Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Детектор ионизирующего излучения, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде ионного кристалла, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, точности, упрощения определения дозиметрической информации и повышения надежности ее длительного сохранения, в качестве чувствительного элемента использован кальцит, активированный свинцом с содержанием последнего 0,1-1 вес,%.

Текст

Смотреть все

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАНионизирующих излучений, а именно рентгеновского, М-излучений, и может быть использовано во многих областях прикладной дозиметрии в индивидуальных термолюминесцентных или цветовых дозиметрахИзвестны детекторы ионизирующего излучения,основанные на различных принципах - ионизационнь 1 е, сцинтилляционные, полупроводниковые и др. (1).Наиболее близким к изобретению является детектор ионизирующего излучения, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде ионного кристалла (2). К таким детекторам относятся твердотельные термолюминесцентные детекторы на основе ЫЕ, МО ,СаО 4, СаР 2 др., а также на основе люминесцентных стекол.В термолюминесцентных установках чаще всего применяется детектор на основе 1.113 , который имеет кривую термовысвечивания с тремя пиками, а спектр испускания расположен в видимой части спектра. Нижний предел измеряемых доз - 10 Мрад,а верхний - 1.105 рад. Воспроизводимость измерений составляет 120. Для практической дозиметрии применяют порошкообразный ЫР с использованием активаторов европия, самария, марганца. Из трех пиков на кривой термовысвечивания (180, 2230, и 300 С) запасенной энергии облучения соответствует только пик при 180 С, а другие пики- 2300 и 300 являются мешающими, они обусловлены трибо- и хемилюминесЦенЦией. При большой скорости нагрева эти пикиперекрываются, что затрудняет расчет поглощенной дозы ионизирующего излучения. При использовании 1.11 как детектора порошок прессуется вместе с тефлоном и повторно применяется только после термообработки.При производстве подобных детекторов для термолюминесцентной дозиметрии требуется очень чистое исходное сырье и строгое выдерживание технологического режима обработки и чистки исходного сырья, атмосферы, выбор оптимальных способов введения активаторов. Поэтому исследователи много работают над усовершенствованием технологии промышленного производства твердотельных детекторов,определением оптимального состава и способов их синтеза.Недостатки указанных детекторов - трудоемкая технология изготовления детекторов,необходимость применения детектора в специальной упаковке для избежания потери дозиметрической информации. Кроме того, с целью исключения механических воздействий приводящих к появлению ложного сигнала триболюминесценции, а также хемилюминес НЦН) (о) 21 (61)ценции вследствие ВЗЗИМОДСЙСТВИЯ С ВОЗДУХОМ,ИСПОЛЬЗУЮТ герметические УПЗКОВКИ ИЛИДля повторного применения индикатора необходима специальная предварительная термическая обработка и высвечивание в инертной атмосфере. Существующие индикаторы имеют несколько пиков на кривой термовысвечивания. Степень разрещаемости, в такое положение этих пиков, в свою очередь, зависят от величины запасенной энергии и скорости нагрева детектора. Естественно, все это усложняет вычисление количества поглощенной дозы радиации используемым детектором.Целью изобретения является повышение чувствительности, точности, упрощение определения дозиметрической информации и повышение надежности ее длительного сохранения.Поставленная цель достигается тем, что в детекторе ионизирующего излучения, содержащем чувствительный элемент, выполненный в виде ионного кристалла, в качестве чувствительного элемента использован кальций, активированный свинцом с содержанием последнего 0,1-1 вес .Следует отметить, что до сих пор люминофор на основе СаСОЗ как детектор ионизирующего излучения никем и нигде не применялся, хотя люминесцентные свойства кальцита известны.Предлагаемый детектор кальцит - широко распространенный минерал. Его оптическая разновидность - исландский шпат(прозрачнь 1 й монокристалл), применяется в оптической промышленности. В настоящее время кристаллы кальцита выращивают искусственно. В качестве примесей обычно в нем содержатся элементы. Мн,М, Ее, РЬ, Си и др. Обычно кривая термического высвечивания его имеет от трех до пяти пиков в зависимости от концентрации и природы микродефектов (фиг.1 а).Установлено, что кристалл кальцита, содержащий свинец от 0,1 до 1 вес. в качестве активатора, имеет один единственный, четко выраженный пик на кривой термовысвечивания при температуре 140 С (фиг. 1 б). Среди различных образцов кальцита именно СаСОЗ - РЬ может быть использован в качестве детектора ионизирующего излучения. При этом содержание свинца должно быть ограничено именно в пределах 0,1-1. Если концентрация свинца меньше, то радиационная чувствительность кристалла СаСОЗ - РЬ недостаточна для регистрации малых доз, а при больших концентрациях происходит сильное искажение в его энергетической структуре.СаСОЗ - РЬ (0,1-1) можно применять измерения рентгеновского и у - излучения в широком диапазоне энергий от 5.103 до 1.10 рад с достаточно большой точностью для малых доз и длительном сохранением информации (в течение 5 и более лет).Спектр излучения термолюминесценции СаСОЗ- РЬ имеет максимум при 340 нм(фиг.2). Кристалл СаСОЗ - РЬ, подвергнутый воздействию рентгеновского и ъ -излучения, можно поместить в термолюминесцентную установку, где световые сигналы регистрируются фотоумножителем с максимальной чувствительностью в близкой ультрафиолетовой области, например ФЭУ-36. На фиг. 3 приведена дозная зависимость интенсивности пика термолюминесценции с использованием индикатора СаСОЗ - РЬ (фиг.1 а) в сравнении с ЫЕ ТЛД - 100 (фиг.2 б). Как видно,кривая для СаСОЗ - РЬ значительно положе, чем для ЫЕ, следовательно, точность изменения больше. Если в качестве детектора использовать прозрачную разновидность СаСоз - РЬ (исландский шпат), то его можно использовать еще и как цветовой индикатор путем спектрофотометрического контроля за изменением плотности дополнительного поглощения, вызванного ионизирующим излучением, в диапазоне 600 нм. С увеличением дозы радиации кристалл,первоначально бесцветный, приобретает окраску,переходящую от бледно-розовой в пурпурнокрасную, что легко заметить визуально или измерить оптическую плотность поглощения при 485 нм, 330 нм или 280 нм на спектрофотометре СФ-16. При нагреве детектора до 300 С все эти полосы поглощения отжигаются и одновременно исчезает видимая окраска. Все это сопровождается термовысвечиванием запасенной светосуммы. Оба эти метода дополняют друг друга. На фиг. 4приведены кривые дозной зависимости коэффициента поглощения при длинах волн 486 нм, 330 нм,280 нм для СаСОЗ - РЬ.характеристики для ЫЕ и СаСОЗ - РЬ.Предлагаемый детектор отличается наличием только одного пика на кривой термовысвечивания(при 140 С), что связано с отсутствием мелких ловушек, ответственных за потери дозиметрических информаций. Поэтому он удобен при определении длительных воздействий малых доз. Такой детектор при температуре до 50 С и отсутствии воздействия прямого солнечного света может сохранять дозиметрическую информацию в течение 5 и более лет. Кроме того, наличие только одного пика на кривой термовысвечивания позволяет принимать оба известных метода вычисления дозы радиации интегральный - по измерению площади под жнивой термолюминесценции и пиковый - путем измерения интенсивности пика.Пик термовысвечивания появляется при такой температуре(140 С), когда тепловой фон нагревательной системы ничтожен и не перекрывается с измеряемым сигналом. Полоса испускания термолюминесценции СаСОЗ - РЬ расположена в ультрафиолетовой области (340 нм), 711ЧТО ТЗКЖС обеспечивает НЗДЗЖНОВ ОТДВЛСНИВ спектра ТВРМОВЫСВСЧИВЗНИЯ ОТ ИЗЛУЧСНИЯ нагревательной СИСТСМЬЪПрозрачную разновидность этого детектора можно использовать еще и как цветовой дозиметр дополняющий термолюминесцентную информацию. Детектор СаСОЭ - РЬ можно применять многократно без предварительной обработки. Он влагоустойчив, не взаимодействует с окружающей атмосферой, что исключает появление ложных пиков на кривой термовысвечивания.Детектор ионизирующего излучения, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде ионного кристалла, отличающийся тем, что, с Целью повыщения чувствительности, точности,упрощения определения дозиметрической информации и повышения надежности ее длительного сохранения, в качестве чувствительного элемента использован кальцит,активированный свинцом с содержанием последнего О,1-1 вес,.

МПК / Метки

МПК: G01T 1/11

Метки: детектор, излучения, ионизирующего

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/5-711-detektor-ioniziruyushhego-izlucheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Детектор ионизирующего излучения</a>

Похожие патенты