Способ получения термолюминесцентных материалов


 


Владельцы патента RU 2502777:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) (RU)

Изобретение может быть использовано в дозиметрии слабого ионизирующего излучения, для контроля работы атомных энергетических установок, ускорителей заряженных частиц, рентгеновской аппаратуры. Сначала готовят смесь, содержащую соединения компонентов термолюминесцентного материала на основе бората магния, допированного диспрозием, перетиранием в этиловом спирте. Затем полученную смесь вводят в водный раствор полигексаметиленгуанидин хлорида с молекулярной массой 8,5 кДа и концентрацией 7,09 масс.%, нагревают, сушат, и отжигают при температуре 700-800°C в течение 10-20 часов. Снижается температура синтеза, достигается устойчивая интенсивность термолюминесценции. 1 табл., 1 ил., 2 пр.

 

Изобретение относится к способу получения термолюминесцентных материалов на основе тетрабората магния, допированного диспрозием (MgB4O7:Dy), которые могут быть использованы в дозиметрии слабого ионизирующего излучения, для контроля работы атомных энергетических установок, ускорителей заряженных частиц, ренгеновской аппаратуры и т.п.

Аналогами описываемого термолюминофора (MgB4O7:Dy) являются материалы основанные на LiF (производство Harshaw, США) [www.bicron.com], LiF:Mg,Ti (TLD-100), его изотопные вариации с Li6 и Li7 (TLD-600 и TLD-700), CaF2:Mn,Dy, Al2O3:С [M.S. Akselrod, V.S. Kortov, D.J. Kravetsky, V.I. Gotlib. Highly sensitive thermoluminescent anion-defective α-Al2O3:C single crystal detectors // Radiat Prot Dosim. - 1990. - 32. - P. 15-20] и LiF:Mg,Cu,P [A.J.J. Bos. High sensitivity thermoluminescence dosimetry // N. Inst Meth. Phys. Res. B. - 2001. - 184. - P.3-28].

Недостатками этих термолюминофоров являются недостаточно точные измерения дозы облучения кожного покрова слабопроникающим излучением [Т.И.Гимадова, А.И.Шакс. Индивидуальные дозиметры для измерения эквивалентных доз в коже пальцев рук, лица и хрусталике глаза при хроническом и аварийном облучении // Аппаратура и новости радиац. измерений (АНРИ) - 2001. - №3. - Р.21-27], а также проблематична дозиметрия смешанных полей излучения.

Перспективными термолюминофорами для этих целей являются бораты на основе щелочных и щелочноземельных элементов (Li2B4O7, MgB4O7): 1) они обладают высокой термолюминесцентной чувствительностью, 2) из-за близости эффективных атомных номеров (Zэфф) термолюминофоров (Табл.1.) к мягкой биологической ткани (Zэфф=7,4) они идентичны биологической ткани по пропусканию и поглощению ионизирующего излучения. Однако, в настоящее время термолюминесцентная чувствительность термолюминесцентных дозиметров представленных в Табл.1. не в полной мере обеспечивает требования по нижнему пределу регистрируемых доз.

Общие характеристики некоторых термолюминесцентных дозиметров [СЕРИЯ НОРМ МАГАТЭ ПО БЕЗОПАСНОСТИ Оценка профессионального облучения от внешних источников ионизирующего излучения №RS-G-1.3].

Таблица 1
Тип ТЛД Эффективный атомный номер Основной пик (°C) Максимум пробега излучения (им) Относительная чувствительность Фединг
LiF:Ti,Mg 8.3 200 400 1 5%годa
LiF:Na,Mg 8.3 200 400 1 5%/годa
LiF:Mg,Cu,P 8.3 210 400 25 5%/год
Li2B4O7:Mn 7.3 220 605 0.20b 4%/месяц
Li2B4O7:Cu 7.3 205 368 2b 10%/2 месяцаa
MgB4O7:Dy 8.4 190 490 10b 4%/месяцa
BeO 7.1 190 200-400 0.20b 8%/2 месяца
CaSO4:Dy 14.5 220 480-570 30b 1%/2 месяца
CaSO4:Tm 14.5 220 452 30b 1-2%/2 месяца
CaF4:Mn 16.3 260 500 5b 16%/2недели
CaF4 природный 16.3 260 380 23b очень слабое
CaF4:Dy 16.3 215 480-570 15b 8%/2 месяцаa
Al2O3 10.2 360 699 4b 5%/2неделиa

Наиболее близким термолюминесцентным материалом на основе бората магния, допированный редкоземельными элементами и кодопированный тетраборатами одновалентных металлов является MgB4O7, описанный в [Н. Tischer, W. Kern, H.P. Brehm / Themolumineszens-Dosimeter, dessen herstellung und Anwendung, PA TENT DE 3108164 A1].

Недостатками получения этого материала являются высокая температура отжига (880°С), неудовлетворительный фединг (4% месяц), трудоемкий процесс механического перетирания, а также прессование исходных компонентов в таблетки.

Целью изобретения является обеспечение лучшей гомогенизации за счет растворения исходных компонентов в полимерно-солевой композиции, снижение температуры синтеза и достижение устойчивой интенсивности термолюминесценции.

Это достигается тем, что неорганические исходные вещества растворяются в растворе полимера, что обеспечивает лучшую гомогенизацию компонентов композиций, чем при механическом перетирании, а также понижает температуру синтеза вследствие экзотермического разложения полимера.

Однофазность термолюминофора контролировали рентгенографически на дифрактометре D8 Advance Bruker AXS CuKα-излучение. Термолюминесцентный анализ проводился на установке, состоящей из нагревателя, терморегулятора, самописца и фотоумножителя. Для облучения использовался контрольный стронций-иттриевый бета источник. Доза облучения составила 7.5*10-3 Грэй. Результаты измерений термолюминесцентной чувствительности нормировались по сигналу от эталонного термолюминесцентного образца (ТЛД-580).

Пример 1:

Готовят смесь, содержащую 0.53095 г MgCl2, 1.37929 г H3BO3 и 0.15013 г Dy(NO3)3 (7 мас.% Dy) перетирают в среде этилового спирта по методике: тщательно растирают хлорид магния и борную кислоту в течение 15 мин, затем малыми порциями добавляют нитрат диспрозия.

Приготовление раствора полимера: в бюкс, объемом 50 мл, помещается 15 мл дист. воды и 5 мл полигексаметиленгуанидин гидрохлорида с молекулярной массой 8.5 кДа и концентрацией 7.09 мас.%.

Смесь из перетертых неорганических компонентов помещается в раствор полимера и растворяется при нагревании (90°C). Полученная полимерно-солевая композиция сушится на воздухе в сушильном шкафу при температуре 95°C. Полученный композит отжигают при температурах 700-800°C в течение 10-20 часов, затем перетирают в ступке и проводят измерение интенсивности ТЛ (рис.1).

Пример 2:

Готовят смесь, содержащую 0.53095 г MgCl2, 1.37929 г H3BO3 и 0.10724 г Dy(NO3)3 (5 мас.% Dy) перетирают в среде этилового спирта по методике: тщательно растирают хлорид магния и борную кислоту в течение 15 мин, затем малыми порциями добавляют нитрат диспрозия.

Приготовление раствора полимера: в бюкс, объемом 50 мл, помещается 15 мл дист. воды и 5 мл полигексаметиленгуанидин гидрохлорида с молекулярной массой 8.5 кДа и концентрацией 7.09 мас.%.

Смесь из перетертых неорганических компонентов помещается в раствор полимера и растворяется при нагревании (90°C). Полученная полимерно-солевая композиция сушится на воздухе в сушильном шкафу при температуре 95°С. Полученный композит отжигают при температурах 700-800°С в течение 10-20 часов, затем перетирают в ступке и проводят измерение интенсивности ТЛ (рис.1).

Предлагаемый способ получения термолюминесцентного материала выгодно отличается тем, что данные термолюминофоры обладают высокой и стабильной интенсивностью термолюминесценции, что позволяет их использовать в тканеэквивалентных дозиметрических пленках.

Способ получения термолюминесцентного материала на основе бората магния, допированного диспрозием, отличающийся тем, что сначала готовят смесь, содержащую соединения компонентов термолюминесцентного материала путем их перетирания в этиловом спирте, затем полученную смесь вводят в водный раствор полигексаметиленгуанидин хлорида с молекулярной массой 8,5 кДа и концентрацией 7,09 мас.%, нагревают, сушат, после чего отжигают при температуре 700-800°C в течение 10-20 ч.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерения ионизирующих излучений при текущем и аварийном индивидуальном дозиметрическом контроле. .

Изобретение относится к радиационной физике, является устройством для определения поглощенной дозы ионизирующего -излучения в термолюминесцентном детекторе и может быть использовано при персональной дозиметрии, при мониторинге радиационной обстановки в различных условиях.

Изобретение относится к радиационной физике, является способом оценки накопленной дозы ионизирующего -излучения с использованием твердотельных термолюминесцентных детекторов и может быть использовано при персональной дозиметрии при мониторинге радиационной обстановки в различных условиях.

Изобретение относится к медицине, стоматологии, онкологии и радиологии, и может быть использовано для улучшения качества стоматологической помощи пациентам со злокачественными новообразованиями области головы и шеи после проведения лучевой терапии.

Изобретение относится к получению рабочего вещества, которое может быть использовано для изготовления термолюминесцентного детектора ионизирующего излучения, использующегося в индивидуальной дозиметрии для определения поглощенных доз персонала; для определения поглощенных доз пациентов при проведении рентгеновской диагностики и терапии; при определении поглощенных доз в поле облучения высокодозовых технологических установок.

Изобретение относится к способам измерения дозы, накопленной в твердотельных термолюминесцентных детекторах ионизирующих излучений на основе кристаллов и нанокерамики оксида алюминия, и может быть использовано для повышения надежности, точности и достоверности метода, проводимых с его помощью измерений.

Изобретение относится к радиационной физике, а именно к устройствам для оценки накопленной дозы ионизирующего -излучения с использованием твердотельных термолюминесцентных детекторов, и может быть применено в индивидуальной и клинической дозиметрии, при мониторинге радиационной обстановки на ядерных реакторах, ускорителях, в лабораториях и на производствах с источниками заряженных частиц, при археологическом и геологическом датировании, в аварийной и ретроспективной дозиметрии.

Изобретение относится к радиационной физике, а именно к способам оценки накопленной дозы ионизирующего -излучения с использованием твердотельных термолюминесцентных детекторов, и может быть использовано в индивидуальной и клинической дозиметрии, при мониторинге радиационной обстановки на ядерных реакторах, ускорителях, в лабораториях и на производствах с источниками заряженных частиц, при археологическом и геологическом датировании, в аварийной и ретроспективной дозиметрии.

Изобретение относится к неразрушающим методам определения физико-технических характеристик материалов, подвергающихся в процессе работы воздействию ультразвуковых вибраций, сильных электрических полей, облучению различными видами электромагнитных излучений.

Изобретение относится к способу измерения накопленной дозы или мощности дозы ионизирующего излучения твердотельными детекторами, облученными при высокой температуре окружающей среды.

Изобретение относится к новым люминесцентным материалам для устройств красного свечения, особенно к области новых люминесцентных материалов для СИД и их использованию в устройствах красного свечения.

Изобретение относится к области светотехники и, в частности, к люминесцирующим материалам, светящимся в желто-оранжевой области спектра и используемым в твердотельных источниках белого света.

Изобретение относится к области получения сложных оксидных материалов, в частности к получению алюминатных люминофоров различного химического состава, активированных ионами редкоземельных металлов (РЗМ), и может быть использовано при производстве материалов для источников и преобразователей света.

Изобретение относится к электронной технике и освещению и может быть использовано при изготовлении осветительных и информационных устройств. .

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для производства инфракрасных люминофоров, обладающих при возбуждении излучением в ближнем ИК-диапазоне (0,80-0,82 и 0,90-0,98 мкм).

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в производстве инфракрасных люминофоров, предназначенных для создания на ценных бумагах скрытых машиночитаемых люминесцентных меток.
Изобретение относится к области получения люминесцентного порошка политанталата тербия состава Tb2O3 ·nTa2O5 (n=7-9) и может быть использовано для изготовления материалов квантовой электроники.

Изобретение относится к люминесцентным композициям, применяемым для изготовления устройств общего и местного освещения. .

Изобретение относится к индикаторной технике, конкретно к излучающим материалам для экранов плазменных панелей (ПП) - фотолюминофорам /ФП/ и способу их получения. .
Наверх