УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЗЫ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК G01T1/02 

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 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.

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.

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.