Способ дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений Российский патент 2023 года по МПК G01T1/02 

Изобретение относится к дозиметрии ионизирующих излучений, в частности, к дозиметрии фотонных и корпускулярных излучений методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и направлено на повышение чувствительности, надежности и достоверности проводимых измерений. Оно может быть использовано для контроля технологических доз персонала и пациентов в ядерной медицине, дозиметрическом контроле режимов работы ускорителей, ядерно-энергетических установок, в научных исследованиях и др.

Известен способ дозиметрии фотонных и корпускулярных излучений путем регистрации концентрации парамагнитных центров (ПМЦ), образующихся во многих органических и неорганических материалах под действием облучения, определяемой по интенсивности сигналов ЭПР [Иванов В. И. Курс дозиметрии. Москва. Атомиздат. 1978. С. 392; Knoll G.F. Radiation detection and measurement. Third edition. John Wiley & Sons Inc. New York, Chichester, Weinheim, Brisbane, Toro, Singapore, 2000, P. 816]. Интегральная интенсивность таких сигналов оказывается пропорциональной поглощенной в материалах дозе излучений. Отличительными особенностями ЭПР-дозиметрии являются: отсутствие необходимости предварительной подготовки чувствительного материала детектора; неразрушающий способ считывания информации, позволяющий многократно проводить измерения одной и той же дозы или накапливать дозы в разных циклах измерений с последующим их разделением; простота проведения процедуры измерения-помещение детектора в резонатор спектрометра ЭПР; время измерения одного детектора может достигать от 40 секунд до менее, чем 10 секунд; диапазон измеряемых доз импульсных и непрерывных фотонных и электронных излучений с энергиями от 0,1 -28 МэВ, от 0,5 до более чем 10⁵Гр с точностью ± 2%.

Технической проблемой, решаемой в предлагаемом изобретении, является повышение чувствительности способа его радиационной и химической стойкости. Особенности решений современных задач ЭПР - дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений заключаются в необходимости проведения большого количества рутинных измерений, требующих большого количества легко доступных, твердотельных, радиационно-стойких, химически инертных, воспроизводимых по ЭПР - свойствам и геометрическим размерам детекторов из тканеэквивалентных материалов, пригодных для применения их в радиационных технологиях обеззараживания продуктов питания, стерилизации медицинских изделий, в радиационной диагностике и терапии онкологических заболеваниях, включая варианты медицинских исследований непосредственного, прямого, размещения ЭПР - детектора «in vivo». Поэтому разработка способа дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений, удовлетворяющих перечисленным выше требованиям, является важной технической проблемой.

Из существующего уровня техники известны способы дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений путем регистрации методом ЭПР интенсивности сигналов парамагнитных центров (ПМЦ), образующихся в некоторых органических и неорганических материалах, облученных тормозным или гамма - излучением, потоками ускоренных ионов, нейтронами.

Известен способ дозиметрии фотонных и корпускулярных излучений с помощью твердотельных детекторов на основе аланина [The Use of Alanine as Solid a Solid Dosimeter [W.W. Bradshaw et.al. Radiation Research. Vol. 17, No 1 (1962), p.p. 11-21]. Этот способ является одним из первых примеров возможности дозиметрии фотонных излучений (γ - излучение 60Co; тормозное излучение терапевтического аппарата 260кВ, 18мА), электронных излучений (β - излучение Sr - 90), ускоренных протонов с энергией 14 МэВ, основанной на измерении концентраций ПМЦ методом ЭПР, созданных ионизирующим излучением в L-α - аланине (СН3-CH(NH2)-СООН). Результатом последующих многолетних исследований явилось то, что Международным Агенством по Атомной Энергии (IAEA), стандартным способом измерения высоких доз облучения в рутинных и эталонных измерениях, принята L-α - аланин/ЭПР - дозиметрия [Guidelines for the development, validation and routine of industrial radiation processed. Radiation Technology series. 2013. No. 4. IAEA. Vienna]. В большой степени широкому применению L-α-аланиновой/ЭПР - дозиметрии в радиотерапии, радиационной стерилизации продуктов питания и изделий медицинской технике, в других медико-биологических приложениях, способствовала близость эффективного атомного номера аланина (Zэфф = 7,41) к эффективному атомному номеру биологической ткани (Zэфф = 7,42), т. е. его тканеэквивалентность [Carcia T. et. al. A methodology for choosing parameters for ESR readout of alanine dosimeters for radiotherapy. Radiation Physics and Chemistry 78 (2009) 782-790].

Известен способ дозиметрии гамма-излучения с помощью измерения сигналов парамагнитных центров, возникающих в детекторе, в качестве которого использовался дигидрат дитионата бария (BaS₂O₆ ⋅ 2H₂O) [Патент РФ №1545782].

Известен также способ ЭПР - дозиметрии гамма-излучения, в котором в качестве детектора использовалась зубная эмаль животных Патент РФ № 2646549].

Все вышеперечисленные способы основаны на предварительном создании в материалах детекторов парамагнитных центров, образующихся при облучении ионизирующим излучением, концентрация которых, определяемая методом ЭПР, пропорционально поглощенной дозе.

Реализация способов дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений, описанных в вышеприведенных примерах, позволяет решать в разной степени частные задачи, но не обладают достаточным комплексом свойств для их применения в ряде современных практических приложений.

В способе, описанном в [The Use of Alanine as Solid a Solid Dosimeter [W.W. Bradshaw et.al. Radiation Research. Vol. 17, No 1 (1962), p.p. 11-21], ЭПР - спектр облученного аланина имеет плохо разрешенную восьмикомпонентную сверхтонкую структурой, затрудняющую определение интенсивности сигнала ПМЦ, для точного его определения необходимо применять математическую обработку спектра; линейность дозовой зависимости аланина ограничена величиной ~10⁴ Гр, выше которой наблюдается насыщение сигнала ЭПР, а при дозах ниже ~1Гр, сигнал становится соизмеримым с уровнем шумов; аланин чувствителен к свету как при облучении, так и при хранении облученных детекторов, потеря запасенной информации при этом может составлять до 20% от первоначального уровня; на точность измерения аланиновым детектором влияют влажности воздуха и присутствие озона, образующегося в помещениях при работе электронных ускорителей.

В способе, [Патент №1545782], ЭПР - детектор на основе дигидрат дитионата бария является не тканеэквивалентным рабочим веществом из-за наличия в химическом составе тяжелых элементов (барий, сера); порошковая форма рабочего вещества, виде навесок, приводит к невозможности создания больших партий однородных по свойствам детекторов.

В способе, описанном в [Патент РФ № 2646549], материал детектора для ЭПР дозиметрии ионизирующих излучений на основе зубной эмали животного не позволяет создавать большие партии однородных по ЭПР - свойствам детекторов.

Описанные способы решают задачу дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений, но не позволяют решить проблему повышения чувствительности детектора, его радиационной и химической стойкости и обеспечить тем самым, повышение надежности, точности и достоверности дозиметрической информации, на которые направлено предлагаемое изобретение.

Наиболее близким к заявляемому является способ, описанный в [Vehar D. W. et. al. EPR/PTFE dosimetry for test reactor environments. J. ASTM Int. 2012.V. 9.1.5. P. 1-11; Мильман И. И. и др. Политетрафторэтилен в высокодозной ЭПР дозиметрии для контроля радиационных технологий. Дефектоскопия. 2019. N11. C. 52 -58; Connick R. C. et. al. Measuring Very Low Radiation Doses in PTFE for Nuclear Forensic Enrichment Reconstruction. Submitted Manuscript Confidential. Template revised February 2021], в котором дозиметрия фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений осуществляется с помощью измерения сигналов парамагнитных центров методом ЭПР, возникающих при облучении ионизирующим излучением в высокомолекулярном кристаллическом политетрафторэтилене (ПТФЭ, промышленно выпускаемого под торговой маркой фторопласт Ф - 4), химическая формула: (C₂F₄)_n). Химическая стойкость ПТФЭ превышает стойкость всех известных детекторов, используемых в ЭПР -дозиметрии, он стоек ко всем минеральным и органическим кислотам, щелочам, органическим растворителям, газам и другим агрессивным средам, не смачивается водой и не подвергается воздействию воды при длительных испытаниях. ПТФЭ является тканеэквивалентным соединением, но, в отличие от L-α-аланина, его ЭПР-спектр имеет однокомпонентную структуру, что упрощает процедуру считывания информации. Как показали наши исследования [Мильман И. И. и др. Политетрафторэтилен в высокодозной ЭПР дозиметрии для контроля радиационных технологий. Дефектоскопия. 2019. N11. C. 52 -58], ЭПР - чувствительность ПТФЭ выше, чем у L-α-аланина. Доступность и относительно низкая стоимость ПТФЭ позволяет формировать большие партии твердотельных однородных по свойствам детекторов для рутинных и референсных измерений. Парамагнитные центры, созданные облучением в ПТФЭ, стабильны во времени, их деградация (фединг) не превышает нескольких процентов от начального уровня за год хранения при нормальных условиях. Особенностью ПТФЭ является его относительно низкая радиационная стойкость, ограничивающая верхний предел измерений доз величиной порядка ~ 10⁵ Гр, что не позволяет расширить верхний диапазон измеряемых доз до 10⁶-10⁸ Гр, необходимый для решения ряда задач, связанных с радиационной модификацией специальных материалов [Радиационная стойкость материалов радиотехнических конструкций (справочник). Под. ред. Н. А. Сидорова В. К. Князева. М., «Сов. Радио», 1976, 568 с.]. Таким образом, наиболее близкий к заявляемому способ, решает задачу ЭПР- дозиметрии в диапазоне умеренных доз, 10³-10⁵ Гр, но не позволяет решить техническую проблему одновременного увеличения его чувствительности и радиационной стойкости, на которую направлено предлагаемое изобретение.

Техническая проблема решается достижением технического результата, заключающегося в том, что в способе дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений, включающим измерение концентраций парамагнитных центров, созданных при облучении ионизирующим излучением чувствительного вещества - детектора, методом электронного парамагнитного резонанса, согласно изобретению, в качестве чувствительного вещества детектора используется сополимер тетрафторэтилена и этилена (ЭТФЭ, промышленное обозначение Ф-40), имеющего структурную формулу (CF₂-CF₂-CH₂-CH₂)n.

ЭТФЭ являясь структурной модификацией ПТФЭ, «наследует» большую часть его полезных для применения в качестве детектора ионизирующих излучений физико - химических свойств, таких как: тканеэквивалентность, химическая инертность, термическую стойкость в интервале от -270 до + 260°С, низкая стоимость, доступность, освоенная технология получения и возможность формирования больших партий детекторов с однородными ЭПР - свойствами. Но, в отличие от ПТФЭ, как показали наши исследования, ЭПР - детекторы на основе ЭТФЭ обладают одновременно более высокой чувствительностью и радиационной стойкостью.

Физические основы достижения заявляемого результата. В полимерных материалах (ПТФЭ и ЭТФЭ) под действием ионизирующего излучения, происходят возбуждение и ионизация, сопровождающиеся разрывами химических связей и образованием активных частиц - свободных радикалов - частиц, содержащих один или несколько неспаренных электронов на внешней электронной оболочке - ПМЦ, регистрируемые методом ЭПР. В облученных полимерах в результате радиационно-химических процессов, как правило, образуется несколько типов ПМЦ. В ПТФЭ с относительно большим радиационным выходом образуются фторалкильные радикалы R₁ (-CF₂-ĊF- CF₂- ) и концевые радикалы R₂ (ĊF₂ ). Видно, что в ПТФЭ основу радикалов составляют атомы углерода (ĊF и ĊF₂). Эта особенность обусловлена как свойствами атомов углерода и фтора, так и механизмами взаимодействия излучения с веществом политетрафторэтилена.

При облучении полимеров основная часть энергии передается среде вторичными электронами, образованными первичным излучением. Независимо от типа первичного излучения конечный радиационный эффект обусловлен взаимодействием электронов с полимерными молекулами. В практически используемой области энергий различные типы первичного излучения можно разложить в следующий убывающий ряд по относительному вкладу вторичных электронов в величину поглощенной энергии: ускоренные электроны и β - излучение , тормозное и γ - излучения, нейтроны, протоны, α - частицы и тяжелые ионы. В случае электронов и γ - излучения практически вся энергия передается веществу с помощью вторичных электронов. При использовании тяжелых заряженных частиц вклад вторичных электронов также значителен. Таким образом, процессы взаимодействия с электронами имеют первостепенное значение в механизме создания ПМЦ в ПТФЭ.

Быстрые первичные электроны, испускаемые изотопными источниками, генерируемые ускорителями заряженных частиц или рожденные в результате взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, обычно имеют энергию 10³÷10⁵эВ. Первичные электроны передают свою энергию электронам облучаемого вещества, вырывая их из атомов. Ввиду неразличимости первичного и вторичного электронов после соударения, первичным считают электрон, обладающий большей энергией. Это означает, что максимальная энергия, переданная в соударении, составляет не более половины величины энергии первичного электрона. Таким образом энергия вторичного электрона может находиться в диапазоне от нуля до половины энергии первичного электрона.

При рассмотрении дальнейшей судьбы вторичных электронов целесообразно разделить их по энергиям на три диапазона: <5 эВ, 5÷100 эВ>100 эВ. В этом разделении около 40% вторичных электронов имеют энергию меньше 5 эВ. Такие электроны после их образования будут снова захвачены своим материнским ионом, не успев принять участия во взаимодействиях с другими атомами вещества.

Около 50% общего количества составляют вторичные электроны с энергией от 5 до 100 эВ. Энергия этих электронов достаточна, чтобы, покинув поле материнского иона, участвовать в процессе ионизации и возбуждения молекул вещества. Эти электроны образуют одну - две ионизованных молекулы (ПМЦ), причем из-за малости их энергии этот эффект локализован в цилиндрической области диаметром менее 10 А, расположенной вдоль трека первичной частицы. После достижения энергетического уровня, ниже которого возбуждение и ионизация невозможны, они также захватываются в процессе торможения.

Небольшое число вторичных электронов (несколько процентов) обладает энергией, превышающей 100 эВ. Такие электроны способны удаляться от места своего «рождения» и произвести на своем пути большое число ионизаций. Вторичные электроны, обладающие энергией более 100 эВ и по своей ионизирующей способности не отличающиеся от первичных электронов, называют δ - электронами. Вклад δ - электронов в конечный эффект создания свободных радикалов несоизмерим с их количеством, можно считать, что δ - электроны ответственны почти за половину всех актов ионизации, производимых первичным электроном. При этом плотность ионизации вдоль пути δ - электронов в веществе может значительно превышать плотность ионизации первичного электрона.

В соответствии с рассмотренными механизмами создания ПМЦ в органических соединениях в Таблице 1 приведены ионизационные характеристики атомов, входящих в состав ПТФЭ: первые потенциалы ионизации - энергия, необходимая для отрыва электрона от свободного невозбужденного атома (I₀), энергия связи электрона на К - уровне (Е_К), средний потенциала ионизации (I).

Таблица 1 Элемент I₀, эВ I, эВ Е_К, эВ А, а. е. м С 11,27 78 283 12 F 17,42 117 670 19

Данные таблицы показывают существенно низкие потенциалы ионизации атомов углерода по сравнению с атомами фтора, что приводит к его эффективной ионизации и образованию ПМЦ как первичными, так и вторичными электронными излучениями, по сравнению с ионизацией атомов фтора. Следовательно, для повышения чувствительности ПТФЭ ЭПР- детектора, в его модификации (ЭТФЭ), для повышения выхода ПМЦ, необходимо в строении его молекулы увеличить содержание углерода.

Заявляемый технический результат достигается за счет повышенного содержания атомов углерода - базового элемента для создания парамагнитных центров в молекулах ЭTФЭ, по сравнению с молекулой ПТФЭ, что способствует одновременно более высокой чувствительности и радиационной стойкости заявляемого способа.

Молярная масса ПТФЭ (-С₂F₄-): 12⋅2+4⋅19 = 100 а. е. м. Процентное содержания углерода в молекуле составляет 24/100 = 24%.

Молярная масса ЭТФЭ (CF₂-CF₂-CH₂-CH₂): 12 +2⋅19 + 12 +2⋅19 +12 +2⋅1 + +12 + 2⋅1 = 128 а. е. м. Процентное содержания углерода в молекуле составляет 52/114 = 42%. Таким образом, процентное содержание углерода в молекуле ЭТФЭ почти в 2 раза превышает его содержание в молекуле ПТФЭ, обеспечивая повышение выхода парамагнитных центров,

т. е. чувствительности способа в предлагаемом изобретении, по сравнению со способом, наиболее близким к заявляемому.

Наличие водорода в молекулах ЭTФЭ (CF₂-CF₂-CH₂-CH₂)n одновременно оказывает положительное влияние на радиационную стойкость соединения. Введение в структуру молекул водородо - содержащих звеньев, которые не только сами устойчивы к излучению, но и могут защищать от разрушения другие полимерные молекулы, поглощая у них энергию - защита типа «губки» или защита типа «жертвы», в случае которой защищающие молекулы, могут захватывать атомарный водород, образующийся в радиационно-химическом процессе, тем самым препятствуя разрушению части ПМЦ, созданных ионизирующим излучением [Широков Ю. М., Юдин Н. П. Ядерная физика. - М.: Наука, 1980. С. 663 -666]. Различия в радиационной стойкости ПТФЭ и ЭТФЭ, за счет присутствия водорода в составе последнего, могут составлять до 10⁴, обеспечивая верхний предел измерений доз 10⁶-10⁸Гр.

Таким образом, новый технический результат, обеспечиваемый заявляемым изобретением, достигается тем, что в способе дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений, повышенное содержание углерода в молекулах которого обеспечивает рост чувствительности, а водорода - радиационной стойкости.

Изобретение поясняется графическими изображениями:

На Фиг. 1 приведен ЭПР - спектр аланинового детектора, облученного электронным пучком ускорителя дозой 30 кГр. Величина поглощенной дозы оценивается по максимальному значению пика Н, методом «peak to peak», принятом в ЭПР-дозиметрии. В₀ - резонансное магнитное поле.

На Фиг. 2 представлен ЭПР - спектр ПТФЭ - детектора, облученного электронным пучком ускорителя дозой 50 кГр и параметры спектра Н и В₀.

На Фиг. 3 показан ЭПР - спектр ЭТФЭ - детектора, облученного электронным пучком ускорителя дозой 50кГр.

На Фиг. 4 изображены ЭПР - спектры ПТФЭ - детекторов, облученных на ускорителе разными дозами. 1- 10кГр; 2 - 30 - кГр; 3 - 50 кГр.

На Фиг. 5 приведены ЭПР спектры ЭТФЭ - детекторов, облученных электронным пучком ускорителя дозой разными дозами. 1-10 кГр; 2 -30 кГр; 3 - 50 кГр.

На Фиг. 6 приведены зависимости выходов сигнала ЭПР ПТФЭ - детекторов (1) и ЭТФЭ - детекторов (2) в расширенном до 200кГр диапазоне доз облучения электронным пучком ускорителя. В отличие от ЭТФЭ-детектора, обладающего более высокой радиационной стойкостью, пунктирной линией на этой фигуре для ПТФЭ -детектора обозначен диапазон доз деградации механической прочности детектора, в плоть до его разрушения и принятия порошковой формы

Для иллюстрации примера практической реализации способа и проведения сравнительных измерений выбраны три группы образцов детекторов: 1) ПТФЭ форме прямоугольных пластин 3×10×1 мм³ для облучения гамма-излучением и ПТФЭ в форме цилиндров диаметром 1 мм и высотой 10 мм для облучения электронным пучком ускорителя; 2) стандартные аланиновые детекторы в форме полосок и таблеток; 3) ЭТФЭ в форме таблеток диаметром 5 мм и высотой 1 мм для облучения гамма-излучением и электронным пучком ускорителя. Все облучения производились при комнатной температуре.

Источником гамма - излучения являлась стационарная установка ГУР-120 (ФГБНУ ВНИИРАЭ г. Обнинск), с калиброванным радиационным полем и сухим способ защиты, приспособленная для исследовательских целей. Установка состоит из восьми блоков-облучателей, расположенных четыре напротив четырёх, снаряженных источниками ГИК-7-4 на основе изотопа ⁶⁰Co с общей активностью A = 4,47⋅10¹⁵ Бк. Средняя мощность дозы в месте облучения образцов составляла 0,9 кГр/час. Поглощенная доза у каждого из образцов составила 20, 30 40 и 50 кГр. Для определения поглощенной дозы и контроля облучения как гамма-излучением, так и электронным пучком, использовались пленочные детекторы СО ПД(Ф)Р-5/50. Измерение их оптической плотности производилось на спектрофотометре ПЭ-5400УФ ЭКРОСХИМ. Погрешность измерения поглощенной дозы составляла не более ±7%, при доверительной вероятности P = 0.95; стандарт №1735:2011 в Реестре МСО.

Облучение образцов электронным пучком производилось в центре радиационной стерилизации УрФУ (г. Екатеринбург), включающем 10МэВ линейный ускоритель электронов UELR-10-10S и конвейерную линию подачи продуктов медицинского назначения на позицию облучения. Требуемая доза облучения набиралась дискретно, числом проходов детекторов через зону облучения.

Измерения спектров ЭПР проводились c помощью ЭПР спектрометра ELEXSYS E500. В качестве первичного эталона поглощенной дозы электронного излучения для передачи единиц поглощенной дозы аланиновым и тефлоновым детекторам использовался межгосударственный стандартный образец поглощенной дозы фотонного и электронного излучений (сополимер с феназиновым красителем) СО ПД(Ф)Р-5/50 с погрешностью аттестации не более ±7%, при P=0,95; N 1735:2011 в Реестре МСО. Рабочая частота спектрометра была равной 9,88Ггц, мощность излучения 2мВт, амплитуда модуляции 6Гс, диапазон изменения магнитного поля 150Гс. Величина сигнала ЭПР, связанная с поглощенной дозой облучения, оценивалась по максимальной амплитуде производной спектра поглощения или по площади спектра поглощения в относительных единицах.

На Фиг.1 приведен ЭПР - спектр детектора на основе L - α - аланина и его основные параметры: высота пика Н, определяющая величину поглощенной дозы по данным предварительной калибровки, и резонансного значения магнитного поля В₀. Спектр имеет сложную структуру, затрудняющую его математическую обработку для получения более точных значений измеряемых доз.

На Фиг. 2 представлен ЭПР - спектр ПТФЭ - детектора, облученного электронным пучком ускорителя дозой 50 кГр и параметры спектра Н и В₀. Структура спектра намного проще спектра L - α - аланина (Фиг.1) и допускает простую математическую обработку для получения более точных значений измеряемых доз, по сравнению с «peak- to peak» методом.

На Фиг. 3 показан ЭПР - спектр ЭТФЭ - детектора, облученного электронным пучком ускорителя дозой 50кГр. Спектр имеет небольшое отличие от спектра ПТФЭ, связанные с присутствием водорода в структуре ПТФЭ. Хорошо выраженный пик Н в спектре ЭТФЭ делает его удобным для применения метода считывания «peak- to peak».

На Фиг. 4 изображены дозовые зависимости выходов сигнала ЭПР ПТФЭ - детекторов (1) и ЭТФЭ - детекторов (2), облученных электронным пучком ускорителя в диапазоне доз 10 ÷ 50 кГр.

На Фиг. 5 приведены дозовые зависимости выходов сигнала ЭПР ПТФЭ - детекторов (1) и ЭТФЭ - детекторов (2), облученных гамма излучением изотопа Со - 60.

На Фиг. 6 приведены зависимости выходов сигнала ЭПР ПТФЭ - детекторов (1) и ЭТФЭ - детекторов (2) в расширенном до 200кГр диапазоне доз облучения электронным пучком ускорителя. Пунктирной линией на этой фигуре для ПТФЭ обозначен диапазон доз изменений механических свойств детектора, вплоть до образования его порошковой формы.

Как следует из данных Фигур 2 - 6, чувствительность заявляемого способа дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений превышает чувствительность способа дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений, наиболее близкого к заявляемому, почти в 5 раз при измерении доз электронных излучений и около 1,5 раз при измерений доз фотонных излучений. Как показали наши исследования в диапазоне доз 50 - 200кГр механическая прочность детекторов на основе ПТФЭ уменьшалась (диапазон доз этих изменений приведен на Фиг. 6 пунктирной линией) вплоть до образования порошкообразной формы, в то время как детекторы на основе ЭТФЭ сохраняли твердотельную форму и дозовую зависимость выхода ЭПР вплоть до доз 200 кГр, проявляя повышенную радиационную стойкость, согласующуюся с литературными данными по радиационной стойкости ЭТФЭ, полученными на основании таких видов механических испытаний, как разрывное напряжение, удлинение, ударная вязкость, напряжение сдвига, модуль эластичности [Ftorpolimer. ru].

Таким образом, заявляемый способ дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений с повышенной чувствительностью и радиационной стойкостью основанный на измерении концентраций парамагнитных центров, созданных при облучении ионизирующим излучением чувствительного вещества - детектора, методом электронного парамагнитного резонанса, решает техническую проблему, за счет того, что в качестве детектора используется сополимер тетрафторэтилена и этилена, имеющий структурную формулу (CF₂-CF₂-CH₂-CH₂)n.

Изобретение относится к дозиметрии ионизирующих излучений. Способ дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений включает измерение концентраций парамагнитных центров, созданных при облучении ионизирующим излучением чувствительного вещества детектора, выполненного в форме цилиндра, методом электронного парамагнитного резонанса, при этом в качестве чувствительного вещества детектора используют сополимер тетрафторэтилена и этилена, имеющий структурную формулу (CF₂-CF₂-CH₂-CH₂)n, с размерами диаметра 5 мм и высотой 1 мм. Технический результат – повышение чувствительности и радиационной стойкости ЭПР-детектора. 6 ил., 1 табл.

Способ дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений, включающий измерение концентраций парамагнитных центров, созданных при облучении ионизирующим излучением чувствительного вещества детектора, выполненного в форме цилиндра, методом электронного парамагнитного резонанса, отличающийся тем, что в качестве чувствительного вещества детектора используют сополимер тетрафторэтилена и этилена, имеющий структурную формулу (CF₂-CF₂-CH₂-CH₂)n, с размерами диаметра 5 мм и высотой 1 мм.