Термолюминесцентный дозиметр

 

ВО ".". ) L HGl!!!

89!Tsнтно .. х i ",чеокйЮ

QnÈCÀÍ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

206729

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 21g, 18/02

Заявлено 18.1.1966 (¹ 1051519j26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 03.1Х.1970. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 25.1.1971

МПК 6 21

УДК 539.1.074.3:539.12. .04.08 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. H Горюшкин, В. А, Казанская, В. В. Кузьмин, Г. И. Мухин, Н. Н. Приходченко и А. Д. Соколов

Союзный научно-исследовательский институт приборостроения

Заявитель

ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ДОЗИМЕТР

Известны термолюминесцентные дозиметры тепловых и быстрых нейтронов, содержащие радиатор тя)келых заряженных частиц, возникающих в нем при облучении быстрыми нейтронами, термолюминофор, регистрирующий эти частицы. и электронагревательный элемент.

Для регистрации тепловых нейтронов в люминофор вводится борат лития, и запасание светосуммы при прохождении тепловых нейтронов через люгиинофор происходит за счет альфа-частиц реакции В)о(п, d)1 .

Запасенная светосумма, регистрируемая при н агревании дозиметра, пропорциональна дозе нейтронного излучения.

Предлагаемый дозиметр предназначен для регистрации интегральных потоков нейтронов в присутствии гамма-излучения.

Предлагаемый термолюминесцентный дозиметр отличается от извес-ных тем, что, с целью повышения чувствительности дозиметра к дозам нейтронов и понижения порога регистрируемых доз, в нем использован термолюминофор с относительной чувствительностью к тяжелым и легким заряженным частицам не менее двадцати. Линейный размер объема, в котором размещен термолюминофор, B направлении распространения заряженных частиц имеет величину порядка прооега тяжелых заряженных частиц и менее пробега электронов. Термолюминофор и радиатор герметично изолированы от внешней среды.

Термолюмин офор нанесен на электронагревательный элемент в виде слоя или диспергиро5 ван в радиаторе.

На фиг. 1, 2, 3 и 4 показаны различные варианты конструкций предлагаемого дозиметра.

На фиг. 1 показана конструкция дозимет-10 ра, в котором термолюминофор 1 нагревается электронагревательным элементом 2.

В радиаторе ) при облуч" íèè его быстрыми нейтронами возникают тяжелые заряженные частицы, регисгрируех!ые термслюмпно15 фором 1.

Термолюминофор 1, электронагреьательнык элемент 2 и радиатор 8 помещены в прозрачную для спектра люминесценции герметичную колбу 4.

2О Среда 5 является инертной по отношению ко всем конструктивным элементам доз !метра.

Инертность среды означает, что свечение всех конструктивных материалов дозпметра

25 при его нагреве значительно меньше, чем свечение термолюминофора 1.

С целью повышения чувствительности дозиметра к нейтронам, термолюмпнофор 1 имеет значительно большую чувствительность к тяЗО желым заряженным частицам, чем и легким

206729 бета-частицам, обусловленным гамма-излучением.

B качестве радиатора 3 тяжелых заряженных частиц может быть использовано органическое стекло (радиатор протонов отдачи), а в качестве термолюминофора 1 — сульфид цинка, активированный медью, никелем и кобальтом, или сульфид кальция, актнвированный висмутом.

Для повышения чувствительности дозиметра к потокам нейтронов по отношению к чувствительности к дозам гамма-квантов толщина слоя люминофора выбирается такой, чтобы она была значительно меньше пробегов бета-частиц, обусловленных гамма-излучением.

Это позволяет снизить требования к относительной чувствительности люминофора к тяжелым и легким запряженным частицам.

С целью создания необходимой чувствительности дозиметра к нейтронам с энергией менее 0,5 лэв, в качестве радиатора может быть использована комбинация твердого и газообразного веществ, причем газообразное вещество выбирается так, чтобы энерговыделение тяжелых заряженных частиц на один падающий нейтрон в ядерных реакциях на ядрах газа было выше, чем для использованного твердого вещества.

При этом поверхностная плотность газа выбирается приблизительно равной пробегу тяжелых заряженных частиц, образующихся в газе.

На фиг. 2 показан дозиметр с терм<,люминофором 1, в котором в качестве радиатора тяжелых заряженных частиц использован электронагревательный элемент б.

Такая конструкция позволяет более свободно варьировать давлением газо-радиатора для выравнивания «хода с жесткостью» дозиметра к нейтронам в области энергий нейтронов менее 0,5 мэв.

В качестве радиатора-нагревателя может быть использована термостойкая смола с токоцроводящим наполнителем, например графитом.

На фиг. 3 показан вариант конструкции дозиметра с термолюминофором 1, в котором используется комбинация радиатора-нагревателя б и внешнего радиатора 3, что позволяет повысить абсолютную чувствительность дози5

50 к нейтроHàM приблизительно в два метра раза.

На фиг. 4 показана конструкция дозиметра, содержащего электронагревательный элемент 2, в которой в качестве регистрирующего элемента использовано вещество 7, состоящее из водородсодержащей термостатной прозрачной основы и диспергированного в ней люминофора с повышенной чувствительностью к тяжелым заряжен|ным часгицам но сравнению с чувствительностью к бета-частицам. Так как относительная чувствительность вещества 7 практически нс изменяе1ся в достаточно широких пределах концентрации люминофора, то применение данного вещества позволяет повысить чувствительность дозиметра приблизительно на порядок по сравнению с дозиметром, в <отором при одинаковых геометрических размерах используется тонкий слой;IIQKIHHpc Jентного вещества, В качестве водородсодержащего rep»остойкого прозрачного вещества можно»спользовать креMíèéoðãàíè÷åñêèå и нолиcTирольные термостатные полимеры.

Предмет изобретения

1. Термоломинесцентный,ioBHMBTp быстрых нейтронов, содержащий радиатор тяжелых заряженных частиц, возникающих в нем при облучении быстрыми нейтронами, термолюминофор, регистрирующий эти частицы, и электронагревательный элемент, отличающийcR тем, что, с целью повышения чувствительности дозиметра к дозам нейтронов и понижения по рога регистрируемых доз, в нем использован термолюминофор с относительной чувствительностью к тяжелым и легким заряженным частицам,не менее двадцати, причем линейный размер объема, в котором размещен те рмолюминофор, в направлении распространения заряженных частиц имеет величину порядка пробега тяжелых заряженных частиц и менее п робега электронов, термолюминофор и радиатор герметично изолированы от внешней среды.

2. Дозиметр по и. 1, отличающийся тем, что термолюми нофор нан есен на электронагревательный элемент в виде слоя.

3, Дозиметр по п. 1, отличающийся тем, что термолюминофор диспергирован в радиаторе.

206729

4ve I

Фю2

4 7

Составитель Т. М. Горчакова

Редактор Е. В. Семанова Техред Л. Я. Левина Корректоры: М. Коробова и Е. Ласточкина

Заказ 3741/3 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2