Устройство для определения дозы ионизирующего излучения

Авторы патента:

G01T1/02 - дозиметры (G01T 1/15 имеет преимущество; измерение времени экспозиции при облучении рентгеновскими лучами H05G 1/28)

Владельцы патента RU 2386145:

Данчев Михаил Дмитриевич (RU)

Изобретение относится к области дозиметрии ионизирующих излучений и может быть использовано в радиационно-химической технологии и радиационных испытаниях для измерения поглощенных доз ионизирующих излучений. В устройстве определение дозы ионизирующего излучения реализуется за счет помещения полимерного материала в исследуемое поле и нахождения дозы по калибровочной зависимости выхода продуктов радиолиза от дозы, в качестве измеряемого параметра используют выход газообразных продуктов радиолиза. Образующиеся газообразные продукты радиолиза, содержащие H₂, C_nH_m (где n=1…4, m=1…10), а также кислородные и другие соединения в зависимости от состава исходного материала, накапливаются в замкнутом объеме и после облучения подвергаются измерению образовавшегося избыточного давления (при постоянном объеме) или приращения объема (при постоянном давлении). Наиболее простым устройством, реализующим предлагаемый способ, является устройство, содержащее полый цилиндр 1 из радиационностойкого стекла, залитый на 10 мм эпоксидным компаундом 2 К-115 с отвердителем, величина дозы определяется по калибровочной шкале, нанесенной на корпус устройства. Длительность процесса определения дозы 15-30 сек. Технический результат - расширение диапазона измеряемых доз, упрощение процесса измерения. 2 ил.

В дозиметрии ионизирующих излучений известны устройства для определении поглощенной дозы, основанные на изменении химических и физико-химических характеристик облучаемого материала под действием излучения (Пикалев А.К. Дозиметрия в радиационной химии. М.: Наука, 1975 г.). Такими характеристиками обычно являются светопропускание, показатель преломления, температура фазового перехода.

Однако большинство используемых устройств характеризуются узким диапазоном измеряемых доз, сложностью измерительной аппаратуры, длительностью процесса измерения характеристик рабочего тела.

Простым устройством для определения дозы ионизирующего излучения, поглощенной полимерным объектом, является устройство, основанное на определении показателя расплава ПТР полиэтилена до и после облучения. ПТР определяют на приборе ПИРТ-2, по калибровочной кривой находят поглощенную дозу.

Недостатком данного устройства является узкий диапазон измеряемых доз (0,5-5 мрад).

Наиболее близким по технической сущности решением является устройство для определения дозы по выходу продукта радиолиза перфторорганического материала, которым является перфторуглеродный радикал, принимаемое за прототип.

Концентрацию радикала С₃F₁₅ определяют по спектру электронного парамагнитного резонанса ЭПР, а поглощенную дозу находят по калибровочной кривой. Использование в этом устройстве прибора ЭПР усложняет и удлиняет процесс определения дозы по сравнению с известными распространенными устройствами.

Целью предложенного устройства является расширение диапазона измеряемых доз и упрощение процесса измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве определение дозы ионизирующего излучения реализуется путем помещения полимерного материала в исследуемое поле и нахождения дозы по калибровочной зависимости выхода продуктов радиолиза от дозы, в качестве измеряемого параметра используют выход газообразных продуктов радиолиза.

Предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон измеряемых доз благодаря стабильности процесса образования газообразных продуктов радиолиза под воздействием ионизирующих излучений вплоть до полной деструкции исходного материала. Образующиеся газообразные продукты радиолиза, содержащие Н₂, C_nH_m (где n=1…4, m=1…10), а также кислородные и другие соединения в зависимости от состава исходного материала, накапливаются в замкнутом объеме, что приводит или к увеличению давления, или к смещению полимерного материала вдоль цилиндрического канала, открытого с одной стороны. После облучения измеряется давление (при постоянном объеме) или приращения объема (при постоянном давлении). Вышеуказанное позволяет говорить о соответствии предлагаемого технического решения критерию изобретению «существенное отличие».

Предел чувствительности и точность данного способа определения дозы ограничивается соответствующими параметрами устройства, используемого для измерения давления или объема образовавшейся газовой фазы. Сложность и длительность определения также зависят от выбора измерительного устройства.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, на которых:

Фиг.1 изображает устройство для определения дозы ИИ;

Фиг.2 - зависимость радиационного выхода газообразных продуктов от дозы облучения.

Наиболее простым устройством, реализующим предлагаемый способ, является устройство, содержащее полый цилиндр 1 из радиационно-стойкого стекла, залитый на 10 мм эпоксидным компаундом 2 К-115 с отвердителем. Цилиндр с образовавшимся полимером помещают в поле источника j-излучения до получения поглощенной дозы 10 мрад. После облучения измеряют расстояние от дна цилиндра до нижней поверхности полимерной пробки. Измеренная величина равна 3 мм. Тот же цилиндр с пробкой облучают следующей дозой 10 мрад. После облучения снова измеряют расстояние от дна цилиндра до нижней поверхности полимерной пробки. Измеренная величина равна 6 мм. Таким образом последовательно облучая полимер и измеряя его высоту от дна цилиндра, находят зависимость образовавшегося газового объема от дозы облучения и получают калибровочную кривую в диапазоне доз 10-5·10² Мрад. Длительность процесса определения дозы 15-30 сек.

Предлагаемое устройство также может быть реализовано следующим образом.

Полиэтиленовую пленку, свернутую в рулон, помещают в металлический сильфон и герметизируют. После каждой дозы облучения сильфон устанавливают в измерительное устройство для определения давления газообразных продуктов радиолиза. Полученные результаты находятся в зависимости от дозы облучения в диапазоне 5·10^-2-8·10² Мрад.

Предлагаемое устройство определения дозы может быть использовано в полях ионизирующих излучений. Использование устройства в области больших доз (5-8·10² Мрад) наиболее эффективно.

Использование предлагаемого устройства определения дозы ионизирующих излучений обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества:

- позволяет определить поглощенные дозы в более широком диапазоне (у прототипа 0,5-5 Мрад, у предлагаемого устройства 5·10^-2-8·10² Мрад);

- упрощает и ускоряет процесс определения дозы за счет использования более простого аппаратурного оформления способа.

Устройство может быть изготовлено различными методами: заливкой порции отверждающегося полимера в цилиндрическую ампулу, помещением в ампулу стерженька из твердого полимера с уплотнительной прокладкой, препятствующей выходу газообразных продуктов радиолиза из герметизированного объема ампулы и обеспечивающей смещение стерженька вдоль ампулы под действием увеличивающегося давления, помещением полимерного материала в замкнутый объем с манометром, по показаниям которого можно судить о поглощенной дозе.

Устройство для определения дозы ионизирующего излучения, состоящее из корпуса в виде прозрачной гильзы, содержащей отвержденный полимер, отличающееся тем, что для расширения диапазона определения доз, упрощения процесса определения и изготовления устройства в качестве измеряемого параметра используют величину перемещения полимерного материала под действием повышения давления образующихся продуктов радиолиза, при этом величина дозы определяется по калибровочной шкале, нанесенной на корпус устройства.

Похожие патенты:

Спектрометр-дозиметр // 2366977

Изобретение относится к ядерной физике, дозиметрии, биофизике, радиационной медицине, химии, экологии и может быть использовано для детектирования газов в разных отраслях промышленности.

Способ измерения мощности дозы гамма-излучения и устройство для его осуществления // 2361240

Изобретение относится к области измерения ионизирующих излучений, а именно гамма-излучения с применением газоразрядных счетчиков. .

Способ обнаружения ионизирующего излучения, детектор и использование полевого моп-транзистора в нем // 2138065

Способ идентификации рентгенографических рефлексов на полусферической поверхности // 2131134

Способ определения концентрации радона и его дочерних продуктов в воздухе // 2126981

Изобретение относится к ядерной физике и технике и может быть использовано при создании детекторов для контроля радиоактивности окружающей среды. .

Способ измерения радиоактивности газов по альфа-излучению, в частности радиоактивности воздуха, содержащего радон и торон // 2113718

Изобретение относится к способу измерения радиоактивности газов по альфа-излучению, в частности радиоактивности воздуха, содержащего радон и торон. .

Способ измерения радиоактивности воздуха // 2096860

Изобретение относится к ядерной физике и технике и может быть использовано для создания детекторов, контролирующих радиоактивность окружающей среды. .

Поглощающий нейтроны материал для радионуклидных источников гамма-излучения // 2093858

Изобретение относится к области атомной техники, в частности к поглощающим нейтроны материалам для изготовления сердечников радионуклидных источников жесткого гамма-излучения высокой удельной активности.

Способ определения радиоактивности газа и устройство для его осуществления // 2093857

Способ поляризации электретного дозиметра // 2065178

Изобретение относится к технической физике, к технике измерений ионизирующих излучений и может быть использовано в медицине, а также для контроля облучения при выполнении работ, связанных с ионизирующим излучением.

Устройство и установка для измерения и отображения излучения // 2413243

Изобретение относится к установке для обнаружения и запуска индикации доз излучения

Устройство для измерения дозы ионизирующих излучений // 2451604

Изобретение относится к техническим средствам, а именно к устройствам измерения дозы низкоэнергетического ионизирующего излучения в условиях открытого космического пространства во время орбитальных полетов летательных аппаратов вокруг Земли

Индикация для осведомления о дозе персонала // 2469351

Изобретение относится к области измерений рентгеновского излучения, в частности относится к устройству индикации для осведомления о дозе для определения данных по индивидуальной дозе штатного сотрудника во время рентгеновского исследования диагностического или интервенционного типа представляющего интерес объекта

Дозиметр-радиометр на основе биологических структур // 2485546

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к дозиметрам и радиометрам, и может быть использовано в схемах и устройствах измерения интенсивности электромагнитных и ионизирующих излучений и/или индикации опасного уровня радиационного фона окружающей среды, а также накопленных уровней радиации, включая альфа, бета излучение, протоны, нейтроны, гамма и рентген диапазоны

Устройство для управления заслонкой, перекрывающей пучок ионизирующего излучения, исходящего из коллиматора градуированной и поверочной дозиметрической установки // 2495454

Использование: для проверки и градуировки радиометров и дозиметров при их массовом производстве. Сущность заключается в том, что устройство для градуировки и поверки дозиметров состоит из коромысла, стойки, на которой крепится заслонка, стойка опирается на конец коромысла, уравновешенного грузом, и шарнирно соединена со штангой, которая другим концом также шарнирно соединена с корпусом свинцового контейнера под определенным углом, обеспечивающим плотное примыкание заслонки к поверхности контейнера. Устройство приводят в действие при помощи кривошипного механизма и толкателя, связанного с кривошипным механизмом и соответствующими шарнирами с коромыслом, ось кривошипного механизма приводят в действие при помощи рычага путем его поворота на 180 градусов вручную. Технический результат: расширение области применения, повышение точности измерений дозы, обеспечение радиационной безопасности. 2 ил.

Устройство для измерения мощности дозы гамма-излучения ядерной энергетической установки в условиях фоновой помехи от высокоэнергетичных космических электронов и протонов // 2527664

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при создании измерителей мощности дозы гамма-излучения ядерной энергетической установки, размещаемой на космическом аппарате. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для измерения мощности дозы гамма-излучения ядерной энергетической установки в условиях фоновой помехи от высокоэнергетичных заряженных частиц содержит металлический корпус-коллиматор, внутри которого помещены две параллельные кремниевые пластины, выходы которых подключены к схеме антисовпадений, при этом с целью расширения энергетического диапазона регистрируемых гамма-квантов до 10 МэВ между пластинами кремния установлен фильтр из вольфрамового сплава для поглощения вторичных электронов, возникающих при взаимодействии гамма-квантов с металлическим корпусом-коллиматором. Технический результат - расширение энергетического диапазона регистрируемых гамма-квантов до энергий, характерных для излучения ядерной энергетической установки. 1 ил.

Материал датчика для эпр дозиметрии ионизирующих излучений // 2646549

Изобретение относится к области биосовместимых эпр датчиков дозиметра накопленной дозы ионизирующих излучений (ИИ). Материал датчика для эпр дозиметрии ионизирующих излучений на основе зубной эмали животного, отличающийся тем, что содержит пробу эмали зуба свиньи и дополнительно связующее и парамагнитное вещества при следующих количественных соотношениях, мас.%: проба зубной эмали свиньи 80-87 связующее вещество 12,9-19,8 парамагнитное вещество 0,1-0,2, при этом в качестве пробы зубной эмали свиньи используют порошок с размерами крупинок от 0,1 мм до 0,3 мм. Технический результат – увеличение чувствительности материала к ИИ. 3 з.п. ф-лы, 5 табл., 1 ил.