Вещество для термолюминесцентной дозиметрии фотонного излучения в мышечной ткани

 

О П И С А Н И Е I>8435SO

ИЗОЫЧтЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советскик

Социалистических

Реситбдик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.02.80 (21) 2879512/18-25 (51) М.Кл. 6 01 Т 1/11 с присосдннением заявки—

1осударатееииме комитет ссср (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.03.82. Бюллетень ¹ 12 (53) УДК 621.386.92 (088;8) оо делам изобретений и открытий

/ Е) Дата опубликования описания 30.03.82 (54) ВЕЩЕСТВО ДЛЯ ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ

ДОЗИМЕТРИИ ФОТОННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

В МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ

Изобретение относится к области изме рения ионизируюпсих излучений, точнее к веществам, используемым IB качестве детекторов для измерения поглощенных доз.

Мьтшечноэкв иваленпн ое lBBIIIBcTBI) нео бходимо для,непосредспвенного измерения доз, поглощенных .мяпкн ми тканями орган изма (мышцы, внупрекние органы, кровь) лри лучевой epaiIImH и рентгенодиагностике больных, при экспериментальном облучен и;и животных,и др.

Известно вещество — 5 10 — М водный .раствор метилоранжа, содержашяй О,О1 М азотную кислоту, — :иопользуемое для дозиметрни ионизирующих язлучений 11). .Поглощенная дозиметричеоким:раство рам мепилоранжа доза, измеренная ао изменению его оптяческой плотноспи, равна поглощенной дозе в .мышечной ткани. Жидкое агрегатное оостояни е дозиметрического вещества обуславливает ряд недостатков дозиметра: достаточно большой объем депектора (нескольио смз и более), необходимость. применения сосудов для .дозиметряческого р,аствора.

Известно также применение оцинтилляционных пластмасс в качестве мышечноэквивалентных детекпоров (2). Такие детекторы не автономны по отношению z изме,рятелыному прибору, не позволяют цроводить одновременно измерения во многих точках, что,важно для фантомной дозиметPlH.

В качестве п роточила выбран порошкообразный термолюминофор фто,р.ида лития (LiF), используемый для дозиметрии ионизи рующих;излучений в |мышечной ткани 13).

Недостатками прототипа являются отсутствие дозиметрической эквивалентности .к мышечной ткани и значительная зависимость показаний от энергии фотонов в диапазоне (1,6 — 200) ФДж.

Для устранения погрешностей измереооия, вызванных, указанными недостатками, 15 вводят поправку;в значение дозы, измеренное термолюминофором LiF. Для расчета такой пояравии необходимо экспериментально HJ7H расчетным путем определить энергию, излучения н точке измерения дозы.

20 Это значителыно усложняет процесс измерения и не позволяет использовать термолюминофор, LiF для непосредственного (без пересчетов);измерения поглощенных мьпшечной тканью доз. 5 Целью изобретения является .у меныпеmme,за висимоспи показаний от энергия фотонов в диапазоне 1,6 †2 ФДж и создание доз иметряческой эививалентностя к мышечной ткани в диапазоне 1,6 — 10 ФДж, упрощение процесса измерения паглощен3

F43560

30

Энергия фотонов, <рДж ннфор

L1F сос-.ав I состав II

65 ных в мышечной ткани доз и уменьшение логр ешно стей.

Поставленная цель достигается тем, что взвестное вещество для дозиметрии в мышечной тка ни, состоящее IH3;Ilolpollllrcooi6paaного термолнвеинофора LiF, дополнительно содержит порошкообразный карбонат лития при следующих соотношениях;компонентов, вес. fo..

Порошкообразный термолюм инофор фторид лития 60 — 70

Порошкообразный карбонат лития

1-4СО, 30 — 40

Карбонат лития 1 4СОз не обладает термолюмннесце нцией, устойчи|в при .нагревании и хранении, является достулным кими честим соединением.

Для приготовления,вещества порошки компонентов с размером частиц < (100—

150) мкм перемешивают в фарфоровой ступке в течение (1 — 2) ч.

Массовые коэффициенты поглощения энергии (р,,„/р), о пределяющие дозиметрнческую эквивалентность двух сред, у пре длагаемого .ве щесгва u мышечной ткани в .диалазоне 1,6 — 10 ФДж ра1в ны. Следовательно, в этом интервале энергиями фотонов указанные две среды дозиметри чески эквивалентны. В более,ш и рокюм диааазоне энергий 1,6 — 200 ФДж;з|авиоимость показаний предлагаем ого вещества иеныше, чем у протопила.

Пример. Вещество для термолюи иие,сцентной дозиметрии фотоHIHolro излучения в мышечной ткани имеет состав, вес. :

LiF 70 1.4СОз 30 (1 сост,а,в)

LiF 60 1.4СОз 40 (II состав)

На чертеже приведены расчетные данные для оценки доз иметрической эквивалентности предлагаемопо вещества .и прототипа относительно мышечной ткани для различных энергий фотонов (Ei). Величина

Ае; является показателем мышечновкви валентности M .равна отношению реп /р данной среды к р„ /р,мьгшечной ткани для энергии фотонного излучения Er.. Кривая

1 соответствует термолюминофору LiF, кривые 2,и 3 — лредла гаемому .веществу с соста в ом GooTBeTcTBQHHQ 1 и II. Мышечноэк.в ивалентность имеет гместо в о блюсти эиерпий, где А и =1.

Для предлагаемого,вещвства А i =1 при энергиях 1,6 — 10 ФДж (с логреш ностью меньше + 100/o), т. е.,в этом диапазоне энерпий фотонов предлагаемое вещество мышечноэкви валентно (см..кривые 2, 3) . У термолюминофора LiF в этом диааазоне энвргий мышечноэкьивалентность,отсутствует, а зависимость локазаний от знерги и— навбольшая (см. кривую 1).

У лредлагаемого вещества при энергиях

1,6 — 200 ФДж !изменеяие величины Аьi — в

2 .раза меньше, чем у прототипа. Следовательно предлагаемое вещество облад ает большим, чем прототип дозиметрическим подобием мышечной ткани в,широком диапазоне энергий фотонов 1,6 — 200 ФДж.

Для проведения измерений готовят образцы предлагаемого вещества с указанHbIми выше составам и 1 и II путеи смешения в течение 1 ч в фарфоровой ступке комлогнентов с,размерами частиц 100 —.150 мкм.

Полученные смеси облучают в тканеэквивалентнoM фантоме .рент!геновскии:излучением,различной энергии и гамма-;излучением

50c0(E=200 ФДж) . Доза соответствует логлощен ию 1 Гр в мышечной тка|HtH. После облучения отбирают на подложки диаметром 9 мм из алюминиевой фольги образцы по 10 мг и измеряют:их термолюминеоценцию на приборе ТДП вЂ” 2. Регистрируют амплитуду пика термолюминесценции при

220 С. Аналогичные исследования проводят для порошка термолюминофора

LiF. Результаты экспериментов представлены .в таблице в виде отношений азпплитуд пиков териол1оми нееценции образца lIIpH данной энерпни и энергии, равной 200 ФДж.

Энергетическая зависимость показаний предлагаемого вещества и прототипа по отношению к мышечной ткани, нормированных к энергии фотонов 200 Фдж

Предлагаемое вещество

Термолюми-

2,1 I 1,53 j 1,32 1,32

4,8 1,70 1,38 j 1,35

1 1,7 1,47 1,18, . 1,17 .

200 — I,СО 1,00 ) 1,00

Из та блицы видно, что,для двух меньших значений энергии, находящихся внутри диапазона 1,6 — 10 ФДж, п оказания у лре1длагаемопо вещества .изменяются лишь иа 2 — 4%, а у л рототипа — на 11%. Во всем изученном диа паэояе энерпий у предлагаемого вещеспва показания изменяются на 35 — 38о/о, что в 2 .раза м еньше, чем у прототипа (70%).

Таким образом,,расчетные,и экспериментальные данные, показывают, что,в ди алазоне энергий фото нов 1,6 — 200 ФДж предлагаемое вещество обладает большим, чем прототил доз иметрическим:подоби|ем мышечной ткани и поэтому меньшей логре1шностью изморе.н ия логлощан.ных в .ней доз. B более узком диапазоне 1,6-10 ФДж предлагаемое вещество мышечноэквивалентно. В этих условиях отпадает необходимость дополнительных,измерений и раачетои, и поглощенная в предлагаемом веще; стве доза равна дозе в мышечной ткани

Вещеспво применимо для измерений .фотонного излучения в диапазоне доз 0,5—

10 Г р. Оно сохраняет многие лоложительные качества термолюии нофора LIF::ма843560

:18,.лый о бъем детектора (0,1 — 0,01 смз), ав.тюномность детекторов лри облучении и из.мерени|и, возможность одновременно го использования большого числа детекторов, созранность информации и др.

Формула изобретения

Вещество для термолюми несцентлой дозиметрии фотонного излучеяия в мышечной ткани, содержащее лорошкообразный термолюминофор фто р ида лития (LiF), о т.л и ч а ю щ ее ся тем, что, с целью уменьшения зависимости показаний от энерпии в диапазоне 1,6 †2 ФДж и создания дозиметрической эквивалентноспи к мышечной ткани в диапазоне 1,6 — 10 ФДж, а также улрощения лроцеоса измерения и уменьлгения,попрешностей, оно дополнительно

-содержит порошкооб разный карбонат лития (Li>CO ) при следующем соотношении .компонентов, вес. О о:

Порошкообразный термолюминофор фторид лития LiF 60 — 70

Порошкообразный карбонат лития 1л СОз 30 — 40

Источники информации, п ринятые ве вномание )при экспертизе:

1. А. М. Кабанчи и др. Химерическая дозиметр ия ионизирующих излучений. Киев, .Изд. AH УССР, 1963, с. 74 — 76.

2. М. Франк, В, Штольц. Твердотельная

15 дозиметрия ионизирующего излучения. М., Атомиздат, 1973, с. 179 — 187.

3. N. Suntharalingam, С. М. Mansfeld, «Lithium fluoride dosimeters in climcal radiation-dose measurements» ResoRept 1971„ № 249,,part 2, 816 — 830 (прототип1.