Полимерная композиция для дозиметра Советский патент 1990 года по МПК C08L33/12 G01T1/04 

Изобретение относится к области химической дозиметрии ионизующего излучения р диапазоне доз 10 10 рад, а именно к полимерным композициям для дозиметра, и может найти применение для измерения фаз поглощенных доз при радиационной стерилизации медицинских изделий, в радиобиологии, в пищевой промышленности, ; в сельском хозяйстве, при дозг метрии.

Известны полимерные композиции на основе хлорсодержащих углеводородных полимеров, включающие чувствительные к кислоте красители. При

действии радиации композиция в зависимости от дозы оценку в широких пределах и б связи с этим ис пользуется для изготовления дозиметров

Однако использования в качестве полимерной матрицы хлорсодержащих углеводородов дозиметрическая система не обладает радиационным подобием биологическим и химическим средствам, для которых необходимо проводить дозиметрию или в которых излучают радиационно-химические процессы. ,

В связи с этим при использовании таких дозиметрических систем возникет необходимость в доцолиительных пересчетах, которые затрудняют процесс дозиметрий.

Известна также композиция для дозиметра, содержащая углеводородный полимер-полйметилметакрилат и радиационно-чувствительную добавку

Л. .

Недостатком э.тих дозиметров является отсутствие возможности визуального определения поглощенных доз из-за неконкретного цветового перехода под действием ионизирующего излучения.

С целью Jloвьшeния точности опре. деления поглощенной .дозы полимерная композиция содержит в качестве радиационногчувствительной добавки N-замещенньш 2-аминофеназин общей формулы

К(ВД

де R - водород, алкил, алкокси-, галоид-, нитро- или сульфогруппа;

N(R) - диалкиламин, например диме тиламин, диэтиламин, или циклоалкиламин, например пиперидин, морфолин,пирро лидин;

R - H(R)j,;

..- водород или R совместно с R - ароматический или гетероароматический цикл, сопряженный по стороне а р феназиновым циклом формулы

где X СН или N;

R - алкил, арил,.оксигруппа, диалкиламин, например диметиламин, или циклоалкиламин, например пиперидин, морфолин, пирролидин;

R - водород, алкил, алкокси, алкиламин, диалкиламин, ариламин

5 или группы СООН, СООАлк; и взятый в количестве 0,05 3 вес.% от веса композиции соответственно, количество полимера 97,00 - 99,95 вес.%. В качестве по0лимерной матрицы используют полимеры, например полиметилметакрилат, триацетат целлюлозы, сополимер метилметакрилата. со стиролом и акрилонитрилом.

5

При облучении предлагаемых дозиметров с уэеличением поглощенной дозы происходит уменьшение максимума цолосы поглощения в диапазоне длин волн 420-450 нм и увеличение макси0мума ионизируемой излучением полосы поглощения в диапазоне длин волн 510-540 нм. Поглощенную дозу измеряют фотометрическим методом по изменению оптической плотности пленок

5 на двухуказанных длинах волн.Уменьщение при облучении полосы поглощения в области 420-450 нм с одновременным появлением полосы поглощения на длине волны 510-540 нм, максиму0мы которых разнесены на - юо нм, приводит к контрастному цветовому переходу от желтого к красному, что позволяет использовать предлагаемые дозиметры одновременно в, качестве

5 цветовых .индикаторов доз для проведения экспресс-информационной визуальной дозиметрии,,. . I

Предлагаемые композиции радиацион но подобно большинству биологических

0 и химических систем,, что позволяет использовать их в качестве модель- , ной среды для нахождения распределения поглощенных доз в указанных системах, .

5 . Изготовленные дозиметрические плен кй отличаются высокой стабильнВстью к действию повьппенной температуры и рассеянному дневному свету.

55

Нагревание необлученных образцов

It

пленок до 50 С в течение 15 суток не вызывает заметного изменения их спектров поглощения и дозиметрических характеристик. Пребывание дозиметрических пленок на -рассеянном дневном свету при освещении 500 лк в течение 24 ч также не вызывает заметных изменений их спектральных и дози метрических характеристик.

Качество пленочных дозиметров не ухудшается при хранении в течение

1года. 3 пределах погрешности измерения спектрофотометра начальная оптическая плотность за указанное вре.мя не изменяется.

Пример.1. В6,5мл хлористог метилена растворяют 1,5 г сополимера метилметакрилата со стиролом и акрилонитрилом МСН и добавляют 0,015 г 3-метил-5--пиперидинопириДо Гз,2-а феназина, растворенного в

2мл хлористого метилена.. Смесь перемешивают до получения однородной

массы, из которой готовят пленку на стеклянной подложке методом полива с помощью ножа с зазором 0,5 мм. Пленку сушат на подложке в горизонтальном положении при комнатной температуре под стеклянным колпаком в течение 1 суток, затем 3-4 ч при . Толишна пленки, снятой с подложки, л- 50 мкм. При облучении пленок гамма-излучением Со ° мощностью 0,8 1 рад/ч происходят следующие .цветовые переходы: О Мрад-оранжевый, 2 Мрад-оранжево-красный, 4 Мрад-красньй, 8 Мрад-красный. При увеличении дозы от О до 12 Мрад оптическая плотность дозиметра на длине волны 450 ни уменьшается на 1,1, а на длине волны 540 нм оптическая плотность увеличилась на 0,7.

При мер 2. Вб,0мл хлористого метилена растворяют 2,0 г полиметилметакрилат марки Л-1, прибавляют раствор 0,02 г 1-метокси-3-(1)енил5-пиперидинопиримидо 5, А-а Леназина в 2 мл хлористого метилена. Из омеси поливают пленку по способу,опис4нному в примере 1, Толщина пленки, снятой с подложки, 45 мкм. Изменение цветовой окраски дозиметра от дозы гамма-излучения-следующее: О Мрад-жеятый, 2 Мрад-оранжевый, 3 Мрад-красный, 5 Мрад-темно-красный. При увеличении дозы, от О до 7 Мрад оптическая плотность на длине волны

6

450 нм уменьшается на 0,7, а на длине, волны 540 нм упеличивается на

1,1.

Пример 3. Из 0,004 г 5-пиперидинобензо(Ьеназина, 1,5 г полиметилметакрилаха и 7 мл метилеихлорида готовят раствор и поливают из него пленку по способу, описанному в примере. 1. Толщина пленки, снятой с подложки, 50 мкм. Изменение цветовой окраски дозиметра от дозы гам а-иалучения следующее: 0-желтый, 1 Мрад-орлнжевый, 2 Мрад-красньй, 5 Мрад-темно-красный. При увеличении дозы от О до 3 Мрад оптическая плотность дозиметра на длине волны 425 нм уменьшается на 0,55, а на длине волны 510 нм оптическая плотность увеличилась на 0,75.

Пример 4.. Из 5-пиперидино9-метоксибеизо а феназина и полиме- тилметакрилата готоьят пленку по способу, описанному в примере 2. Толшиной. 45 мкм. Изменение цветовой окрас«и дозиметра от дозы гамма-излучения следующее: 0-жёлтый, 2 Мрад-оранжевый, 5 Мрад-красный. При увеличении дозы от О до 5 Мрад оптическая плотность на длине волны 440 нм уменьшается на 0,65, а на длине волны 520 нм оптическая плотность увеличивается на 0,6.

П р и м е р 5. Из 0,01 г 2,3-ди- , пиперидинофеназина, 1 г триацетата целлюлозы и 6 мл метиленхлорида готовят раствор и поливают из него пленку по способу, описанному в примере 1. Толщина пленки, снятой с подложки, 30 мкм. Изменение цветовой окраски дозиметра от дозы гам-, ма-излучения следующее: 0-желтый, 4. Мрад-оранжевый, 14 Мрад-красный. При увеличении дозы от О до 10 Мрад оптическая плотность-на длине волны 440 нм уменьшилась на 0,6, а на длине волны 510 нм увеличилась на 0,3.

Цветовой пленочный химический дозиметр, в котором в качестве радиа- „ ционно-чувствительной компоненты исполь:эуются- Ы-замещенные 2-аминофеназины, обладает высоким радиационным подобием для многих биологических и углеводородныххимических систем, имеет контрастный цветовой переход от желтого до красного .с ростом пог лощенной дозы, что позволяет испольЗовать его для визуальной экспрессдозиметрии, а также для определения

.75673168

пространственного и rjyydHHHoro расп-(до ) и к действию рассеянного

ределения интенсивности ионизирующе-дневного света (до 24 ч при освещенго-излучения и поглощенных доз. Да- ности 500 лк). Он не 4еняет свои хазиметр обладает высокой стабильностьюрактеристики при хранении в течение

к действию повышенной температурь 1 года.

ПОЛШ-ЙЕРНАЯ КОШОЗИЩ1Я ДЛЯ ДОЗИМЕТРА,.содержащая углеводородньй полимер и радиационно-чувствительную добавку, отличающая с я тем, что, с целью 'повышения точности определения поглощенной дозы,она содержит в качестве радиационно-чувст-; у- вительной добавки Н-замещеннЬ1Й 2- аминофеназин общей формулыгде R' ~. водород, алкил, алкокси-, галоид-, нитро- или суль- фогруппа; N(R).2^ - диалкиламин' или циклоалкил-амин;Е^ = N(R)i;R3 - водород или R^ совместно с R^ - ароматический или гетероциклический цикл, сопряженный по стороне "а" с феназииовым ци.клом формулы 5' •NCR);R5- _где X = СИ или N;R* - алкил, арил, оксигруппа,диалкиламин или цикЛоалкил- амин;водород, алкил, алкокси,алкиламин, диалкиламин,• ариламин или группы СООН,СООАлк;при следующем соотношении компонентов, вес.%: . . IУглеводородный полимер 97-99,95 .Н-замещеиный 2-амино- феназин0,05-3,00<о.(ЛсО1О5 ^СОО5