CS195476B1

CS195476B1 - Radiofotofermoluminiscenčni sklo

Info

Publication number: CS195476B1
Application number: CS305177A
Authority: CS
Inventors: Jiri Kocik; Antonin Bohun
Original assignee: Jiri Kocik; Antonin Bohun
Priority date: 1977-05-10
Filing date: 1977-05-10
Publication date: 1980-02-29

Description

Vynález oe týká skla pro dozimetríi záření, které sdružuje přednosti dosimctrického skla založeného na jevu radiofotoluminiscence a skla založeného na jevu termoluminiscence.

Dozinietríe, tj. kvantitativní měření dávek záření, představuje velmi důležitý obor radiologické fyziky a je středem zájmu vědeckovýzkumných pracovníků. Správná dozimetrická kontrola představuje základní podmínku pro rozvoj mírového využití atomové energie, která proniká do nej různějších oborů vědy a techniky. Proto jsou intenzívně hledány nové dozimetrické materiály, které mají umožnit spolehlivé, kvantitativní měření ionizačního záření v širokém rozsahu dávek.

To je nezbytný předpoklad pro individuální kontrolu pracovníků, přicházejících do styku s pronikavým zářením.

Pro dozimetrií se vedle krystalických materiálů stále častěji používá dozimetrů šik 1 sněných. Použití, skla, jehož význam mezi pevnými látkami, které jsou vhodná pro dozimetrii dávek záření, pronikavě vzrůstá, je založeno na jednom ze tří jevu, ti. r ad i oko··· loraci, radíofotolumíniscenci nebo termolum i n i s c e n c. i .

I.I rádiokolorace dochází interakcí skla se zářením v důsledku, tvorby barevných center ke. změnu .jeho spektrálních vlastností. Měření dávek záření se prování z hodnoceni změn optická hustoty pro vlnové, délky absorpčních pásů příslušných barevným centrům.

U termoluminiscenca a radiofotoluminiscence dochází interakcí okla a záření k změně latentní. Dávka záření se stanoví na základě měření, emise záření /luminiscence/, ke která dochází při návratu lokalizovaných nebo excitovaných elektronů č·'? původního stavu. Tento návrat je vyvolán bučí přívodem světelné /fotoluminiscsnce/, nebo tepelné energie / fc ermo luinin i s cenc e/. Zatímco radiokolorace skla se využívá pro měření velkých dávek záření nad 10 J.kg~‘, jsou jak rádiof otoluminiscenční , tak termolv.miniscénČní skla vhodná pro osobni do?imetrii, kde jde o dávky záření 10“4 až 10 J.kg'’\

Radiofotoluminiscenční skleněné dozimetry jsou zpravidla založeny na metafosforeČných sklech aktivovaných stříbrem, která jsou citlivá k ozáření paprsky X, beta. g aram a i k tepelným neutronům. Sekundární fluorescence po buzení těchto ozářených skel má maximum při 620.n.m a jde tedy o emisi oranžového záření.. Skleněné radiofctoluminiscenční dozimetry jsou běžně vyráběny a jejich zásadní výhodou je vhodnost pro měření, kumulativních dávek; latentui změna způsobená interakcí skla se zářením se pří měřeni dávky záření nevymazává.

Pokud jde o termoluminiscenční dozimct·rická skla, výhodných vlastností bylo dosaženo především u iilinitof ocíoreČných skel aktivovaných mangerem Mn . Tato skla jsou vyráběna např. v SSSR. a už v roce 1963 jích bylo použito pro osobní dozimetry kosmonautů.· Měřící rozisak je uváděn. /..V}“⁴ až 2.10^ J.kg'’, přičemž pro dávky větší než 10 J.kgl se místo termoluminíseance využívá jevu radiokolorace. Při zahříváni ozářené. b o rad i ·) r. errac lum inis cen čn ího skla dochází k emisi záření, jehož registrací se získá termolumiuí scenerií křivka. Plocha vymezená tεrmo1umiňiscenční křivkou a osou souřadnic í 95476 je mírou dávky záření. Při dobré vyvinuté křivces jedním maximem lze jejího maxima užít i pro kvantitativní hodnocení dávky záření. Na rozdíl od radi.of otoluminiscenčních skel jsou termoluminíscenění skla vhodná pouze pro jednorázové vyhodnocení, dávky záření.

Sklo podle vynálezu umožňuje využít pro měření dávek záření jak jevu radiofotoluminiscence, tak jevu termoluminiscence a případně také při velkých dávkách záření i radiokolorace.

Předmětem vynálezu je radiof ototermolumi”. niscenční sklo na základě lithnohlinitého metafosfo řečného skla, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje ve hmotnostních Z, az 82 kysličníku fosforečného Ρ2θ5» 6 až 14 kysličníku hlinit-ého AI2O3, 4 až 10 kysličníku líthnébo L i 2 θ s» 0,5 až 6 kysličníku stříbrného Ag20 a dále příměs nejméně jednoho kysličníku v uvedeném množství ze skupiny zahrnující kysličník manganatý MnO 0,1 až 0,5, kysličník ceričítý Ce02 0,05 až 1, kysličník tuěňný Cu20 0,05 až 0,5, kysličník chromítý 01*203 0,1 až 1 , kysličník cíničitý Sn02 5 až 10, kysličník thalný TI2O 0,1 až 1, kysličník uranový UO3 0,1 až 1, kysličník neodyraitý Nd2C>3 0,05 až 1 , kysličník samaritý S1112O3 0,01 až 0,5.

Kysličník stříbrný Ag20 slouží ve skle k aktivaci radiofo to luminiscence, zatímco kysličníky zahrnuté ve skupině příměsí mají funkci aktivátorů teriuoluminiscence a případně sensibi 1átorů. Radiofototermoluminíscenční sklo podle vynálezu umožňuje měření dávek záření v rozmezí 104 _ag 50 J.kg“^ a jeho r ad ioko lor ac.e lze přitom využít pro hodnocení velkých dávek záření v rozmezí 10² až IQ* J.kg“¹.

Zásadní předností skla podle vynálezu je možnost měření dávky záření použitím dvou principiálně odlišných a na sobě nezávislých metod. Tím dochází k zpřesnění hodnocení dávky záření a k zvýšení objektivnosti měření, zejména s přihlédnutím k fadingu, Odpadá nutnost výroby dvou různých druhů skleněných dozímetrů a hodnocení dávky záření mohou na témže dozímetrickém elementu provádět jak pracoviště vybavená pro měření radíofotoluminiscence, tak i pracoviště zařízená na měření termoluminiscence. -Zařízení pro měření radiofo toluminíscence je podstatně složitější a nákladnější a sklo podle

Claims

PŘEDMĚT

Radiofototermoluminiscenční sklo na základě lithnohlinitého metafosforečného skla, vyznačené tím, že obsahuje^ve hmotnostních procentech, 76 až 82 kysličníku fosforečného, 6 až 14 kysličníku hlinitého, 4 az 10 kysličníku líthného, 0,5 až 6 kysličníku stříbrného a dále příměs nejméně jednoho kysličníku v uvedeném množství, ze skupiny vynálezu umožňuje využít tohoto zařízení pro cejchování jednodušších přístrojů pro měření termoluminiscence.

Při praktickém použití umožňuje sklo podle vynálezu radiofototermoluminiscenčni měření dílčích dávek záření ve zvolených časových intervalech, bez měřitelného narušení přesnosti dalšího hodnocení. Celkovou dávku záření za určitý časový interval lze měřit za použití buň radiofotoluminiscence nebo termoluminiscence. Pojcud je k dispozici přístrojové zařízení, je z hlediska přesnosti a objektivnosti hodnocení nejvýhodnější měřit celkovou dávku záření nejdříve použitím radiofotoluminiscence a potom terraoluminiscence.

Příkladná složení skel podle vynálezu jsou uvedena v následující tabulce.· hmotnostní %

kysličník fosforečný P2O5 1 79,88 2 79,81 3 80,36 kysličník hlinitý AI2O3 9,19 9,14 9,25 kys ličník lithný L12O 8,3 8,3 8,4 ky s1ičník stříbrný Ag20 2,5 2,5 1 ,85 kysličník manganatý MnO 0,13 0,1 - kysličník tněňný 0υ2θ - - 0,14 kysličník ceričítý Ce02 - 0,15 -

Dozimetrické vlastnosti skla 1 jsou patrny z obr. 1, 2 a 3.

Obr. 1 znázorňuje excitační spektrum, kde křivka £ odpovídá excitačním pásům manganu Mn a křivka b_ excitačním pásům stříbra Ag. Dávka záření činila 50 J.kg~l.

Obr.
2 znázorňuje emisní spektrum, kde křivka & odpovídá manganu Mn /vrchol 590 nm/ a křivka b_ stříbru Ag /vrchol 620 nm/. Dávka záření činila 50 J.kg~l.

Obr.
3 znázorňuje intenzitu termoluminiscence s konstantním obsahem kysličníku manganatého MnO 0,13 hmotnostních % a proměnným obsahem kysličníku stříbrného Ag^O /v hmotnostních %/, kde a = 0,3, b = 0,62, c = 1 ,25, d = 2,5, e = 5.

Skla se vyrobí tavením kmene z Čistých surovin, s výhodou metafosf0reČnanů, v prostředí odolném vůči koroznímu působení metaf osforečných sklovin, např. v pánvích z křemenného skla, Zvlášt výhodné je použití elektrických tavících pecí s definovanou a tmosf érou.

Y N Á L E Z U zahrnující kysličník manganatý 0,1 až 0,5, kysličník ceričítý 0,05 až 1, kysličník mě3ný 0,05 až 0,5, kysličník chromítý 0,1 až 1, kysličník cíničitý 5 až 10, kysličník thalný 0,1 až 1, kysličník uranový 0,1 až 1, kysličník neodymitý 0,05 až 1, kysličník samaritý 0,01 až 0,5.