CN102433112B

CN102433112B - γ射线辐射变色溶液及其制备的辐射剂量计

Info

Publication number: CN102433112B
Application number: CN2011102666545A
Authority: CN
Inventors: 杨平华; 魏敏; 黎青
Original assignee: SAAS BIOTECHNOLOGY AND NUCLEAR TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Current assignee: SAAS BIOTECHNOLOGY AND NUCLEAR TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2031-09-09
Also published as: CN102433112A

Abstract

本发明属于辐射化学和核技术领域，公开了一种γ射线辐射变色溶液,各组分及其重量份数为：染料0.02-1份，光引发剂0-0.5份，抗氧剂0-0.5份，有机溶剂0-10份，其余溶剂为蒸馏水100份；本发明还提出一种由上述γ射线辐射变色溶液制备的辐射剂量计，其包括辐射变色装置和比色装置；本发明是一种适用于规模化工业辐照的γ射线辐射变色溶液及其制备的辐射剂量计，其结果判定及时、直观，可以现场指导生产以保证辐照质量；可被放在被照物的任何位置，乃至包装内部而不怕污染；对被照物无选择，甚至可以放在液态、膏状被照物中间；室温和室内光照条件下稳定；与被照物的等效性更接近；配方及制作简单，原料易得、成本低廉，精度适用于大规模辐照加工。

Description

γ射线辐射变色溶液及其制备的辐射剂量计

技术领域

本发明属于辐射化学和核技术领域。

背景技术

γ辐射处理与加工技术在工农业生产中的应用越来越广泛，应用包括食品、饲料、医药用品、化妆品、卫生用品等的辐照灭菌，高分子材料的辐照改性等方面。为了高效、准确地利用射线，辐射剂量的测定显得尤为重要，现有的剂量测定的标准和方法很多，有电离法、量热法、热释光法、化学法等，这些方法都需借助仪器（如电离室、分光光度计、红外光谱仪、电子自旋共振谱仪）测量，再经过计算得到辐射剂量，不直观；或者是测量剂量低、范围小，难以用来进行辐射加工过程的及时剂量监控。近年来，报道有一些新的剂量计和测定方法，如辐射变色膜等，这些方法都需要用仪器设备进行测定。中国专利申请《一种辐射变色膜剂量计的制备方法》，公开号：CN101299069A，该辐射变色膜剂量计由透明基材、辐射变色溶液涂覆吹干及保护层构成，成品为固体片状，剂量响应线性范围为5-200Gy，通过用分光光度计测定吸光度值判定辐射剂量，在放射医疗、科学实验和辐射工业中使用。该薄膜剂量计制作工艺复杂，需要将辐射变色溶液涂覆在透明基材上，对涂膜的均匀度、厚度要求高，在制作和储存过程中要求避光；涂膜后需要热风吹干；还需要加保护层；剂量计需借助仪器设备判定结果，费时，不直观；剂量响应线性范围低，适用于放射医疗和科学实验中，而辐照灭菌和辐照改性的剂量一般在1000 Gy以上。在几十年的辐照加工实践中，我们需要及时了解有关剂量的三个问题：①物品照没照；②照射剂量是否恰当；③剂量是否达到一定均匀度，而用已有的剂量测定方法却难以当场判断，及时解决问题以致于延误生产周期，造成人力物力的浪费。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种适用于规模化工业辐照的γ射线辐射变色溶液及其制备的辐射剂量计，其结果判定及时、直观，可以现场指导生产以保证辐照质量；可被放在被照物的任何位置，乃至包装内部而不怕污染；对被照物无选择，甚至可以放在液态、膏状被照物中间；室温和室内光照条件下稳定；与被照物的等效性更接近；配方及制作简单，原料易得、成本低廉，精度适用于大规模辐照加工。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种γ射线辐射变色溶液,各组分及其重量份数为：

染料0.02-1份，光引发剂0-0.5份，抗氧剂0-0.5份，有机溶剂0-10份，其余溶剂为蒸馏水100份；所述染料为：在溶液中由γ射线照射水分子产生的自由基作用下，会变色的染料；所述有机溶剂为：能溶解所述染料或光引发剂或抗氧剂且与水互溶的溶剂。

作为优选方式，所述染料选自直接耐晒蓝、碱性品绿、酸性黄、活性艳红、分散红、分散灰中的一种，或酸性黄和活性艳红的混合物，或分散灰和活性艳红的混合物。

作为优选方式，所述光引发剂为选自1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的一种。

作为优选方式，所述抗氧剂选自硫代硫酸钠、柠檬酸钠、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、丁基羟基茴香醚、四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的一种。

作为优选方式，所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、丙二醇中的一种或多种。

由前述任一γ射线辐射变色溶液制备的辐射剂量计，其包括辐射变色装置和比色装置；所述辐射变色装置包括不受γ射线辐射影响的透明密封容器，以及灌装于该容器内的前述γ射线辐射变色溶液；所述比色装置用以通过比较颜色的方式确定前述辐射变色装置吸收γ射线辐射剂量级范围，其为：经过对前述辐射变色装置用其他标准方法刻度后，记载有若干颜色变化与吸收γ射线辐射剂量间对应关系的装置。

作为优选方式，所述比色装置为辐照剂量阶梯比色板。

作为优选方式，所述辐射变色装置用重铬酸银剂量计或其他测量剂量的标准方法刻度。

作为优选方式，所述透明密封容器为管状物。

作为优选方式，所述透明密封容器由γ射线辐射不变色的塑料制成，如PU、PE、PET等。

本发明的有益效果：本发明原理是γ射线照射，使溶液中水分子产生大量自由基，自由基使染料变色，进而制成剂量计；光引发剂和抗氧剂的加入扩大了变色线性范围。本发明可以醒目、直观、简便地显示被照物的剂量级范围，当场解决上述三个问题。

1、本发明的γ射线辐射变色溶液及其制备的辐射剂量计，与现有技术相比，比对结果判断及时、直观、简便，不需借助仪器进行复杂测定就能反映出已照射和未照射，及已给辐照剂量的范围和均匀度，本发明与pH试纸的结果判定类似，辐照后与比色板对照即可判断剂量级范围，可判断1-20kGy辐照剂量范围内的辐照剂量级差，对于辐照加工过程进行及时监控很适用，方便、快捷；

3、原料易得，用量少，成本低，仅相当于现有薄膜剂量计的十到数十分之一；制作工艺简单，步骤少，不需特别设备，既可在实验室手工制作，又可大规模生产，适应性强，适用范围广；

4、在室温和室内光照条件下稳定；可被放在被照物的任何位置，乃至包装内部而不怕污染；对被照物无选择，甚至可以放在液态、膏状被照物中间；

5、因食品、药品、卫生用品、热缩制品等基本上是由C、N、H、O等低原子序数元素构成的物质，其质能吸收系数与水接近，而剂量计溶液中含量最多的成分为水，所以与被照物的等效性更接近；

6、用塑料管封装更易达到电子平衡。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

实施例1：

直接耐晒蓝0.1克，加入100mL蒸馏水中，完全溶解后制成辐射变色溶液，将该溶液灌入外径4mm、长30mm的透明PU管中，两端封口，以不漏液为宜。

在同一批制成的剂量计中，随机选取多支，用重铬酸银剂量计刻度，制成剂量为4 kGy、6 kGy、8 kGy、10 kGy的系列比色板。

管状剂量计加比色板，辐射变色剂量计就制作完成。

实施例2

碱性品绿0.5g溶解于50mL蒸馏水中为溶液A;柠檬酸钠0.3g溶解于50mL蒸馏水中为溶液B;溶液A和溶液B混合制成辐射变色溶液，将该溶液装入10mm×2mm×50mm的透明PET塑料管中，两端封口制成剂量计。

在同一批制作的剂量计中，随机选取多支，用重铬酸银剂量计刻度，制成剂量为5kGy、7kGy、9kGy、11kGy、13kGy、15kGy的系列比色板，这样，辐射变色剂量计制作完成。

实施例3

酸性黄1g溶解于100mL蒸馏水中为溶液A; 2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮0.2g溶解于5mL乙醇中为溶液B; 溶液A和溶液B混合制成辐射变色溶液，将该溶液装入外径8mm、长20mm的透明PU塑料管中，两端封口制成剂量计。

在同一批制作的剂量计中，随机选取多支，用重铬酸银剂量计刻度，制成剂量为1kGy、2kGy、3kGy、4kGy、5kGy、6kGy、7 kGy、8 kGy的系列比色板，辐射变色剂量计制作完成。

实施例4

活性艳红0.8g溶解于100mL蒸馏水中为溶液A; 丁基羟基茴香醚0.5g溶解于5mL丙二醇中为溶液B; 溶液A和溶液B混合制成辐射变色溶液，将该溶液装入5mm×4mm×40mm的透明PE塑料管中，两端封口制成剂量计。

在同一批制作的剂量计中，随机选取多支，用重铬酸银剂量计刻度，制成剂量为4kGy、4kGy、8kGy、10kGy、12kGy、14 kGy的系列比色板，辐射变色剂量计制作完成。

实施例5

分散红0.05g溶解于100mL蒸馏水中为溶液A; 2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮0.5g溶解于5mL乙醇中为溶液B; 溶液A和溶液B混合制成辐射变色溶液，将该溶液装入直径8mm、长40mm的透明PU塑料管中，两端封口制成剂量计。

在同一批制作的剂量计中，随机选取多支，用重铬酸银剂量计刻度，制成剂量为2kGy、4kGy、6kGy、8kGy、10kGy、12kGy、14kGy、16kGy的系列比色板，辐射变色剂量计制作完成。

实施例6

直接耐晒蓝0.5g溶解于100mL蒸馏水中为溶液A; 1-羟基-环己基-苯基甲酮0.1g和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.1g溶解于5mL乙醇中为溶液B; 溶液A和溶液B混合制成辐射变色溶液，将该溶液装入直径4mm、长50mm的透明PU塑料管中，两端封口制成剂量计。

在同一批制作的剂量计中，随机选取多支，用重铬酸银剂量计刻度，制成剂量为2kGy、4kGy、6kGy、8kGy、10kGy、12kGy、14kGy、16kGy、18kGy、20kGy的系列比色板，辐射变色剂量计制作完成。

实施例7

分散灰和活性艳红各0.25g溶解于100mL蒸馏水中为溶液A; 2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮0.05g溶解于10mL甲醇中为溶液B; 溶液A和溶液B混合制成辐射变色溶液，将该溶液装入直径6mm、长20mm的透明PE塑料管中，两端封口制成剂量计。

在同一批制作的剂量计中，随机选取多支，用重铬酸银剂量计刻度，制成剂量为1kGy、3kGy、5kGy、7kGy、9kGy的系列比色板，辐射变色剂量计制作完成。

实施例8

酸性黄和活性艳红各0.3g溶解于100mL蒸馏水中为溶液A; 四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯0.02g溶解于10mL乙醇中为溶液B; 溶液A和溶液B混合制成辐射变色溶液，将该溶液装入6mm×8mm×50mm的透明PET塑料管中，两端封口制成剂量计。

在同一批制作的剂量计中，随机选取多支，用重铬酸银剂量计刻度，制成剂量为5kGy、7kGy、9kGy、11kGy、13kGy、15kGy的系列比色板，辐射变色剂量计制作完成。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种辐射剂量计，其特征在于：

其包括辐射变色装置和比色装置；

所述辐射变色装置包括不受γ射线辐射影响的透明密封容器，以及灌装于该容器内的γ射线辐射变色溶液；

所述比色装置用以通过比较颜色的方式确定前述辐射变色装置吸收γ射线辐射剂量级范围，其为：经过对前述辐射变色装置用其他标准方法刻度后，记载有若干颜色变化与吸收γ射线辐射剂量间对应关系的装置；

所述γ射线辐射变色溶液,其各组分及其重量份数为：

染料0.02-1份，光引发剂0-0.5份，抗氧剂0-0.5份，有机溶剂0-10份，其余溶剂为蒸馏水100份；

所述有机溶剂为：能溶解所述染料或光引发剂或抗氧剂且与水互溶的溶剂；

所述染料选自直接耐晒蓝、碱性品绿、酸性黄、活性艳红、分散红、分散灰中的一种，或酸性黄和活性艳红的混合物，或分散灰和活性艳红的混合物。

2.如权利要求1所述的辐射剂量计，其特征在于：所述光引发剂为选自1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的一种。

3.如权利要求1所述的辐射剂量计，其特征在于：所述抗氧剂选自硫代硫酸钠、柠檬酸钠、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、丁基羟基茴香醚、四(β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯中的一种。

4.如权利要求1所述的辐射剂量计，其特征在于：所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、丙二醇中的一种或多种。

5.如权利要求1-4中任一权利要求中所述的辐射剂量计，其特征在于：所述比色装置为辐照剂量阶梯比色板。

6.如权利要求1-4中任一权利要求中所述的辐射剂量计，其特征在于：所述辐射变色装置用重铬酸银剂量计刻度。

7.如权利要求1-4中任一权利要求中所述的辐射剂量计，其特征在于：所述透明密封容器为管状物。

8.如权利要求1-4中任一权利要求中所述的辐射剂量计，其特征在于：所述透明密封容器由γ射线辐射不变色的塑料制成。