Способ определения поглощенной дозы ионизирующего излучения Советский патент 1982 года по МПК G01T1/10 

во время растворения и по сравнению с калибровочной кривой судят о поглощенной дозе ионизирующего излучения.

Применение фтористого лития в качестве хемилюМИнесцентного дозиметра основано на широком его использовании в качестве люминесцентных дозиметров. Кристаллы фтористого лития доступны и выращиваются определенной степени чистоты. Радиационные дефекты, образующиеся во фтористом литии при облучении, и люминесцентные свойства кристаллов хорошо изучены. Применение в качестве растворителя 17,5 М серной кислоты обосновано тем, что квантовый выход наблюдаемой во время растворения в ней облученного фтористого лнтия хемилюминесценции на несколько порядков больше, чем при растворении в других растворителях, т. е. имеется большая по сравнению с другими растворителями чувстВ|Ительность к радиационным дефектам и, следовательно, к поглощенной дозе ионизирующего излучения. Серная кислота является также легкодоступным и дешевым растворителем.

Растворение облученного фтористого лития проводится методом вращающегося диска, т. е. в контролируемых гидродинамических условиях перемешивания жидкости, что позволяет получить хорошую воепроизводимость измерений хемилюминесценции и значительно снижает ошибку определения поглощенной дозы.

Пример. Проводится определение поглощенной дозы облученного монокристалла фтористого лития. Диски монокристалла фтористого лития диаметром 1 см и массой 0,2-0,25 г облучают на установке РХМ-20 с известной градацией поля мощностей гамма-излучения Со (по химическому ферросульфатному дозиметру с точностью +5%). Кристаллы поочередно прикрепляют к вращаемому держателю и погрул ают в сосуд с 17,5 М серной кислотой и растворяют при вращении со скоростью 200 об/мин. Возникающую во время растворения хемилюминесценцию регистрируют при помоЩИ ФЭУ-39. Измерение интенсивности хемилюминесценции для определения дозы проводится спустя 5 мин с начала растворения, когда достигнут стационарный режим растворения (допускается измерение и при меньЩИх временах растворения, но тогда ухудшается повторяемость измерений, что связано с колебаниями интенсивности из-за нестационарного растворения). Проведение измерений при времени более 5 мин с начала растворения улучшает воспроизводимость, но увеличивает общую длительность определения дозы. В качестве регистрирующего устройства используется частотомер электронносчетный 43-33. Время измерения интенсивности хемилюмииесценции 1 с (время одного измерения).

На чертеже изображен калибровочный график интенсивности хемилюминесценции (ири 5 мин с начала растворения) по полученным интенсивностям хемилюминесценции при разных дозах в зависимости от поглощениой дозы гамма-излучения. Облучают диск монокристалла фтористого лития (диаметр 1 см) дозой 30 Мрад (по ферросульфатному дозиметру), измеряют интенсивность хемилюминесценции при времени 5 мин с начала растворения в 17,5 М серной кислоте. Полученную интенсивность хемилюМИнесценции (Q 850) сравнивают с калибровочной кривой и определяют поглощенную дозу излучения. Онределенная доза 32 Мрад, известная доза (по ферросульфатному дозиметру) 30+2,7, ошибка определения 5%.

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с прототипом уменьшение ошибки определения поглощенной дозы облучения. Ошибка определения логарифма дозы при использовании предлагаемого способа +0,2, ошибка при использовании прототипа ±1.

Для о-беспечения малой ошибки определения дозы и хорошей воспроизводимости измерений необходимо соблюдать следующие требования: кристаллы, применяемые для определения дозы, должны иметь ту же степень чистоты, что и иснользованные для построения калибровочного графика; должно проводиться растворение дисков одинаковых диаметров с одинаковыми скоростями вращения и временем с начала растворения пря измерении интенсивности хемилюминесценции. Предлагаемый способ позволяет применить как монокристаллы марки X. ч. и более чистые, так и легированные примесными ионами. Возможно использование также сплавов фтористого лития. Примеси, имеющиеся в используемых производственных серных кислотах марки ч, X. ч. и о. с. ч. на измерения хелшлюминесценции не оказывают существенного влияния.

Для измерения хемилюминесценции, наблюдаемой во время растворения облучеиного фтористого лития, применимы обычные используемые для измерения люминесценции установки.

Предлагаемый способ является единственным из способов определения дозы ионизирующего излучения при растворении твердых тел, обеспечивающий многократное использование одного кристалла (детектора) для измерения. Это возможно изза того, что во время измерения хемилюминесценции (5 мин) растворяется только небольшая часть кристалла, а способ вращающегося диска, используемый для растворения, обеспечивает сохранность гладкой и неизменной поверхности диска, так как при растворении этим способом окорость растворения одинаковая по всей поверхности диска. ПрИменпмость в предлагаемом способе легированных кристаллов фтористого лития дает возможность использовать для растворения детекторы, используемые в термолюминесцентной дозиметрии, на основе фтористого лития. Это позволяет на одних и тех же детекторах определить поглощенную дозу совместно как предлагаемым способом, так и термолюминеспептиой дозиметрией. Для упропдеипя способа можио проводить растворепие в условиях естествениой конвекции. В этом случае сохраняются все преимущества предлагаемого способа, крОМе обусловлепиых применением метода вращающегося диска. Формула изобретения Сиособ определения поглощенной зоны ионизирующего излучения, основанный на 6 регистрации хемилюминесценции, возникающей при растворении твердых веществ, отличающийся тем, что, с целью повышенпя чзвствительности измерения, в качестве растворяемого твердого вещества используют фтористый литий, а в качестве растворителя - серную кпслоту. Источники информации, принятые во Бпиманпе при экспертизе 1.Франк М. Твердотельная дозиметрия ионизирующего излучения. М., 1973, с. 5. 2.Черток, Ф. М. Михальченко Г. А. Изв. АН СССР, сер. Физ. т. XXXV, № 7, 1971, с. 1410-1413. 3.Юнусов М. и лр. Дозиметрия и радиащюнные процессы в дозиметрических системах. Ташкент, 1972, с. 138 (прототии).

10

10