Термолюминофор для композиционного детектора ионизирующего излучения Советский патент 1983 года по МПК C09K11/12 

О

ffi

05 Изобретение относится к.технике люминофоров, а именно к термолюминофорам для регистрации рентгеновского излучения, гамма-лучей, потоков найт ронов и смешанного излучения в компо зиционных детекторах ионизирую11его излучения, используемых в медицине, радио,биологиц и других областях техники. . . . Известен термолюминофор на основе сульфида стронция, активированного самарием и европием в количестве 0,5% для каждого, являющийся элементом композиционного детектора ионизи рующего излучения, чувствительным к облучению рентгеновским излучением и гамма-лучами, а также видимы светом, в которйй в указанном типе детекторов: превращается энергия- нейтронного потока. Кривая термовысвечивания данного тepмoJfklмиHoфopa имеет один высокотемпературный пик при воз буждении видимым светом и.два пика низкотемпературныйи высокотемпёратур ный - при возбуждении рентгеновским или гамма-излучением. Степень избира тельности термолюминесценции, опреде ляемая, отношением светосуммм 5 , зап саемой в низкотемпературном пике,к светосумме S., запасаемой в высокоте ературном пике, при возбуждении рен геновским или гамма-излучением и обо начаемая как S :S, для описываемого термолюминофора имеет высокую величи у и равна 16:1 l. Однако этот люминофор обладает су щественной нестабильностью термолюминесценции, связанной с химической нестойкостью, сульфидной основы. Наиболее близким техническим решением к изобретению является термолюминофор на основе карбоната кальци содержащего в качестве активаторов самарий в европий при следующем соО1;ношеНИИ компонентов, мас.%: самарий 0,10-0,15, европий О ,09-0,18/ карбонат .кал-ьция остальное, обладающий достаточной химической устойчивостью 12 . Недостатком известного люминофора является невысокая избирательност термолюминесценции, для которой отно шение имеет величину 2:1. Это затрудняет использование его для дозиметрии полей смешанного излучения. Цель изобретения - повышение изби рательности термовысвечивания люминофора при регистрации смешанньк видов излучения. : Поставленная цель достигается предлагаемым тёрмолюминофором на основе карбоната кальция, содержащим : самарий, европий, а также лантаноид из группы включаквдей церий, диспрозий и тербий, П15И следующем соотношеНИИ компонентов, мас.%: Самарий 0,10-0,15 Европий 0,10-0,15 Церий или диспрозий . или тербий 0,03-0/30 Карбонат . кальция- Остальное Отличие предлагаемого термолюминофора .состоит в том, что он допойнительНо содержит лантаноид из группы, включающей церий, диспрозий и тербий, при указанном соотношении. коМпонен- тов. . Указанное, отличие обеспечивает повышение избирательности термолюминесценции термолнйиинофора при регистрации смешанного гамма-нейтронного излучения в 15 раз по сравнению d; известным люминофором при-сохранении стабильной термолюминесценции и высокой чyвcтJBитeльнocти к видимому свету. . . Выбор предельных значений концентрации самария, диспрозия и тербия определяется необходимостью получения матксимальной запасаемой светосуммы в низкоте отературяом пике термовысвечивания при возбуждении рентгеновским или гамма-излучеиием. При содержании указанных активаторов менее 0,03% эта светосумма значительно уменьшается, а при концентрации более 0,з6% проявляется концентрационное тушение тёрмолюминесценции. Предельные значения концентрации .самария и европия обусловлены необходимостью сохранения чувствительности термолюминофора к видимому -свету и положения высокотемпературного пи- , ка термовысвечивания. . . Синтез .термолюминофора осуществляют путем прокаливания смеси исходных компонентов при в атмосфере окиси углерода. Пример 1.2,478г 5,9 мг 5тл(504)э ; 4,4 мг EuS; 1,8 мг Се2.(504.)э ; 270 «г 120 мг CaSQj; и 30 мг МдО смачивают в фарфоровой ступке дистиллированной водой, перемешивают, и полученную смесь сушат при в течении 2 ч. Затем добавляют 90 мг серы, смесь перетирают и переносят в кварцевую лодочку, которую помешают в ампулу для прокаливания, снабженную угольным затвором. Шихту прокаливают при в течение 30 мин. Полученный спек охлаждают, растирают, просеивают и порошок термолюминофора тaбJIётиpyют. Полученный термолюминофор состава СаСОз:5га(0,1%) , Ей .(0,12%) -Се (0,03%), имеет избирательность S 8:, где S - светосумма,-запасаемая BI низкотемпературном пике/ S - светосумма, .запасаемая в высхзкотемпературном пике, при возбуждении гамма-излучением. . Пример 2. Готовят шихту, содержащую 2,471 г СаСОэ/ 7,1 мг Sm4(504)}

310116664

5,4 мг EuS; 6,9 мг Tb.(SP4)s I Таким образом, приведенные даншлё 270мг CeFj-; 120 мг 30 мг МдОпоказывают, что предлагаелый термогаон 90 мг серы. Далее- шихту обрабатыва-минофор обладает повышенной избирают анёшогично примеру . i.тельностью в 1.5 раз большей, чем изПолученный так.им образом термолю- вестный люминофор на основе карбонаминофор имеет сослав: €аСО$:Sin(0,12%) кальцля, лри сохранении стабильной Ей (0,15%); ТЬ (0,1%) и обладает из-термолюьшнесценг ин и высокой чувствибиратедьнЬстью S .тельности.. П р и м е р 3..Аналогично примет

; ру 1 готовят тepмoлю шнoфop из шихты, Пов1;в1юнная избирательность термо;содержащей 2,461 г- СаССЦ, 8,8 мг 10высвечивания при высокой стабильноеSm-JSQj); 3,6.мг fuS; 17,0 мг Dy,:(S04)j1и термолюминесценцми, атакже внсо270 мг 120 MrCaSOi,; 30 Mr MgO и;Кая чувствительность к вйдююму свету

90 мг серы. ... дёдгиот предпагаемгй термолюминофор

у Полученный термоАюминофор имеетперспективным для применения в компороставt (0,15%), Eu(0,10%); 15зиционных детекторах, регистрирующих

,30%) избирательностьу равнуюизлучение в смешанных гамма-нейтрон5 г%«12«1.;швс полях.

) ТЕРМОЛЮМИНО«ЮР ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННОГО ДЕТЕКТОРА ИОНИЗИРУЮЩЕГО) ИЗЛУЧЕНИЯ на основе карбоната КЕШЬЦИЯ, содержащий самарий и европий, отличающийся тем, что, с целью повьпаения избирательности термовысвечивания при регистрации смешанных видов:излучения, он дополнитель:но содержит, лантаноий из группы, включающей церий, диспрозий и тербий, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0, Самарий 0,10-0,15 Европий Церий или диспрозий, 0,03-0,30 или тербий Карбонат Остальное кальция