий объем пресс-формы, плотность источника определяется как отношение массы исходной композиции к объему пресс-формы, Нижняя граница диапазона значений плотности материала источника определяется объемом свободного вспенивания исходной композиции реагентов. Так, например, при объеме пресс-формы 1000 см для его заполнения требуется, как минимум, 200 г композиции (d = 0,2 г/см ). При меньшем. количестве композиции объем прессформы будет незаполнен. Верхняя граница диапазона определяется существованием уже известных решений (см.выше), осуществление которых не требует применения пресс-формы для их реализации.

Величина погрешности измерений активности объектов с различной плотностью с применением в качестве образцовой меры источика-прототипа и предлагаемого нами источника исследовалась экспериментально, а также путем теоретических расчетов. В эксперименте использовались специально изготовленные источники, плотность материала которых охватывала весь заявленный диапазон (0,2 — 0,9 г/см ), причем для каждоэ го данного значения. плотности изготавливался ряд источников с использованием различных радионуклидов, отличающихся друг от друга спектральными характеристиками в широком энергетическом диапазоне (122 — 1117 кэВ). Активность всех источников была одинаковой;

Внешнее гамма-излучение этих источников измерялось с помощью гамма-спектрометра с полупроводниковым детектором с кристаллом объемом 100 см . Результаты измерений представлены в таблице 1 в виде отношений значения внешнего излучения источника с данной плотностью его материала к значению внешнего излучения источника с максимальной плотностью (p

=0,9 г/смз). Из приведенных данных(в хорошем согласовании с приведенными здесь

1837366

Таблица 1

О ношения значения внешнего излучения источника с данной плотностью его материала к значению внешнего излучения источника с максимальной плотностью (0,9 г/смз) П р и м е ч а н и е. А — экспериментально полученное значение, Б — значение, полученное расчетным путем с учетом сечения взаимодействия фотонов данной энергии с веществом образца и приведенной толщины образца.

Таблица 2

Величина погрешности определения активности объектов с использованием в качестве образцовой меры предлагаемого источника и источника — прототипа

Величина пог ешности, Плотность материала испытуемого объекта, г/см

Энергия гаммаиэлучения, кэВ

Радионуклид с использованием предлагаемого источника с использованием источникаи рототипа

7Со !

137@

16+ 3

10+ 3

3+3

8+3

4+3

3+3

0,2

0,5

0,9

0,2

0,5

0,9

122

661

5 ! же теоретически рассчитанными значениями той же величины) видно, что внешнее из учение источника увеличивается с ум ньшением плотности его материала.

Эт т эффект усиливается с уменьшением эн ргии гамма-излучения радионуклида, вх дящего в состав источника.

Поскольку источник с плотностью 0,9 г/ м можно с хорошим приближением приз ня ь эа источник-прототип (p = 1,09 г/см ), з ст пень отличия вышеупомянутого отношения от единицы характеризует величину допо нительной погрешности определения активности, связанной с применением в ка естве образцовой меры источника с бо ьшей, чем у испытуемого образца плотно тью материала.

Как видно из данных, приведенных в та лице 2, величина дополнительной погрешности, колеблется от 2 до 16 в зависимости от плотности материала испытуемого образца и энергии радионуклида.

Основная погрешность, составляющая

3 („связана с погрешностью аттестации об5 раэцового раствора, использованного при изготовлении источника.

Формула изобретения

Образцовый объемный твердотельный источник ионизирующего излучения, 10 предназначенный для относительных измерений радиоактивности объектов, выполненный из полимерного материала с равномерно распределенным в нем радионуклидом в виде моноблока, имеющего

15 форму измерительной кюветы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения плотности источника и возможности ее вариации, в качестве. полимерного материала используют пенополиуретан с плотностью

20 0,2 — 0,9 г/см .

1837366

Продолжение табл. 2

Примечание к таблице, Плотность источника-прототипа равна 0,9 г/см, плотность предлагаемого источника такая же, как у испытуемого образца.

Реализация других существенных признаков источника при его изготовлении— форма, размеры, радионуклидный состав, активность нуклида в источнике — не имеет принцИпиальных ограничений.

Источник является чистым в экологическом отношении изделием — механически прочен, химически устойчив, активность мазка, взятого с его поверхности, не превышает фоновых значений.

Составитель В, Хлебников

Техред М.Моргентал Корректор М. Куль

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2869 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5