ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ДОЗИМЕТР Советский патент 1968 года по МПК G01F3/00 G01F1/11 

Известны термолюминесцентные дозиметры тепловых и быстрых нейтронов, содержащие радиатор тяжелых заряженных частиц, возникающих в нем при облучении быстрыми нейтронами, термолюминофор, регистрирующий эти частицы, и электронагревательный элемент.

Для регистрации тепловых нейтронов в люминофор вводится борат лития, и запасание светосуммы при прохождении тепловых «ейтронов через люминофор происходит за счет альфа-частиц реакции Bio(n, d)Li.

Запасенная светосумма, регистрируемая при нагревании дозиметра, пропорциональна дозе нейтронного излучения.

Предлагаемый дозиметр предназначен для регистрации интегральных потоков нейтронов в присутствии гамма-излучения.

Предлагаемый термолюминесцентный дозиметр отличается от извечных тем, что, с целью повыщвния чувствительности дозиметра к дозам нейтронов и понижения порога регистрируемых доз, в нем использован термолюминофор с относительной чувствительностью к тяжелым и легким заряженным частицам не менее двадцати. Линейный размер объема, в -котором размещен термолюмпиофор, в направлении распространения заряженных частиц имеет величину порядка пробега тяжелых заряженных частиц и менее пробега

электронов. Термолюминофор и радиатор герметично изолированы от внешней среды. Термолюминюфор нанесен на электронагревательный элемент в виде слоя или диспергиро ван в радиаторе.

На фиг. 1, 2, 3 и 4 показаны различные варианты конструкций предлагаемого дозиметра.

На фиг. 1 иоказана конструкция дозимет-ра, в котором термолюмипофор / нагревается электронагревательным элементом 2.

В радиаторе 5 при облучении его быстрыми нейтронами возникают тяжелые заряженные частицы, регистрируемые термелюмпнофор ом 1.

Те рмолюминофор У, электронагревательный элемент 2 и радиатор 5 помещены в прозрачную для спектра люминесценции герметичную колбу 4.

Среда 5 является инертной по отношению ко всем конструктивным элементам доз: -метра.

Инертность среды означает, что свечение всех конструктивных материалов дозиметра при его нагреве значительно меньще, чем свечение термолюминофора /.

бета-частицам, обусловлеиным гамма-излучением.

В качестве радиатора 3 тяжелых заряженных частиц может быть использовано органическое стекло (радиатор протонов отдач-и), а в качестве термолюминофора / - сульфид цинка, активированный медью, никелем и кобальтом, или сульфид кальция, активированный висмутом.

Для повышения чувствительности дозиметра к потокам нейт|ронов по отношению к чувствительности к дозам гамма-квантов толщина слоя люминофора выбирается такой, чтобы она была значительно меньше пробегов бета-частиц, обусловленных гамма-излучением.

Это позволяет снизить требования к относительной чувствительности люминофора к тяжелым и легким заряженным частицам.

С целью создания необходимой чувствительности дозиметра к нейтронам с энергией менее 0,5 мэв, в качестве радиатора может быть использована комбинация твердого и газообразного веществ, причем газообразное вещество выбирается так, чтобы энерговыделение тяжелых заряженных частиц на один падающий иейтрон в ядерных реакциях на ядрах газа было выше, чем для использованного твердого вещества.

При этом поверхностная илотность газа выбирается приблизительно равной пробегу тяжелых заряженных частиц, образуюи ихся в газе.

На фиг. 2 цоказан дозиметр с термолю.минофором 1, в котором в качестве радиатора тяжелых заряженных частиц использован электронагревательный элемент 6.

Такая КО-нструкция позволяет более свободно варьировать давлением газо-радиатора для выравнивания «хода с жесткостью дозиметра к нейтронам в области энергий нейтронов менее 0,5 мэв.

В качестве радиатора-нагревателя может быть использована термостойкая смола с токо дроводящим наполнителем, например графитом.

На фиг. 3 показан вариант конструкции дозиметра с термолюминофором /, в котором используется комбинация радиатора-нагревателя 6 и внешнего радиатора 3, что позволяет повысить абсолютную чувствительность дозиметра к нейтронам приблизительно в два раза.

На фиг. 4 показана конструкция дозиметра, содержащего электронагревательный элемент 2, в которой -в качестве регистрирующего элемента использовано вещество 7, состоящее из водородсодержащей термостатной прозрачной основы и диспергированного в ней люминофора с повышенной чувствительностью к тяжелым заряженным частицам по сравнению с чувствительностью к бета-частицам. Так как относительная чувствительность вещества 7 практически ие изменяется в достаточно широких пределах концентрации люминофора, то применение данного вещества позволяет повысить чувствительность дозиметра приблизительно на порядок по сравнению с дозиметром, в котором при одинаковых геометрических размерах используется тонкий слой люминесцентного вещества.

В качестве водородсодержащего термостойкого прозрачного вещества можно использовать кремнийорганпческие и полистирольные термостатные по.иимеры.

Предмет изобретения

1.Термолю.минесцентный дозиметр быстрых нейтронов, содержащий радиатор тяжелых заряженных частиц, возникающих в нем при облучении быстрыми нейтронами, термолюминофор, регистрирующий эти частицы, и электронагревательный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности дозиметра к дозам нейтронов и понижения порога регистрируемых ;io3, в нем использован термолюминофор с относительной чувствительностью к тяжелым и легким заряженным частицам не менее двадцати, причем линейный размер объема, в котором размещен термолюминофор, в направлении распространения заряженных частиц имеет величину порядка пробега тяжелых заряженных частиц и менее пробега электронов, термолюминофор и радиатор герметично изолированы от внещ-ней среды.

2.Дозиметр по п. 1, отличающийся тем, что термолюминофор нанесен на электронагревательный элемент в виде слоя.

3.Дозиметр по п. 1, отличающийся тем, что термолюминофор диспергирован в радиаторе.

.. .., ., . А. л л л Л. .. ... 1. . -у. и

fus /

254

I I ; I

е