Определение количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика Российский патент 2022 года по МПК G01T1/10 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика. Кроме того, настоящее изобретение относится к системе для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика. Кроме того, настоящее изобретение относится к различному применению указанных способа и системы.

Предпосылки создания изобретения

Повышенные уровни ультрафиолетового (УФ) облучения, вызываемые солнечным светом или устройствами для искусственного загара, оказывают отрицательное воздействие на организм, увеличивая вероятность возникновения рака кожи, других болезней кожи, а также старения кожи. Таким образом, важно знать, когда следует искать укрытие от ультрафиолетового излучения или когда следует нанести или повторно нанести солнцезащитный лосьон. То же самое может относиться к другим типам излучения, таким как рентгеновское излучение, альфа-излучение, бета-излучение или гамма-излучение, используемые в различных приложениях, например в медицинских устройствах или при диагностике. Поэтому знание количества излучения, которым был облучен объект, важно для различных приложений. Изобретатели осознали потребность индицировать или определять количество излучения заранее заданного типа, которым был облучен объект.

Цель изобретения

Целью изобретения является создание нового способа для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика. Кроме того, целью изобретения является создание нового детекторного устройства для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика. Кроме того, целью изобретения является создание новой системы для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика. Кроме того, целью изобретения являются различные применения.

Сущность изобретения

Способ согласно настоящему изобретению отличается признаками, сформулированными в п. 1 формулы изобретения.

Детекторное устройство согласно настоящему изобретению отличается признаками, сформулированными в п. 18 формулы изобретения.

Система согласно настоящему изобретению отличается признаками, сформулированными в п. 22 формулы изобретения.

Применение согласно настоящему изобретению отличается признаками, сформулированными в п. 25, п. 26 и п. 27 формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Сопровождающие чертежи, которые включены для лучшего понимания детекторного устройства, системы и способа и составляют часть настоящего описания, поясняют варианты выполнения настоящего изобретения и вместе с описанием способствуют объяснению принципов изобретения. На чертежах:

на фиг. 1 схематично показан один из вариантов выполнения детекторного устройства согласно настоящему изобретению;

на фиг. 2 схематично показан один из вариантов выполнения системы согласно настоящему изобретению;

на фиг. 3 и фиг. 4 показаны результаты тестов примера 4;

на фиг. 5 показаны результаты тестов примера 5; и

на фиг. 6 показаны результаты тестов примера 6.

Подробное описание

Настоящее изобретение относиться к способу определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика, при этом способ включает:

a) обеспечение наличия материала датчика;

b) облучение материала датчика излучением заранее заданного типа для сохранения воздействия излучения заранее заданного типа в материале датчика в течение заранее заданного промежутка времени;

c) подвергание материала датчика, который был облучен излучением заранее заданного типа, термической обработке и/или к оптическому возбуждению; и

d) определение количества видимого света, излучаемого материалом датчика в результате того, что он был подвергнут термической обработке и/или оптическому возбуждению;

при этом материал датчика представлен следующей формулой (I)

где

М' представляет моноатомный катион щелочного металла, выбранного из первой группы периодической таблицы элементов Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC), или любую комбинацию таких катионов;

М'' представляет трехвалентный моноатомный катион элемента, выбранного из группы 13 периодической таблицы элементов IUPAC, или переходного элемента, выбранного из любой из групп 3-12 периодической таблицы элементов IUPAC, или любую комбинацию таких катионов;

М''' представляет моноатомный катион элемента, выбранного из группы 14 периодической таблицы элементов IUPAC, или элемента, выбранного из любой из групп 13 и 15 периодической таблицы элементов IUPAC, или цинка, или любую комбинацию таких катионов;

X представляет анион элемента, выбранного из группы 17 периодической таблицы элементов IUPAC, или любую комбинацию таких анионов, или X отсутствует;

X' представляет анион элемента, выбранного из группы 16 периодической таблицы элементов IUPAC, или любую комбинацию таких анионов, или X' отсутствует; и

М'''' представляет легирующий катион элемента, выбранного из переходных металлов периодической таблицы элементов IUPAC, или любую комбинацию таких катионов, или М"" отсутствует;

при условии, что по меньшей мере один из X и X' присутствует.

Настоящее изобретение относится к детекторному устройству для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика, при этом указанное детекторное устройство содержит:

- материал датчика, представленный формулой (I), как определено в данном документе;

- нагревательный элемент, сконфигурированный так, чтобы подвергнуть материал датчика, облученный излучением заранее заданного типа, термической обработке, и/или блок возбуждения, сконфигурированный так, чтобы подвергнуть материал датчика, облученный излучением заранее заданного типа, оптическому возбуждению; и

- измерительное устройство, сконфигурированное для измерения количества видимого света, излучаемого материалом датчика в результате того, что он был подвергнут термической обработке и/или оптическому возбуждению.

Кроме того, настоящее изобретение относится к системе для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика, при этом указанная система содержит:

- блок облучения, сконфигурированный для облучения материала датчика излучением заранее заданного типа для сохранения воздействия этого излучения заранее заданного типа в материале датчика в течение заранее заданного промежутка времени; и

- детекторное устройство, как определено в данном документе.

Кроме того, настоящее изобретение относится к системе для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика, при этом система содержит:

- материал датчика, представленный формулой (I), как определено в данном документе;

- блок облучения, сконфигурированный так, чтобы облучать материал датчика излучением заранее заданного типа для сохранения влияния этого излучения заранее заданного типа в материале датчика в течение заранее заданного промежутка времени;

- нагревательный элемент, сконфигурированный так, чтобы подвергнуть материал датчика, облученный излучением заранее заданного типа, термической обработке, и/или блок возбуждения, сконфигурированный так, чтобы подвергнуть материал датчика, облученный излучением заранее заданного типа, оптическому возбуждению; и

- измерительное устройство, сконфигурированное для измерения количества видимого света, излучаемого материалом датчика в результате того, что он был подвергнут термической обработке и/или оптическому возбуждению.

Кроме того, настоящее изобретение относится к применению термической обработки и/или оптического возбуждения для определения количество излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика, представленный формулой (I), как определено в данном документе.

Кроме того, настоящее изобретение относится к применению материала датчика, представленного формулой (I), как определено в настоящем документе, для определения количества излучения заранее заданного типа, которым был облучен материал датчика, при этом материал датчика облучают излучением заранее заданного типа для сохранения влияния этого излучения заранее заданного типа в материале датчика в течение заранее заданного промежутка времени, а после этого подвергают термической обработке и/или оптическому возбуждению.

Кроме того, настоящее изобретение относится к применению материала датчика, представленного формулой (I), как определено в данном документе, в термолюминесцентном дозиметре или в дозиметре с оптически стимулированной люминесценцией.

В одном варианте выполнения настоящего изобретения количество излучения заранее заданного типа относится к дозе и/или интенсивности излучения заранее заданного типа. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения количество видимого света, излучаемого материалом датчика, относится к дозе и/или интенсивности видимого света, излучаемого материалом датчика.

Изобретателям удалось выяснить, что материал датчика, представленный формулой (I), способен сохранять влияние излучения, которым он был облучен. Кроме того, изобретателям удалось установить, что способность материала датчика, представленного формулой (I), действовать в качестве люминесцентного материала, вместе с его способностью запоминать влияние излучения, облучившего него, позволяет использовать его для индикации или определения количества излучения заранее заданного типа, которое упало на объект, например, в различных приложениях, где имеет место облучение. Возможность точно определить количество излучения, которым был облучен объект, нужна во многих приложениях, таких как светотерапия. Люминесцентный материал - это материал, который способен принимать и поглощать свет в первом диапазоне длин волн, испускаемый светоизлучающим элементом, и испускать поглощенную энергию в одном или большем количестве других диапазонов длин волн.

В одном варианте выполнения настоящего изобретения излучение заранее заданного типа - это излучение в виде частиц заранее заданного типа. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения излучение в виде частиц представляет собой альфа-излучение, бета-излучение, нейтронное излучение или любую их комбинацию.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения излучение заранее заданного типа представляет собой заранее заданный тип электромагнитного излучения. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения излучение заранее заданного типа - это электромагнитное излучение, имеющее длину волны больше 0 нм до 590 нм, или больше 0 нм до 560 нм, или больше 0 нм до 500 нм, или больше 0 нм до 400 нм, или больше 0 нм до 300 нм, или 0,000001-590 нм, или 0,000001-560 нм, или 0,000001-500 нм, или 10-590 нм, или 10-560 нм, или 10-500 нм, или 0,000001-400 нм, или 0,000001-300 нм, или 0,000001-10 нм, или 10-400 нм, или 10-300 нм, или 0,01-10 нм. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения блок облучения сконфигурирован для подвергания материала датчика электромагнитному излучению, имеющему длину волны больше 0 нм до 590 нм, или больше 0 нм до 560 нм, или больше 0 нм до 500 нм, или больше 0 нм до 400 нм, или больше 0 нм до 300 нм, или 0,000001-590 нм, или 0,000001-560 нм, или 0,000001-500 нм, или 10-590 нм, или 10-560 нм, или 10-500 нм, или 0,000001-400 нм, или 0,000001-300 нм, или 0,000001-10 нм, или 10-400 нм, или 10-300 нм, или 0,01-10 нм.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения излучение заранее заданного типа представляет собой ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, гамма-излучение или любую их комбинацию. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения излучение заранее заданного типа представляет собой ультрафиолетовое излучение. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения излучение заранее заданного типа представляет собой рентгеновское излучение. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения излучение заранее заданного типа представляет собой гамма-излучение.

Ультрафиолетовый свет - это электромагнитное излучение с длиной волны от 10 нм (30 ПГц) до 400 нм (750 ТГц). Электромагнитный спектр ультрафиолетового излучения (UVR) может быть разделен на много диапазонов, рекомендуемых Стандартом Международной организацией по стандартизации (ISO) ISO-21348, включая ультрафиолетовое излучение A (UVA), ультрафиолетовое излучение В (UVB), ультрафиолетовое излучение С (UVC). Обычно считается, что длина волны UVA 315-400 нм, длина волны UVB 280-320 нм и длина волны UVC 100-290 нм.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения ультрафиолетовое излучение содержит ультрафиолетовое излучение А, ультрафиолетовое излучение В и/или ультрафиолетовое излучение С. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения ультрафиолетовое излучение состоит из ультрафиолетового излучения А, ультрафиолетового излучения В и/или ультрафиолетового излучения С. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения ультрафиолетовое излучение представляет собой ультрафиолетовое излучение А, ультрафиолетовое излучение В и/или ультрафиолетовое излучение С.

Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны от 0,01 нм до 10 нм.

Гамма-излучение представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны от 0,000001 нм до 0,01 нм.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения заранее заданный тип электромагнитного излучения представляет собой солнечный свет. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения электромагнитное излучение заранее заданного типа создается источником искусственного излучения или является солнечным светом. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения искусственное излучение представляет собой ультрафиолетовый свет, свет светодиода, галогеновой лампы, свет солнечного имитатора, люминесцентной лампы, рентгеновское излучение или любую их комбинацию.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения материал датчика облучают излучением заранее заданного типа в течение 0,5-60 с или 1-20 с. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения материал датчика облучают излучением заранее заданного типа в течение от 0,5 с до 6 недель. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения материал датчика облучают излучением заранее заданного типа в течение 0,5-6 недель, или 1-4 недель, или 2-3 недель. Время, в течение которого материал датчика может быть облучен излучением заранее заданного типа, может зависеть от приложения, в котором используется этот материал датчика и, таким образом, от типа излучения, которым этот материал датчика должен быть облучен.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения воздействие падающего излучения заранее заданного типа сохраняется в материале датчика в течение заранее заданного промежутка времени, прежде чем материал датчика подвергают термической обработке и/или оптическому возбуждению. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанный заранее заданный промежуток времени составляет по меньшей мере 1 минуту, или по меньшей мере 2 минуты, или по меньшей мере 5 минут, или по меньшей мере 10 минут, или по меньшей мере 15 минут, или по меньшей мере 0,5 часа, или по меньшей мере 1 час, или по меньшей мере 2 часа, или по меньшей мере 5 часов, или по меньшей мере 6 часов, или по меньшей мере 8 часов, или по меньшей мере 12 часов, или по меньшей мере 18 часов, или по меньшей мере 24 часа, или по меньшей мере одну неделю, или по меньшей мере один месяц. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанный заранее заданный промежуток времени составляет самое большее 3 месяца, или самое большее один месяц, или самое большее одну неделю, или самое большее 24 часа. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанный заранее заданный промежуток времени составляет 1 минуту - 3 месяца, или 10 минут - один месяц, или 0,5 часа - одну неделю. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанный заранее заданный промежуток времени составляет 0,5 часа - 3 месяца.

Изобретателям удалось выяснить, что материал датчика, описанный в этом документе, способен сохранять воздействие излучения, то есть материал датчика способен «запоминать» излучение. Кроме того, изобретателям удалось выяснить, что запомненное излучение может быть «извлечено» из материала датчика путем термической обработки и/или оптического возбуждения. Изобретателям удалось выяснить, что можно сделать такой материал датчика, чтобы при повышении его температуры он излучал видимый свет. То есть, увеличение температуры материала датчика по сравнению с температурой, при которой материал датчика был использован, приводит к тому, что материал датчика излучает видимый свет. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения термическая обработка включает нагревание материала датчика. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения термическая обработка включает повышение температуры материала датчика. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения термическая обработка включает повышение температуры материала датчика по сравнению с температурой материала датчика на шаге b). В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения термическая обработка включает повышение температуры материала датчика по меньшей мере на 10°С, или по меньшей мере на 50°С, или по меньшей мере на 100°С, или по меньшей мере на 500°С. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения термическая обработка включает воздействие на материал датчика температурой -196°С - 600°С, или -196°С - 400°С, или 0 - 600°С, или 120 - 500°С, или 180 - 400°С. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения нагревательный элемент сконфигурирован для нагревания материала датчика. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения нагревательный элемент сконфигурирован для повышения температуры материала датчика. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения нагревательный элемент сконфигурирован для повышения температуры материала датчика по сравнению с температурой материала датчика, когда его подвергали излучению заранее заданного типа. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения нагревательный элемент сконфигурирован для повышения температуры материала датчика по меньшей мере на 10°С, или по меньшей мере на 50°С, или по меньшей мере на 100°С, или по меньшей мере на 500°С. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения нагревательный элемент сконфигурирован для воздействия на материал датчика температурой -196°С-600°С, или -196°С-400°С, или 0-600°С, или 120-500°С, или 180-400°С. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения материал датчика подвергают термической обработке в течение 0,5 секунд-10 минут, или 1-5 с, или 1 с-3 минут.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения оптическое возбуждение материала датчика включает облучение материала датчика электромагнитным излучением, имеющим длину волны 310-1400 нм. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения оптическое возбуждение материала датчика включает подвергание материала датчика ультрафиолетовому излучению и/или ближнему инфракрасному излучению. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения блок возбуждения сконфигурирован, чтобы облучать материал датчика электромагнитным излучением, имеющим длину волны 310-1400 нм. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения оптическое возбуждение материала датчика выполняют с использованием лазера, светодиода (LED), органического светодиода (OLED), активно-матричного органического светодиода (AMOLED), лампы накаливания, галогенной лампы, любого другого источника света для оптического возбуждения люминесценции или любой их комбинации. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения блок возбуждения представляет собой лазер, светодиод (LED), органический светодиод (OLED), активно матричный органический светодиод (AMOLED), лампу накаливания, галогенную лампу, любой другой источник света для оптического возбуждения люминесценции или любую их комбинацию.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения количество видимого света, излучаемого материалом датчика, определяется оптическим изображением, фотографией, термостимулированной люминесценцией и/или оптически стимулированной люминесценцией. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения количество видимого света, излучаемого материалом датчика, определяют визуально.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения способ включает е) сравнение определенного количества видимого света, излучаемого материалом датчика, со справочной информацией, указывающей зависимость количества излучаемого видимого света от количества излучения заранее заданного типа, которым был облучен материал датчика. В еще одном из вариантов выполнения настоящего изобретения детекторное устройство содержит справочную информацию для указания зависимости определенного количества видимого света, излучаемого материалом датчика, от количества излучения заранее заданного типа, которым был облучен материал датчика. В еще одном из вариантов выполнения настоящего изобретения система содержит справочную информацию для указания зависимости между определенным количеством видимого света, излучаемого материалом датчика, от количества излучения заранее заданного типа, которым был облучен материал датчика. Указанная справочная информация может быть, например, графиком, таблицей и т.п., которая указывает зависимость между количеством излучения заранее заданного типа и количеством видимого света, излучаемого материалом датчика.

Изобретателям удалось выяснить, что количество видимого света, излучаемого материалом датчика, описываемым формулой (I), зависит от дозы облучения. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения количество видимого света, излучаемого материалом датчика, связано с количеством излучения заранее заданного типа, которым был облучен материал датчика, или зависит от него. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения количество видимого света, излучаемого материалом датчика, пропорционально суммарному излучению заранее заданного типа, которым был облучен материал датчика.

В еще одном из вариантов выполнения настоящего изобретения М' представляет собой моноатомный катион щелочного металла, выбранный из группы, содержащей Na, Li, K, и Rb, или любую комбинацию таких катионов. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой моноатомный катион щелочного металла, выбранный из группы, содержащей Li, K, и Rb, или любую комбинацию таких катионов.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой моноатомный катион щелочного металла, выбранный из группы 1 периодической таблицы элементов IUPAC, или любую комбинацию таких катионов с оговоркой, что М' не представляет собой моноатомный катион одного только Na. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' не представляет моноатомный катион только одного только Na.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения материал датчика представляет собой синтетический материал. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения материал датчика изготовлен синтетически.

Указание на то, что присутствует по меньшей мере один из элементов X и X', в этом документе следует понимать, если не формулировано иначе, что присутствуют или X, или X', или как X, так и X'.

В данном документе, если не сформулировано иначе, выражение «моноатомарный ион» следует понимать как ион, состоящий из единственного атома. Если ион содержит больше одного атома, даже если эти атомы представляют собой тот же самый элемент, то его следует считать многоатомным ионом. Таким образом, в данном документе, если не сформулировано иначе, выражение «моноатомный катион» следует понимать как катион, состоящий из единственного атома.

Гакманит, который является разновидностью содалита, является природным минералом, имеющим химическую формулу Na₈Al₆Si₆O₂₄ (Cl, S)₂. Синтетический материал на основе гакманита демонстрирует, что можно добиться длительного послесвечения. Материал датчика, представленный формулой (I), после того как его подвергли, например, ультрафиолетовому излучению или солнечному свету, демонстрирует эффект длительного послесвечения белого цвета. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения длина волны испускания материала датчика составляет 370-730 нм. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения пик испускания материала датчика составляет приблизительно 515 нм.

В данном документе, если не сформулировано иначе, выражения «послесвечение», «люминесценция», «длительная люминесценция», «фосфоресценция» или любое соответствующее выражение следует понимать как относящееся к явлению, с которым приходится сталкиваться в материалах, которое заставляет их светиться в темноте после термической обработки и/или оптического возбуждения.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию по меньшей мере двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из Группы 1 периодической таблицы элементов IUPAC.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию по меньшей мере двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из Группы 1 периодической таблицы элементов IUPAC, и при этом указанная комбинация содержит самое большее 66 молярных процентов (мол. %) моноатомного катиона Na. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию по меньшей мере двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из Группы 1 периодической таблицы элементов IUPAC, и при этом указанная комбинация содержит самое большее 50 мол.% моноатомного катиона Na. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию по меньшей мере двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из Группы 1 периодической таблицы элементов IUPAC, и при этом указанная комбинация содержит самое большее 40 мол. % моноатомного катиона Na, или самое большее 30 мол. % моноатомного катиона Na, или самое большее 20 мол. % моноатомного катиона Na.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию по меньшей мере двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из Группы 1 периодической таблицы элементов IUPAC, и при этом указанная комбинация содержит 0-98 мол. % моноатомного катиона Na. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию по меньшей мере двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из Группы 1 периодической таблицы элементов IUPAC, и при этом указанная комбинация содержит 0-100 мол. % моноатомного катиона K. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию по меньшей мере двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из Группы 1 периодической таблицы элементов IUPAC, и при этом указанная комбинация содержит 0-100 мол. % моноатомного катиона Rb. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию по меньшей мере двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из Группы 1 периодической таблицы элементов IUPAC, и при этом указанная комбинация содержит 0-100 мол. % моноатомного катиона Li.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию по меньшей мере двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из группы, содержащей Li, Na, K и Rb. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из группы, содержащей Li, Na, K и Rb. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию трех моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из группы, содержащей Li, Na, K, и Rb. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию моноатомных катионов Li, Na, K и Rb.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию моноатомного катиона Na с моноатомным катионом Li, моноатомным катионом K и/или моноатомным катионом Rb. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию моноатомного катиона Na с моноатомным катионом K или моноатомным катионом Rb. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию моноатомного катиона Na с моноатомным катионом K и моноатомным катионом Rb.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию моноатомного катиона Na и моноатомного катиона K; или комбинацию моноатомного катиона Na и моноатомного катиона Rb; или комбинацию моноатомного катиона K и моноатомного катиона Rb; или комбинацию моноатомного катиона Na, моноатомного катиона K и моноатомного катиона Rb; или комбинацию моноатомного катиона K и моноатомного катиона Rb.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой комбинацию моноатомного катиона Li и моноатомного катиона Na; или комбинацию моноатомного катиона Li и моноатомного катиона K; или комбинацию моноатомного катиона Li и моноатомного катиона Rb; или комбинацию моноатомного катиона Li, моноатомного катиона K и моноатомного катиона Rb; или комбинацию моноатомного катиона Li, моноатомного катиона Na, моноатомного катиона L и моноатомного катиона Rb.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой моноатомный катион Li. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой моноатомный катион K. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М' представляет собой моноатомный катион Rb.

Управляя комбинацией по меньшей мере двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из группы 1 периодической таблицы элементов IUPAC, можно управлять способностью материала изменять цвет и/или демонстрировать послесвечение.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М'' представляет собой трехвалентный моноатомный катион металла, выбранного из группы, содержащей Al и Ga, или комбинацию таких катионов.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М'' представляет собой трехвалентный моноатомный катион В.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М'' представляет собой трехвалентный моноатомный катион элемента, выбранного из группы, содержащей Cr, Mn, Fe, Со, Ni и Zn, или любую комбинацию таких катионов.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М''' представляет собой моноатомный катион элемента, выбранного из группы, содержащей Si, Ge, Al, Ga, N, P и As, или любую комбинацию таких катионов.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М''' представляет собой моноатомный катион элемента, выбранного из группы, содержащей Si и Ge, или комбинацию таких катионов.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М''' представляет собой моноатомный катион элемента, выбранного из группы, содержащей Al, Ga, N, Р и As, или любую комбинацию таких катионов.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М''' представляет собой моноатомный катион элемента, выбранного из группы, содержащей Al и Ga, или комбинацию таких катионов.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М''' представляет собой моноатомный катион элемента, выбранного из группы, содержащей N, Р и As, или любую комбинацию таких катионов.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М''' представляет собой моноатомный катион Zn.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения X представляет собой анион элемента, выбранного из группы, содержащей F, Cl, Br, I и At, или любую комбинацию таких анионов. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения X представляет собой анион элемента, выбранного из группы, содержащей F, О, Br и I, или любую комбинацию таких анионов. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения X отсутствует.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения X' представляет собой анион элемента, выбранного из группы, содержащей О, S, Se и Те, или любую комбинацию таких анионов. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения X' представляет собой анион S. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения X' отсутствует.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанный материал легирован по меньшей мере одним ионом переходного металла. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения материал представлен формулой (I), при этом М'''' представляет собой катион элемента, выбранного из переходных металлов периодической таблицы элементов IUPAC, или любую комбинацию таких катионов. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М'''' представляет собой катион элемента, выбранного из группы, содержащей Ti, V, Cr, Mn, Fe, Со, Ni, Cu и Zn, или любую комбинацию таких катионов. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения М'''' представляет собой катион Ti.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанный материал представлен формулой (I), при этом М'''' отсутствует. В этом варианте выполнения настоящего изобретения материал не легирован.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанный материал, представленный формулой (I), содержит М'''' в количестве 0,001-10 мол. %, или 0,001-5 мол. %, или 0,1-5 мол. % от общего количества материала.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанный материал выбран из группы, содержащей:

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Ga)₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Cr)₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Mn)₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Fe)₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Co)₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Ni)₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Cu)₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,B)₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Mn₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Cr₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Fe₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_1-x-y-zK_yRb_z)₈Co₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Ni₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Cu₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈B₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Ga₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Al₆(Si,Zn)₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Al₆(Si,Ge)₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Al₆Zn₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_1-x-y-zK_yRb_z)₈Al₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Al₆(Ga,Si,N)₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Al₆(Ga,Si,As)₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Al₆(Ga,N)₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Al₆(Ga,As)₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Ga)₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Cr)₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Mn)₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Fe)₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Co)₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_1-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Ni)₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,Cu)₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈(Al,B)₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Mn₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Cr₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Fe₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Co₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_1-x-y-zK_yRb_z)₈Ni₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Cu₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈B₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti, and

(Li_xNa_l-x-y-zK_yRb_z)₈Ga₆Ge₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

где

x+y+z ≤ l, и

x≥0, y≥0, z≥0.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанный материал выбран из группы, содержащей

(Li,Na)₈(AlSi)₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti,

(Na,K)₈(AlSi)₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti и

(Na,Rb)₈(AlSi)₆O₂₄(Cl,S)₂:Ti.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанный материал синтезируют посредством реакции, описанной в работе Норббо и др. (Norrbo, I.; Gluchowski, P.; Paturi, P.; Sinkkonen, J.; Lastusaari, M., Persistent Luminescence of Tenebrescent Na8A16Si6024(Cl,S)2: Multifunctional Optical Markers. Inorg. Chem. 2015, 54, 7717-7724), которая ссылается на работу Армстронга и Уеллера (Armstrong, J.A.; Weller, J.A. Structural Observation of Photochromism. Chem. Commun. 2006, 1094-1096), и в качестве сырья используется стехиометрическое количество цеолита А и Na₂SO₄, а также LiCl, NaCl, KCl и/или RbCl. Добавляют по меньшей мере одну легирующую примесь в виде оксида, например TiO₂. Указанный материал может быть приготовлен следующим образом: цеолит А сначала сушат при 500°С в течение 1 часа. Затем исходную смесь нагревают до 850°С на воздухе в течение 48 часов. Затем продукт естественным образом охлаждают до комнатной температуры и измельчают. Наконец, продукт нагревают до 850°С в течение 2 часов в проточной атмосфере 12% Н₂+88% N₂. Такие приготовленные материалы промывают водой для удаления любых излишков примеси LiCl/NaCl/KCl/RbCl. Чистоту можно проверить измерением дифракции рентгеновского излучения на порошке.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанный материал датчика может поглощать свет с первой длиной волны и испускать по меньшей мере часть принятой таким образом энергии в виде света со второй длиной волны, которая больше, чем первая длина волны. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанный материал датчика сконфигурирован так, чтобы поглощать по меньшей мере часть света, излучаемого осветительным устройством, и испускать по меньшей мере часть принятой таким образом энергии в виде света со второй длиной волны, которая больше, чем первая длина волны. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения излучаемый свет по меньшей мере частично поглощается материалом датчика, и энергия, поглощенная таким образом, по меньшей мере частично испускается материалом датчика, так что спектр света, излучаемого люминесцентным материалом датчика, отличается от спектра света, поглощенного им. Под тем, что вторая длина волны превышает первую длину волны, подразумевается, что длина волны пика в спектре света, излучаемого люминесцентным материалом, больше, чем длина волны пика в спектре света, поглощенного люминесцентным материалом.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения материал датчика представляет собой материал, излучающий белый свет. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения материал датчика сконфигурирован так, чтобы быть стабильным в течение по меньшей мере 50 часов, или по меньшей мере 55 часов, или по меньшей мере 60 часов, или по меньшей мере 65 часов. Этот материал датчика имеет дополнительную способность демонстрировать длительное послесвечение белого цвета. Не ограничивая изобретение какой-либо конкретной теорией о том, почему материал датчика обладает вышеуказанными преимуществами, отмечаем, что наличие легирующего катиона влияет на материал так, что делает его стабильным в течение длительного времени.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения материал датчика представляет собой часть элемента датчика. Люминесцентный материал датчика, или элемент датчика, может быть нанесен, например, на этикетку. Этот материал может также быть подмешан в виде порошка в сырье, используемое для производства пластмассовой бутылки, стикера, стакана и аналогичного изделия. Кроме того, настоящее изобретение относится к применению материала согласно одному или большему количеству описанных здесь вариантов выполнения настоящего изобретения в трехмерной печати.

В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения способ, описанный в данном документе, используется при создании изображений, диагностике, разработке лекарственных средств, разработке продуктов, при тестировании или в технике обнаружения. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения детекторное устройство, описанное в данном документе, используется при создании изображений, диагностике, разработке лекарственных средств, разработке продуктов, при тестировании или в технике обнаружения. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения система, описанная в этом документе, используется при создании изображений, диагностике, разработке лекарственных средств, разработке продуктов, при тестировании или в технике обнаружения. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанное изображение представляет собой изображение in vivo (на живом организме). В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения указанное изображение представляет собой медицинское изображение. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения диагностика представляет собой диагностику in vivo. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения тестирование представляет собой тестирование в месте оказания медицинской помощи. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения способ, детекторное устройство и/или система, описанные в этом документе, могут использоваться для диагностирования пробы, взятой из тела человека или животного. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения пробу выбирают из группы, содержащей жидкости и ткани тела. В еще одном варианте выполнения настоящего изобретения выборка включает кровь, кожу, ткань и/или клетки.

Очевидно, что выгода и преимущества, описанные выше, могут относиться к одному варианту выполнения настоящего изобретения или могут относиться к нескольким вариантам выполнения настоящего изобретения. Варианты выполнения настоящего изобретения не ограничены только теми, которые решают любые из перечисленных проблем, или теми, которые обладают любым из перечисленных выгод и преимуществ.

Варианты выполнения настоящего изобретения, описанные выше, могут использоваться друг с другом в любой комбинации. Несколько из вариантов выполнения настоящего изобретения могут быть скомбинированы вместе с формированием дополнительного варианта выполнения настоящего изобретения. Детекторное устройство, система, применение или способ, к которым относится настоящее изобретение, могут включать по меньшей мере один из вариантов выполнения настоящего изобретения, описанных выше.

Материал датчика обладает дополнительной полезностью, которая заключается в том, что его можно использовать в большом спектре приложений, где требуется определять количество излучения, которым был облучен материал датчика. Кроме того, дополнительными преимуществами материала датчика являются его дешевизна и возможность многократного использования. Кроме того, дополнительным преимуществом материала датчика является то, что он безвреден для окружающей среды, поскольку не содержит редкоземельных элементов или других тяжелых металлов.

Способ, детекторное устройство и система согласно настоящему изобретению обладает дополнительным преимуществом, поскольку обеспечивает возможность эффективного определения количества или дозы излучения заранее заданного типа, такого как, например, ультрафиолетовое излучение, которое присутствует, например, в солнечном свете, и воздействию которого подвергался объект.

ПРИМЕРЫ

Ниже подробно описаны варианты выполнения настоящего изобретения, примеры которых поясняются на сопровождающих чертежах.

Описание, приведенное ниже, раскрывает некоторые варианты выполнения настоящего изобретения в подробностях, так что специалист в данной области техники будет способен использовать детекторное устройство и способ, изложенный в описании. Не все шаги вариантов выполнения настоящего изобретения обсуждаются подробно, так как многие из таких шагов будут очевидны специалисту в данной области техники из этого описания.

Для простоты позиции элементов изделия будут сохранены в последующих примерах вариантов выполнения настоящего изобретения, если эти элементы повторяются.

На фиг. 1 схематично показан один из вариантов выполнения детекторного устройства 1, предназначенного для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика. Детекторное устройство 1, показанное на фиг. 1, содержит материал 2 датчика, как описано в данном документе. Материал 2 датчика может сохранять воздействие облучившего его излучение. Детекторное устройство 1, как показано на фиг. 1, дополнительно содержит нагревательный элемент 4 и/или блок 5 возбуждения. Нагревательный элемент сконфигурирован так, чтобы подвергнуть термической обработке материал датчика, облученный излучением заранее заданного типа. Блок возбуждения сконфигурирован так, чтобы подвергнуть оптическому возбуждению материал датчика, облученный излучением заранее заданного типа. С помощью теплоты и/или оптического возбуждения можно заставить материал датчика излучать видимый свет. Количество видимого света, излучаемого материалом датчика, можно затем измерить измерительным устройством 6, которое сконфигурировано так, чтобы измерить количество видимого света, излучаемого материалом датчика. Количество видимого света, излучаемого материалом датчика в результате воздействия термической обработки и/или оптического возбуждения, соответствует суммарному излучению заранее заданного типа, которым был облучен материал датчика (или связано с этим суммарным излучением).

На фиг. 2 схематично показан один из вариантов выполнения системы 7 для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика. Система 7, показанная на фиг. 2, содержит блок 3 облучения, который сконфигурирован так, чтобы облучить материал 2 датчика, описанный в данном документе, излучением заранее заданного типа. Жирные стрелки на фиг. 2 указывают излучение, которое из блока 3 облучения попадает на материал 2 датчика. Материал 2 датчика способен "запомнить" поглощенное излучение, в результате чего материал датчика можно, если требуется, переносить с места облучения в другое место для анализа. Однако материал датчика можно с тем же успехом анализировать на месте облучения. Система на фиг. 2 дополнительно содержит нагревательный элемент 4 и/или блок 5 возбуждения. Нагревательный элемент сконфигурирован так, чтобы подвергнуть материал датчика, облученный излучением заранее заданного типа, термической обработке. Блок возбуждения сконфигурирован так, чтобы подвергнуть материал датчика, облученный излучением заранее заданного типа, оптическому возбуждению. С помощью теплоты и/или оптического возбуждения можно заставить материал датчика излучать видимый свет. Количество видимого света, излучаемого материалом датчика, можно затем измерить измерительным устройством 6, которое сконфигурировано, чтобы измерить количество видимого света, излучаемого материалом датчика. Количество видимого света, излучаемого материалом датчика в результате воздействия термической обработки и/или оптического возбуждения, соответствует суммарному излучению заранее заданного типа, которым был облучен материал датчика (или связано с этим суммарным излучением).

В приведенных ниже примерах показано, как можно приготовить материал, представленный формулой (I).

ПРИМЕР 1 - Приготовление (Li, Na)₈Al₆Si₆O₂₄ (Cl, S)₂:Ti

Материал, представленный формулой (Li, Na)₈Al₆Si₆O₂₄ (Cl, S)₂:Ti, был приготовлен следующим образом: 0,7000 г высушенного (500°С в течение 1 часа) цеолита А, 0,0600 г Na₂SO₄ и 0,1700 г порошка LiCl были смешаны вместе с 0,006 г порошка TiO₂. Смесь была нагрета до 850°С на воздухе в течение 48 часов. Продукт был естественным образом охлажден до комнатной температуры и измельчен. Наконец, продукт нагревали до 850°С в течение 2 часов в потоке состава 12%Н₂+88% N₂.

ПРИМЕР 2 - Приготовление (Na, K)₈Al₆Si₆O₂₄ (Cl, S)₂:Ti

Материал, представленный формулой (Na, K)₈Al₆Si₆O₂₄ (Cl, S)₂:Ti, был приготовлен следующим образом: 0,7000 г высушенного (500°С в течение 1 часа) цеолита А, 0,0600 г Na₂SO₄, 0,1800 г NaCl и 0,0675 г порошка KCl были смешаны вместе с 0,006 г порошка TiO₂. Смесь была нагрета до 850°С на воздухе в течение 48 часов. Продукт был естественным образом охлажден до комнатной температуры и измельчен. Наконец, продукт нагревали до 850°С в течение 2 часов в потоке состава 12%Н₂+88% N₂.

ПРИМЕР 3 - Приготовление (Na, Rb)₈Al₆Si₆O₂₄ (Cl, S)₂:Ti

Материал, представленный формулой (Na, Rb)₈Al₆Si₆O₂₄ (Cl, S)₂:Ti, был приготовлен следующим образом: 0,7000 г высушенного (500°С в течение 1 часа) цеолита А, 0,0600 г Na₂SO₄ и 0,4957 г порошка RbCl были смешаны вместе с 0,006 г порошка TiO₂. Смесь была нагрета до 850°С на воздухе в течение 48 часов. Продукт был естественным образом охлажден до комнатной температуры и измельчен. Наконец, продукт нагревали до 850°С в течение 2 часов в потоке состава 12%Н₂+88% N₂.

ПРИМЕР 4 - Тестирование образца (Na, K)₈Al₆Si₆O₂₄ (Cl, S)₂

Прежде всего, материал, представленный формулой (Na, K)₈Al₆Si₆O₂₄ (Cl, S)₂, был приготовлен следующим образом: 0,7000 г высушенного (500°С в течение 1 часа) цеолита А, 0,0600 г Na₂SO₄, 0,1800 г NaCl и 0,0675 г порошка KCl были смешаны вместе. Смесь была нагрета до 850°С на воздухе в течение 48 часов. Продукт был естественным образом охлажден до комнатной температуры и измельчен. Наконец, продукт нагревали до 850°С в течение 2 часов в потоке состава 12%Н₂+88% N₂.

Затем было произведено тестирование готового материала датчика. Во-первых, образцы готового материала освещались в течение 10 секунд с использованием 4-ваттной переносной ультрафиолетовой лампы с длиной волны 254 нм (UVP UVGL-25). Каждый образец освещался с различной мощностью (0-2,0 мВт/см²). Спустя три дня после этого освещения образцы нагрели путем повышения температуры от 0 до 400°С со скоростью 10°С/с. Их способность к термолюминесценции была измерена с использованием считывателя RA'04 (MikroLab Thermoluminescent Materials Laboratory). Результаты показаны на фиг. 3, где показаны кривые термолюминесценции, а также полная интенсивность термолюминесценции для различного облучения.

Таким образом, результаты, которые представлены в фиг. 3, указывают, что готовый материал в состоянии сохранять воздействие излучения, облучившего его, так что это количество излучения можно впоследствии определить на основе способности материала датчика излучать видимый свет при термической обработке.

Кроме того, образец готового материала была подвергнут дозам рентгеновского излучения Wk (59.3 кэВ). После этого материал был быстро помещен в темный контейнер. Затем было проведено считывание оптически стимулированной люминесценции (OSL) с использованием возбуждения на длине волны 470 нм в течение 10 с. Результаты показаны на фиг. 4.

Пример 5 - Тестирование образца (Na, Rb)₈Al₆Si₆O₂₄ (Cl, S)₂

Материал, представленный формулой (Na, Rb)₈Al₆Si₆O₂₄ (Cl, S)₂, был приготовлен следующим образом: 0,7000 г высушенного (500°С в течение 1 часа) цеолита А, 0,0600 г Na₂SO₄ и 0,4957 г порошка RbCl были смешаны вместе. Смесь была нагрета до 850°С на воздухе в течение 48 часов. Продукт был естественным образом охлажден до комнатной температуры и измельчен. Наконец, продукт нагревали до 850°С в течение 2 часов в потоке состава 12%Н₂+88% N₂.

Затем было проведено тестирование образца из готового материала датчика. Образец готового материала была подвергнута дозам β-излучения ⁹⁰Sr/⁹⁰Y (1,48 ГБк). После этого материал хранился в темном контейнере. Затем было проведено считывание оптически стимулированной люминесценции (OSL) с использованием возбуждения на длине волны 470 нм в течение 10 с. Результаты показаны на фиг. 5.

Пример 6 - Тестирование образца Na₈Al₆Si₆O₂₄(Cl,S)₂

Материал, представленный формулой Na₈Al₆Si₆O₂₄(Cl, S)₂, был приготовлен следующим образом: Было смешано 0,7000 г высушенного (500°С в течение 1 часа) цеолита А и 0,0600 г Na₂SO₄. Смесь была нагрета до 850°С на воздухе в течение 48 часов. Продукт был естественным образом охлажден до комнатной температуры и измельчен. Наконец, продукт нагревали до 850°С в течение 2 часов в потоке состава 12%Н₂+88% N₂.

Затем было произведено тестирование образца из готового материала датчика. Образец готового материала был подвергнут дозам ультрафиолетового облучения (254 нм). После этого материал быстро переместили в темный контейнер. Затем было проведено считывание оптически стимулированной люминесценции (OSL) с использованием возбуждения на длине волны 470 нм в течение 10 с. Результаты показаны на фиг. 6.

Следует отметить, что варианты выполнения настоящего изобретения не ограничены рассмотренными выше, и могут существовать дополнительные варианты выполнения настоящего изобретения в рамках пунктов формулы изобретения.

Группа изобретений относится к определению количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика. Способ определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика, включающий: а) обеспечение наличия материала датчика; b) облучение материала датчика излучением заранее заданного типа для сохранения воздействия излучения заранее заданного типа в материале датчика в течение заранее заданного промежутка времени; с) подвергание материала датчика, который был облучен излучением заранее заданного типа, термической обработке и/или оптическому возбуждению; d) определение количества видимого света, излучаемого материалом датчика в результате того, что он был подвергнут термической обработке и/или оптическому возбуждению; при этом материал датчика представлен следующей формулой (I):. Технический результат – повышение точности определения количества излучения, которым был облучен объект. 6 н. и 21 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика, включающий:

a) обеспечение наличия материала датчика;

b) облучение материала датчика излучением заранее заданного типа для сохранения воздействия излучения заранее заданного типа в материале датчика в течение заранее заданного промежутка времени;

c) подвергание материала датчика, который был облучен излучением заранее заданного типа, термической обработке и/или оптическому возбуждению и

d) определение количества видимого света, излучаемого материалом датчика в результате того, что он был подвергнут термической обработке и/или оптическому возбуждению;

при этом материал датчика представлен следующей формулой (I)

,

где

М' представляет моноатомный катион щелочного металла, выбранного из первой группы периодической таблицы элементов Международного союза теоретической и прикладной химии (IUРАС), или любую комбинацию таких катионов;

М'' представляет трехвалентный моноатомный катион элемента, выбранного из группы 13 периодической таблицы элементов IUРАС, или переходного элемента, выбранного из любой из групп 3-12 периодической таблицы элементов IUРАС, или любую комбинацию таких катионов;

М''' представляет моноатомный катион элемента, выбранного из группы 14 периодической таблицы элементов IUРАС, или элемента, выбранного из любой из групп 13 и 15 периодической таблицы элементов IUРАС, или цинка, или любую комбинацию таких катионов;

X представляет анион элемента, выбранного из группы 17 периодической таблицы элементов IUРАС, или любую комбинацию таких анионов, или X отсутствует;

X' представляет анион элемента, выбранного из группы 16 периодической таблицы элементов IUРАС, или любую комбинацию таких анионов, или X' отсутствует; и

М'''' представляет легирующий катион элемента, выбранного из переходных металлов периодической таблицы элементов IUРАС, или любую комбинацию таких катионов, или М'''' отсутствует;

при условии, что по меньшей мере один из X и X' присутствует.

2. Способ по п. 1, в котором излучение заранее заданного типа - это электромагнитное излучение, имеющее длину волны больше 0 нм до 590 нм, или больше 0 нм до 560 нм, или больше 0 нм до 500 нм, или больше 0 нм до 400 нм, или больше 0 нм до 300 нм, или 0,000001-590 нм, или 0,000001-560 нм, или 0,000001-500 нм, или 10-590 нм, или 10-560 нм, или 10-500 нм, или 0,000001-400 нм, или 0,000001-300 нм, или 0,000001-10 нм, или 10-400 нм, или 10-300 нм, или 0,01-10 нм.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором термическая обработка включает повышение температуры материала датчика.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором оптическое возбуждение материала датчика включает облучение материала датчика электромагнитным излучением, имеющим длину волны 310-1400 нм.

5. Способ по любому из пп. 1-4, дополнительно включающий е) сравнение измеренного количества видимого света, излучаемого материалом датчика, со справочной информацией, указывающей зависимость количества излучаемого видимого света от количества излучения заранее заданного типа, которым был облучен материал датчика.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором М' представляет собой моноатомный катион щелочного металла, выбранный из группы 1 периодической таблицы элементов IUРАС, или любую комбинацию таких катионов, при условии, что М' не представляет собой моноатомный катион одного только Na.

7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором М' представляет собой комбинацию по меньшей мере двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из группы 1 периодической таблицы элементов IUРАС.

8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором М' представляет собой комбинацию по меньшей мере двух моноатомных катионов различных щелочных металлов, выбранных из группы, содержащей Li, Na, K и Rb.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором М' представляет собой моноатомный катион щелочного металла, выбранный из группы, содержащей Li, K и Rb, или любую комбинацию таких катионов.

10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором М' представляет собой комбинацию моноатомного катиона Na с моноатомным катионом Li, моноатомным катионом K и/или моноатомным катионом Rb.

11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором М'' представляет собой трехвалентный моноатомный катион металла, выбранный из группы, содержащей Аl и Ga, или комбинацию таких катионов.

12. Способ по любому из пп. 1-10, в котором М'' представляет собой трехвалентный моноатомный катион В.

13. Способ по любому из пп. 1-12, в котором М''' представляет собой моноатомный катион элемента, выбранного из группы, содержащей Si и Ge, или комбинацию таких катионов.

14. Способ по любому из пп. 1-12, в котором М''' представляет собой моноатомный катион элемента, выбранного из группы, содержащей Al, Ga, N, Р и As, или любую комбинацию таких катионов.

15. Способ по любому из пп. 1-14, в котором X представляет собой анион элемента, выбранного из группы, содержащей F, Cl, Вr и I, или любую комбинацию таких анионов.

16. Способ по любому из пп. 1-15, в котором X' представляет собой анион элемента, выбранного из группы, содержащей О, S, Se и Те, или любую комбинацию таких анионов.

17. Способ по любому из пп. 1-16, в котором М'''' представляет собой катион элемента, выбранного из группы, содержащей Ti, V, Cr, Mn, Fe, Со, Ni, Сu и Zn, или любую комбинацию таких катионов.

18. Детекторное устройство (1) для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика, содержащее:

- материал (2) датчика, представленный формулой (I), как определено в любом из пп. 1-17;

- нагревательный элемент (4), сконфигурированный так, чтобы подвергнуть материал датчика, облученный излучением заранее заданного типа, термической обработке, и/или блок (5) возбуждения, сконфигурированный так, чтобы подвергнуть материал датчика, облученный излучением заранее заданного типа, оптическому возбуждению; и

- измерительное устройство (6), сконфигурированное для измерения количества видимого света, излучаемого материалом датчика в результате того, что он был подвергнут термической обработке и/или оптическому возбуждению.

19. Детекторное устройство по п. 18, в котором нагревательный элемент (4) сконфигурирован для повышения температуры материала датчика.

20. Детекторное устройство по п. 18 или 19, в котором блок (5) возбуждения сконфигурирован так, чтобы облучать материал датчика электромагнитным излучением с длиной волны 310-1400 нм.

21. Детекторное устройство по любому из пп. 18-20, в котором блок (5) возбуждения представляет собой лазер, светодиод (LED), органический светодиод (OLED), активно-матричный органический светодиод (AMOLED), лампу накаливания, галогенную лампу или любую их комбинацию.

22. Система (7) для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика, содержащая:

- блок (3) облучения, сконфигурированный для облучения материала датчика излучением заранее заданного типа для сохранения воздействия этого излучения заранее заданного типа в материале датчика в течение заранее заданного промежутка времени; и

- детекторное устройство по любому из пп. 18-21.

23. Система по п. 22, в которой блок (3) облучения сконфигурирован так, чтобы облучать материал датчика электромагнитным излучением с длиной волны больше 0 нм до 590 нм, или больше 0 нм до 560 нм, или больше 0 нм до 500 нм, или больше 0 нм до 400 нм, или больше 0 нм до 300 нм, или 0,000001-590 нм, или 0,000001-560 нм, или 0,000001-500 нм, или 10-590 нм, или 10-560 нм, или 10-500 нм, или 0,000001-400 нм, или 0,000001-300 нм, или 0,000001-10 нм, или 10-400 нм, или 10-300 нм, или 0,01-10 нм.

24. Система по любому из пп. 22-23, содержащая справочную информацию для указания зависимости измеренного количества света, излучаемого материалом датчика, и количества излучения заранее заданного типа, которым был облучен материал датчика.

25. Применение термической обработки и/или оптического возбуждения для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика, представленного формулой (I), как определено в любом из пп. 1-17.

26. Применение материала датчика, представленного формулой (I), как определено в любом из пп. 1-17, для определения количества излучения заранее заданного типа, облучившего материал датчика, при этом материал датчика облучают излучением заранее заданного типа для сохранения воздействия этого излучения заранее заданного типа в материале датчика в течение заранее заданного промежутка времени, а после этого подвергают термической обработке и/или оптическому возбуждению.

27. Применение материала датчика, представленного формулой (I), как определено в любом из пп. 1-17, в термолюминесцентном дозиметре или в люминесцентном дозиметре с оптическим возбуждением.