Рабочее вещество для термолюминесцентного дозиметра рентгеновского излучения

 

r +<3 ч, патам „ с т „н...

Е ф, ечиал нет ц<

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюэ Сееетскнх

Соцмаяистнческия

Ресяубяик вц 785824

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 02. 10. 78 (21) 2671216/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 07,12.80. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 09.12.80 (51) М. К,.3

G 01 T 1/11

Государственный комитет

СССР яр делам изобретений н открытий (53) УДК 621. 386. . 92 (088. 8) (72) Авторы изобретения

А. В. Кружалов, Б. В. шульгин, Г. В. Букин и М. В. Василенко (71) Заявитель (54) РАБОЧЕЕ ВЕЩЕСТВО ДЛЯ ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО

ДОЗИМЕТРА РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к области дозиметрии мягкого и жесткого рентгеновского излучения и применимо при дозиметрнн рентгеновского излучения от рентгеновских аппаратов, а также 5 для доэиметрии космического рентгеновского излучения.

Известны рабочие вещества, пригодные для термостнмулированной дозиметрии (ТЛД) на основе оксидов. 16

Рабочее вещество для ТЛД на основе кварца SiO описано в 111

Основные пики термовысвечивания для Si0 расположены при температурах значительно ниже комнатной, а о именно при температурах -80- -120 С

Имеется интенсивный пик при 80оС.

Пики при «240 и 350 С, которые могли бы представлять интерес для ТЛД, характеризуются слабой интенсивно- 2О стью и не обеспечивают технической полезности.

Известно рабочее вещество для

ТЛД на основе АУ 0 и А Вазове (23.

Пики термовысвечивания (4-5 пи- 25 ков) расположены в области 100-450 С наиболее интенсивный при 300-320оС, множество пиков снижает сохранение доэиметрической информации и повторяемость результатов. 30

Из неоксидных рабочих веществ

ТЛД, нашедшее наиболее широкое применение на практике и используемое повсеместно каК эталон, является рабочее вещество LiF, чувствительное к рентгеновскому излучению с энергией

1О-100 кэВ в диапазоне доз 10 10 рад, описанное в монографии 13) . Кривая термовысвечивания LiF имеет несколько пиков:при 110, 200 и 320 С. Для дозиметрии применяется пик при 200 С.

Спектр излучения имеет максимум при

400 нм. Нижний предел измеряемых доэ

1-10 мрад. Верхний предел 10 рад.

Потеря информации 5% в год при комнатной температуре.

Однако рабочее вещество для ТЛД на основе LiF не обеспечивает высокой воспроизводимости результатов при изменении доз рентгеновского излучения, воспроизводимость составляет всего 20Ъ. Низкая воспроизводимость .объясняется, в частности, взаимодействием LiF с воздухом при нагревании, что вызывает появление дополнительных пиков, так что повторное применение возможно только после длитель-. ной термообработки (прогревание люминофора при 400оС в течение часа с

785824

Свойства рабочего вещества для термолюминесцентной дозиметрии рентгеновского излучения на основе берилла

10-10

1 300 680 100 + 5

S iOq 66

Ве0 13 АЕ,0 И

5! 0 67

Ве0 14

10-10

1 300-320 680 . 100Ъ+5

АВ 0 17

Si 0< 68

ВеО 15.

10-10

1 " 300 "680 " 100%+5 последующим отжигом в течение 20 часов при 80OC).

Из всех известных рабочих веществ

ТЛД на основе оксидов наиболее близким к изобретению по исполняемым функциям и составу является рабочее ве щество на основе ВеО. Рабочее вещество для ТЛД на основе керамической

ВеО описано в j4) . Пики термовысвечивания расположены в области 177220, 280ОС. Рабочее вещество ТЛД на основе промымпенной керамической ВеО имеет основной максимум при 280 С и дополнительный при 390 С. Чувствительность 7 108квант г "р ", максимум спектра излучения 353 нм, область излучения 247-617 нм. Область регистрируемых энергий до 320 кэВ оптимальная область 28-130 кэВ. Пйки ТСЛ расположены -177, -130, -86, -41, -140, 224 е 265 t, люминесценция в области 200-500 нм, максимумы при 255 и 295 нм. ВеО. токсичен.

Однако рабочее вещество для ТЛД на основе ВеО обладает низкой воспроизводимостью результатов, всего 4570%.

Целью изобретения является обеспечение воспроизводимости результатов измерений, расширение диапазона измеряемых доз рентгеновского излучения, уменьшение стоимости синтеза и стоимости измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в известное вещество введены

А3 0у и SiО при следующем соотношении ингредиентов (вес. ф ВеО 13-15)

A В 0 17-21; S! 0> 66-68. Предлагае-! мое рабочее вещество обладает одним пиком термовысвечивания с максимумом в области - 300-320ОС и обеспечивает почти 100%-ную воспроизводимость результатов при скоростях нагрева

70 град/мин.

Пример. Рабочее вещество для термолюминесцентного дозиметра на основе берилла. Рабочее вещество используют в виде монокристаллов. Синтез рабочего вещества ведут раствор-расплавным методом с использованием в ка© честве флюса пятиокиси ванадия. Предварительно измельченную шихту в виде окислов насыпают в платиновые тигли, нагревают до температуры 1300ОС и вы- держивают при этой температуре в течение б часов. После этого. ведут про1% цесс линейного охлаждения 6 град/час.

Удаление флюса производят с помощью азотной кислоты. В результате получают кристаллы размером 2х1х1 мм, близкие по стехиометрии к бериллу

36 В е9 А 1 S te 0 .

Различные составы полученных моно- кристаллов рабочих веществ для ТЛД приведены в таблице, где указаны так- же позиции максимумов пиков термовысвечивания, максимум спектра излучения, диапазоны измерения доэ и вос роизводимость результатов для предлагаемого рабочего вещества ТЛД близка к 100.В (в пределах точности изме @ рений), в то время как у прототипа воспроизводимость результатов равна

45-70% и ниже, а у эталона liF воспроизводимасть результатов всего лишь

20%. Потери доэиметрической информаМ цни (фрединг) для предлагаемого рабочего вещества ТЛД на основе берилла составляют 1% за б месяцев.,785824

Формула изобретения

Составитель В. Макарова

Ре акто Н. Акме ова Тех е Н.Ковалева Ко екто С. Йомак

Заказ 8837/50

Тираж 649 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб. д. 4 5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Дополнительным преимуществом пред-! лагаемого рабочего вещества для ТЛД на основе берилла в сравнении с ВеО является отсутствие токсичности. Пред лагаемое рабочее вещество обеспечивает экономический эффект:стоимость исходных оксидов ВеО (13-15%), АЕ>0 (17-21%), Si0 (66-68%) в предлагаемом веществе ниже, чем стоимость оксида ВеО (из-за токсичности) в нес- . колько раэ выше, чем стоимость АВ Оз и Si0 . Если датчик с ВеО прнгодей обычно для одноразового использования (из-за низкой повторяемости результатов ТЛД - измерения), то датчик с предлагаевмм рабочим веществом . пригоден для многократного исполb3ования, что снижает его стоимость по сравнению с прототипом.

Рабочее вещество для термолюминесцентногодоэнметра рентгеновского иэлучения, содержащее Вео, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения воспроизводимости результатов измерений и расширения диапазона измеряемых доэ рентгеновского излучения, в него введены АйвОзи Si0> при следующем соотношении ийгредиен гов, /вес. ф ВеО 13-15; A Â ÎS17-21, S Ов 66-68.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тейлор К. Н. P. Шульгин Б.В. и Хант P.Ï. Неорганические материалы

Т-9, 173, с. 470.

2. Ооч!п4в, Phys stat Soi(a) 37, 109, 1976.

3. ШварЦ К. К . и др. Термолюминисцентная дозиметрия. Рига, "Знание", 1968, с. 5.

4. Зацепин А. Ф. и др.. Физические методы исследования твердого тела.

Сборник, вып. 2 УПИ, Свердловск, 1977.

ic. 73 (прототип)