Рабочее вещество для термолюминесцентного дозиметра рентгеновского излучения Советский патент 1980 года по МПК G01T1/11 

(54)РАБОЧЕЕ ВЕЩЕСТВО ДЛЯ ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ДОЗИМЕТРА РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

1

Изобретение относится к области дозиметрии мягкого и жесткого рентгеновского излучения и применимо при дозиметрии рентгеновского излучения от рентгеновских аппаратов, а также для дозиметрии космического рентгеновского излучения.

Известны рабочие вещества, пригодные для термостимулированной дозиметрии (ТЛД) на основе оксидов.

Рабочее вещество для ТЛД на основе кварца S i Оу, описано в 11 .

Основные пики термовысвечивания для S i Од расположены при температурах значительно ниже комнатной, а именно при температурах -80- -120 С Имеется интенсивный пик при л 80°С. Пики при-240 , которые могли бы представлять интерес для ТЛД, характеризуются слабой интенсивностью и не обеспечивают технической полезности.

Известно рабочее вещество для Т.ЛД на основе и f i G CrlZj.

Пики термовысвечивания (4-5 пиков) расположены в области 100-450 С наиболее интенсивный при 300-320°С, множество пиков снижает сохранение дозиметрической информации и повторЯ емость результатов.

Из неоксидных рабочих веществ ТЛД, нашедшее наиболее широкое применение на практике и используемое повсеместно как эталон,является рабочее вещество LfF, чувствительное к рентгеновскому излучению с 10-100 кэВ в диапазоне доз , описанное в монографии Ез1 . Кривая тер мовысвечивания LIF имеет несколько пиков:при 110, 200 и . Дпя дозиметрии применяется пик при 200 С. Спектр излучения имеет максимум при 400 нм. Нижний предел измеряемых доз 1-10 мрад. Верхний предел 10 рад.

5 Потеря информации 5% в год при комнатной температуре.

Однако рабочее вещество для ТЛД на основе L i F не обеспечивает высокой воспроизводимости результатов при изменении доз рентгеновского излучения, воспроизводимость составляет всего 20%. Низкая воспроизводимость объясняется, в частности, взаимодействием L i F с воздухом при нагревании, что вызывает появление дополнительных пиков, так что повторное применение возможно только после длительной термообработки (прогревание люминофора при в течение часа с

последукмцим отжигом в течение 20 часов при ) .

Из всех.известных рабочих веществ ТЛД на основе оксидов наиболее близким к изобретению по исполняемым функциям и составу является рабочее вещество на основе ВеО. Рабочее вещество для ТЛД на основе керамической ВеО описано в 4J . Пики термовысвечивания расположены в области 177220, 280°С. Рабочее вещество ТЛД на основе промышленной керамической ВеО имеет основной максимум при и дополнительный при 390°С. Чувствительность 71овквант , максимум спектра излучения им, область излучения 247-617 нм. Область регистрируемых энергий до 320 кэВ оптимальная область 28-130 кзВ. Пики тел расположены -177, -130, -86, -41, -140, 224 и , люминесценция в области 200-500 нм, максимумы при 255 и 295 нм. ВеО токсичен.

Однако рабочее вещество для ТЛД на основе ВеО обладает низкой воспроизводимрстью результатов, всего 4570%,

Целью изобретения является обеспечение воспроизводимости результато измерений, расширение диапазона измеряемых доз рентгеновского излучения, уменьшение стоимости синтеза и стоимости измерений.

Поставленная цель достигается тем что в известное вещество введены АЕаО% и SIO/J. при следующем соотношении ингредиентов (вес. : ВеО 13-15) .0a 17-21 SiOj 66-68. Предлагае1мое рабочее .вещество обладает одним пиком термовысвечивания с максимумом Свойства рабочего вещества для рентгеновского излучения

в области - 300-320®С и обеспечивает почти 100%-ную воспроизводимость результатов при скоростях нагрева 70 град/мин.

Пример. Рабочее вещество для термолюминесцентного дозиметра на основе берилла. Рабочее вещество используют в виде монокристаллов. Синтез рабочего вещества ведут раствор-расплавным методом с использованием в качестве флюса пятиокиси ванадия. Предварительно измельченную шихту в виде окислов насыпают в платиновые тигли, нагревают до температуры 1300®С и выдерживают при зтой температуре в течение 6 часов. После этого.ведут процесс линейного охлаждения/N-6 град/час. Удаление флюса производят с помощью азотной кислоты. В результате получают кристаллы размером 2x1x1 мм, близкие по стехиометрии к бериллу

0 . .

j Различные составы полученных монокристаллов рабочих веществ для ТЛД приведены в таблице, где указаны так. же позиции максимумов пиков термовысвечивания, максимум спектра излучения, диапазоны измерения доз и воспроизводимость результатов для предлагаеглого рабочего вещества ТЛД близка к 100% (в гфеделах точности измерений), в то время как у прототипа воспроизводимость результатов равна 45-70% и ниже, а у эталона LiF воспроизводимость результатов всего лишь 20%. Потери дозиметрической информаS ции (фрединг) для предлагаемого рабочего вещества ТЛД на основе берилла составляют 1% за 6 месяцев. термолюминесцентной дозиметрии на основе берилла

Дополнительным преимуществом пред лагаемого рабочего вещества для ТЛД на основе берилла в сравнении с ВеО является отсутствие токсичности. Предлагаемое рабочее вещество обеспечивает экономический эффект:стоимость исходных оксидов ВеО (13-15%), AtjOj (17-21%), Si Оа.(66-б8%) в предлагаемом веществе ниже, чем стоимость оксида ВеО (из-за токсичности) в несколько раз выше, чем стоимость А и SiO/j. Если датчик с ВеО пригоден обычно для .одноразового использования (из-за низкой повторяемости результатов ТЛД - измерения), то датчик с предлагаемым рабочим веществом . пригоден для многократного использования, что снижает его стоимость по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

Рабочее вещество для термолюьинесцентного дозиметра рентгеновского излучения, содержсццее ВеО, отличающееся тем, что, с целью обеспечения воспроизводимости результатов измерений и расширения диапазона измеряемых доз рентгеновского излучения, в него введены Ма. S i 0 при следующем соотношении ингредиен:гов,/вес.; ВеО 13-15, А1..0з17-21; SlOat 66-68.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Тейлор К. Н. Р., Шульгин Б.В.

и Хант Р.П. Неорганические материалы Т-9, 173, с. 470.

5

2.Govlnda, Phys stat Sol(а) 37, 109, 1976.

3.Шварц К. К. и др. Термолк шнисцентная дозимет{жя. Рига, Знание, 1968, с. 5.

4.Зацепин А. Ф. и др. №зические методы исследования твердого тела. Сборник, шлп. 2 УЙИ, Свердловск, 1977 1C. 73 (прототип).