DE1205200B

DE1205200B - Light comparison standard for calibrating the reading device for thermoluminescence dosimeters

Info

Publication number: DE1205200B
Application number: DEE25293A
Authority: DE
Inventors: Ernest F Blase; David F Rutland; Santa Barbara
Original assignee: Edgerton Germeshausen and Grier Inc
Current assignee: PerkinElmer Inc
Priority date: 1962-08-09
Filing date: 1963-08-05
Publication date: 1965-11-18

Description

Licht-Vergleichsstandard zum Eichen der Ablesevorrichtung für Thermolumineszenz-Dosimeter Die Erfindung betrifft einen Licht-Vergleichsstandard zum Eichen der Ablesevorrichtung für Thermolumineszenz-Dosimeter und ein Verfahren für den gleichen Zweck.Light comparison standard for calibrating the reading device for thermoluminescence dosimeters The invention relates to a light comparison standard for calibrating the reading device for thermoluminescent dosimeters and a method for the same purpose.

Thermolumineszierende Stoffe haben die Eigenschaft, daß sie in metastabilen Speichern Energie aus ionisierender Strahlung über ihrnormalesGleichgewicht hinaus absorbieren und diese Energie festhalten, bis sie erwärmt werden, wobei dann die Energie auf ein Leitfähigkeitsband mit Emissionszentren übergeht, von denen die Energie in Form von Lichtwellen ausgesandt wird. Thermoluminescent substances have the property that they are metastable Store energy from ionizing radiation beyond their normal equilibrium absorb and hold on to this energy until it is heated, then the Energy passes to a conductivity band with emission centers, of which the Energy is sent out in the form of light waves.

Thermolumineszierende Stoffe finden eine bedeutende Anwendung bei Strahlungsdosimetern. Sie sprechen im Gegensatz zu den engen Bereichen der bisher allgemein gebräuchlichen Dosimeter auf sehr weite Bereiche der Exponierungsdosis an. Früher waren thermolumineszierende Dosimeter lediglich »ja, nein«-Vorrichtungen, um festzustellen, ob das Dosimeter einer höheren als einer bekannten Minimaldosis der Strahlung ausgesetzt worden war. Wenn das Dosimeter bei seinem Erhitzen Lumineszenz-Licht aussandte, wußte man, daß es mehr als der Minimaldosis ausgesetzt worden war. Wenn das Dosimeter jedoch bei seinem Erhitzen kein Licht aussandte, wußte man, daß es nicht dieser Minimaldosis der Strahlung ausgesetzt worden war. Zu dieser Zeit gab es noch kein Mittel, um die Strahlungsdosis zu bestimmen, der das Dosimeter ausgesetzt worden war. Später wurden diese Vorrichtungen zweckmäßiger gestaltet, indem man in ein einziges Dosimeter mehrere thermolumineszierende Stoffe einbaute und diese Stoffe so auswählte, daß jeder von ihnen eine andere bekannte Schwelle besaß, bei der er zu lumineszieren begann. Bei einem solchen Dosimeter wurde die Strahlungsdosis, der es ausgesetzt worden war, insofern bestimmt, daß sie irgendwo zwischen der niedrigsten Schwelle der Stoffe, die lumineszierten, und der höchsten Schwelle der Stoffe, die nicht lumineszierten, lag. Inzwischen wurde entdeckt, daß diese Schwellen nicht tatsächlich bestehen, sondern daß in Wirklichkeit diese Schwellen eine Folge der Unfähigkeit der lichtempfindlichen Ausrüstung zum Feststellen sehr niedriger Lichtintensitäten waren. Noch später wurde ermittelt, daß das von dem Thermolumineszenz-Dosimeter ausgesandte Licht proportional der Strahlungsintensität war, der das Dosimeter ausgesetzt worden war. Es wurde eine Ablesevorrichtung benötigt, die das von dem Dosimeter ausgesandte Licht genau messen konnte und eine Ablesung in Strahlungsmeßeinheiten lieferte. Lichtempfindliche Vorrichtungen und ins- besondere die mit Verstärkern, wie z. B. Elektronenvervielfachern, versehenen, brachten die Lösung. Thermoluminescent substances have an important application Radiation dosimeters. They speak in contrast to the narrow areas of the past generally used dosimeters to very wide ranges of the exposure dose at. In the past, thermoluminescent dosimeters were just "yes, no" devices, to determine if the dosimeter is receiving a higher than a known minimum dose had been exposed to radiation. If the dosimeter when heated luminescent light sent out, it was known that it had been exposed to more than the minimum dose. if the dosimeter, however, did not emit light when heated, if it was known that it was had not been exposed to this minimum dose of radiation. At that time there was there is still no means of determining the dose of radiation to which the dosimeter is exposed had been. Later these devices were made more useful by adding incorporated several thermoluminescent substances into a single dosimeter and these Selected fabrics so that each of them had a different known threshold which he began to luminesce. With such a dosimeter the radiation dose, to which it had been exposed, in so far as it was determined to be somewhere between the lowest Threshold of substances that are luminescent, and the highest threshold of substances that are not luminescent, lay. It has since been discovered that these sleepers are not actually exist, but that in reality these thresholds are a consequence of the Inability of the photosensitive equipment to detect very low light intensities was. Still later it was found that this was from the thermoluminescent dosimeter The light emitted was proportional to the intensity of the radiation to which the dosimeter was exposed had been. A reading device was needed that could match that of the dosimeter could accurately measure emitted light and a reading in radiation measuring units delivered. Photosensitive devices and especially special those with amplifiers, such as B. electron multipliers, provided, brought the solution.

Sie reagierten in zufriedenstellender Weise auf das ausgesandte Licht und erzeugten einen Ausgangsstrom, der an einer in Bestrahlungsmeßeinheiten geeichten Galvanometerskala ablesbar war. Die Genauigkeit und Verwendbarkeit einer solchen Einrichtung war von ihrer Eichung abhängig, die ihrerseits von einem zuverlässigen Licht-Vergleichsstandard abhängig war, mit dem die thermolumineszierein den Dosimeter verglichen werden konnten.They responded in a satisfactory manner to the light sent out and generated an output current which was calibrated in radiation measuring units Galvanometer scale was readable. The accuracy and usability of such The facility was dependent on its calibration, which in turn on a reliable one Light comparison standard was dependent on the thermoluminescence in the dosimeter could be compared.

Es wurden zahlreiche Licht-Vergleichsstandards verwendet, zu denen u. a. Scheinwerfer, Widerstandsdrähte, Glühlampen, Elektronen-Blitzröhren und thermolumineszierende Stoffe gehören. Viele von ihnen wurden mit Filtern verwendet, um die Intensität des abgegebenen Spektralbereichs der Lichtquelle zu verändern. Diese Vorrichtungen waren alle mit schwerwiegenden Mängeln behaftet, die sie als zuverlässigen Vergleichsstandard ungeeignet machten. Numerous light comparison standards have been used, including i.a. Headlights, resistance wires, incandescent lamps, electron flash tubes and thermoluminescent Substances belong. Many of them were used with filters to increase the intensity to change the emitted spectral range of the light source. These devices were all seriously flawed, which they considered a reliable standard of comparison made unsuitable.

Die Scheinwerfer, Widerstandsdrähte sowie die Glühlampen und in gewissem Ausmaß auch die elektronischen Blitzröhren lieferten keine konstante Beleuchtungsintensität, sondern ihre Intensität nahm im Laufe ihrer Verwendung ab. Die elektronischen Blitzröhren und in gewissem Ausmaß auch die Widerstandsdrähte sowie die Glühlampen machten zu ihrem Betrieb eine komplizierte und kostspielige elektronische Ausrüstung erforderlich. Der Hauptnachteil des thermolumineszierenden Vergleichsstandards lag darin, daß es ein nur einmal brauchbarer Vergleichsstandard war, d.h., daß er zum Schaffen einer Lichtquelle nur einmal erhitzt werden konnte und daß er, nachdem er seine absorbierte Energie abgegeben hatte, nicht eher nochmals die gleiche Lichtabgabe aussandte, als bis er erneut der Strahlung ausgesetzt worden war.The headlights, resistance wires as well as the light bulbs and to a certain extent Extent even the electronic flash tubes did not provide constant lighting intensity, rather, its intensity decreased as it was used. The electronic flash tubes and to some extent also made the resistance wires as well as the light bulbs to requires complicated and expensive electronic equipment to operate. The main disadvantage of the thermoluminescent calibration standard was that it was a standard of comparison that could only be used once, i.e. that it was used to create a light source could only be heated once and that after he had his absorbed energy had given off, rather not the same light output again sent out as until he was exposed to radiation again.

Ein weiterer Nachteil jeder dieser vorstehend erörterten Lösungen, mit Ausnahme der nur einmal brauchbaren thermolumineszierenden Stoffe, ist der, daß keine von ihnen Licht mit der gleichen relativen Intensität-Spektralbereich-Kurve wie der des thermolumineszierenden Stoffes in dem Dosimeter aussendet. Selbst nicht mit komplexen Filtergruppen war es möglich, irgendeine ihrer Intensität-Spektralbereich-Kurven der Kurve des thermolumineszierenden Dosimeters vollkommen anzupassen. Es ist wesentlich, daß die relative Intensität-Spektralbereich-Kurve sowohl des Vergleichsstandards als auch des Dosimeters im wesentlichen miteinander übereinstimmen, da es in den Ansprecheigenschaften der zur Verwendung in Ableseinstrumenten erhältlichen verschiedenen lichtempfindlichen Vorrichtung erhebliche Unterschiede gibt. Es können sogar in den Ansprecheigenschaften der einzelnen lichtempfindlichen Vorrichtungen der von einem Hersteller erzeugten gleichen Type erhebliche Unterschiede bestehen. Die Veränderung in den Ansprecheigenschaften dieser Vorrichtungen ist derart, daß sie auf verschiedene Abschnitte des Spektralbereichs mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten ansprechen. Another disadvantage of any of these solutions discussed above, With the exception of the thermoluminescent substances that can only be used once, the that none of them have light with the same relative intensity-spectral range curve like that of the thermoluminescent substance in the dosimeter emits. Not myself with complex filter groups it was possible to use any of their intensity-spectral range curves to fully adapt to the curve of the thermoluminescent dosimeter. It is essential that the relative intensity-spectral range curve of both the calibration standard as well as the dosimeter essentially coincide with one another, since it is in the Response properties of the various available for use in reading instruments photosensitive device there are significant differences. It can even be in the response properties of the individual photosensitive devices of of the same type produced by one manufacturer, there are considerable differences. The change in the response properties of these devices is such that they respond to different Address sections of the spectral range with different sensitivities.

Zur Gewährleistung einer genauen Eichung der Ablesevorrichtungen ist es wesentlich, daß das sowohl von dem Dosimeter als auch von dem Licht-Vergleichsstandard ausgesandte Licht im wesentlichen die gleichen Eigenschaften besitzt. Der einzige Weg, um dies sicherzustellen, besteht darin, daß man die relative Intensität des von dem Vergleichsstandard ausgesandten Lichtes bei jeder Wellenlänge über seinen gesamten Spektralbereich gleich der des von dem Dosimeter ausgesandten Lichtes macht.To ensure an accurate calibration of the reading devices it is essential that this be done by both the dosimeter and the light comparison standard emitted light has essentially the same properties. One and only One way of ensuring this is by looking at the relative intensity of the light emitted by the comparison standard at any wavelength above its makes the entire spectral range equal to that of the light emitted by the dosimeter.

Somit wird eine Standard-Lichtquelle benötigt, die sich über eine große Zeitspanne weder in ihrer Intensität noch in ihrem Spektralbereich verändert und deren relative Intensität-Spekralbereich-Kurve im wesentlichen mit der des thermolumineszierenden Dosimeters übereinstimmt. Thus, a standard light source is required that has a over a large period of time, neither in their intensity nor in their spectral range and its relative intensity-spectral range curve substantially with that of the thermoluminescent Dosimeter matches.

Es sind Dosemter zum Messen energiereicher Strahlung bekannt, die mit photolumineszierendem Material arbeiten, das durch ultraviolettes Licht zur Fluoreszenz gebracht wird. Dabei hat man Glasstäbe verwendet, die als Vergleichsstandard die gleiche Form aufweisen wie das Dosimeter und aus dem gleichen Material bestehen sowie dem gleichen Herstellungsposten entnommen sind. Solche Glasdosimeter lassen sich jedoch jeweils nur einmal benutzen. Dosemter for measuring high-energy radiation are known which work with photoluminescent material that is exposed to ultraviolet light Fluorescence is brought. Glass rods were used as a comparison standard have the same shape as the dosimeter and are made of the same material and are taken from the same production lot. Let such glass dosimeters use each other only once.

Wenn das Glasdosimeter einmal der energiereichen Strahlung ausgesetzt ist, kann es danach beliebig oft mit ultraviolettem Licht zum Fluoreszieren gebracht werden und sendet dabei stets die gleiche Lichtintensität aus. Durch die Erfindung wird zum Unterschied demgegenüber ein Thermolumineszenz-Dosimetrieverfahren ermöglicht, das eine beliebig häufige Benutzung des Dosimeters für unterschiedliche Strahlungswerte zuläßt.Once the glass dosimeter has been exposed to high-energy radiation it can then fluoresce as often as desired with ultraviolet light and always emits the same light intensity. Through the invention In contrast, a thermoluminescence dosimetry method is enabled, This means that the dosimeter can be used any number of times for different radiation values allows.

Die Erfindung ermöglicht diesen Vorteil und die Beseitigung der vorerwähnten Mängel der bekannten Verfahren und Meßvorrichtungen dadurch, daß sie einen Licht-Vergleichsstandard zum Eichen der Ablesevorrichtung für Thermolumineszenz-Dosimeter angibt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er einen fluoreszierenden Stoff gleicher Zusammensetzung wie der thermolumineszierende Bestandteil der Dosimeter enthält und daß ein radioaktiver Stoff in der Nähe des fluoreszierenden Stoffes so angeordnet ist, daß die von ihm emittierte Strahlung auf den fluoreszierenden Stoff auftrifft und ihn zur Fluoreszenz anregt. The invention enables this advantage and the elimination of the aforementioned Deficiencies in the known methods and measuring devices in that they provide a light comparison standard for calibrating the reading device for thermoluminescence dosimeters, which thereby is characterized as being a fluorescent substance of the same composition how the thermoluminescent component the dosimeter contains and that a radioactive one Fabric in the vicinity of the fluorescent fabric is arranged so that that of it emitted radiation strikes the fluorescent substance and causes it to fluoresce stimulates.

Dabei läßt sich die Konstanthaltung der Lichtabgabe des Licht-Vergleichsstandards hinsichtlich der Intensität und der Wellenlänge über einen langen Zeitraum dadurch erreichen, daß der radioaktive Stoff eine lange Halbwertzeit hat. The light output of the light comparison standard can be kept constant in terms of intensity and wavelength over a long period of time achieve that the radioactive material has a long half-life.

Einen tragbaren Licht-Vergleichsstandard, der im Gelände bequem verwendbar ist und über einen langen Zeitraum wiederholt gebraucht werden kann, erhält man dadurch, daß der radioaktive Stoff dem fluoreszierenden Stoff beigemischt ist. A portable light comparison standard that can be used comfortably in the field and can be used repeatedly over a long period of time, is obtained in that the radioactive substance is mixed with the fluorescent substance.

Dabei ist es zweckmäßig, daß der fluoreszierende Stoff durch Mangan aktiviertes Kalziumfiuorid ist. It is useful that the fluorescent substance by manganese activated calcium fluoride.

Die gleiche spektrale Intensitätsverteilung wie bei Licht aus einem einer bekannten Strahlungsdosis ausgesetzten Thermolumineszenz-Dosimeter läßt sich für den Licht-Vergleichsstandard zuverlässig dadurch erzielen, daß der fluoreszierende Stoff in dem Vergleichsstandard aus Material desselben Herstellungspostens besteht wie der thermolumineszierende Bestandteil der Dosimeter. The same spectral intensity distribution as with light from one A thermoluminescence dosimeter exposed to a known radiation dose can be for the light comparison standard reliably achieve that the fluorescent Substance in which the comparison standard consists of material from the same manufacturing lot like the thermoluminescent component of the dosimeter.

Als radioaktiver Stoff eignet sich besonders C 14. C 14 is particularly suitable as a radioactive substance.

Die Vereinigung des radioaktiven Stoffes mit dem fluoreszierenden Stoff läßt sich zweckmäßig in der Weise durchführen, daß der fluoreszierende Stoff in einem Träger aus einem durchscheinenden kohlenstoffhaltigen Trägermaterial eingelagert ist und daß mindestens ein Teil, der in der Molekularstruktur des Trägermaterials enthaltenen Kohlenstoffatome dem radioaktiven Kohienstoffisotop angehören. The union of the radioactive material with the fluorescent one Substance can be carried out expediently in such a way that the fluorescent substance embedded in a carrier made of a translucent carbonaceous carrier material and that at least a part that is in the molecular structure of the support material contained carbon atoms belong to the radioactive carbon isotope.

Dabei hat der Träger vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Form wie das Dosimeter. The carrier preferably has essentially the same shape like the dosimeter.

Mit Hilfe des Licht-Vergleichsstandards nach der Erfindung läßt sich eine Ablesevorrichtung für Thermolumineszenz-Dosimeter in einfacher Weise dadurch eichen, daß man die von einer Anzahl von Licht-Vergleichsstandards emittierte Fluoreszenzlichtstrahlung nacheinander zur Einwirkung auf eine lichtempfindliche, mit einem Anzeigegerät verbundene Vorrichtung bringt und die Skala des Anzeigegerätes entsprechend dem dem jeweils gemessenen Vergleichsstandard zugehörigen Strahlungsdosiswert graduiert. With the help of the light comparison standard according to the invention a reading device for thermoluminescence dosimeters in a simple manner thereby calibrate that the fluorescent light radiation emitted by a number of light calibration standards one after the other to act on a light-sensitive, connected to a display device Device brings and the scale of the display device according to the each measured comparison standard associated radiation dose value graduated.

Die Messung der von einem Thermolumineszenz-Dosimeter aufgenommenen Strahlung läßt sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Licht-Vergleichsstandards und einer mit ihrer Hilfe wie vorbeschrieben geeichten Ablesevorrichtung in einfacher Weise mittels einer Vorrichtung durchführen, die einen Halter für die Aufnahme des Vergleichsstandards bzw. des Thermolumineszenz-Dosimeters aufweist, von dem aus die lichtempfindliche Vorrichtung durch die Fluoreszenzstrahlung des Vergleichsstandards bzw. die Thermolumineszenz-Strahlung des Thermolumineszenz-Dosimeters beaufschlagbar ist. The measurement taken by a thermoluminescence dosimeter Radiation can be measured using the light comparison standards according to the invention and a reading device calibrated with their help as described above in a simple manner Way to perform by means of a device that has a holder for receiving the Has calibration standards or the thermoluminescence dosimeter from which the light-sensitive device by the fluorescence radiation of the calibration standard or the thermoluminescence radiation of the thermoluminescence dosimeter can be acted upon is.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 A und 1B graphische Darstellungen der Spektralkurven für die Abgabe thermolumineszierenden bzw. fluoreszierenden Lichts eines thermolumineszierenden Stoffes und F i g. 2 ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Bestimmen der Strahlungsmenge, der ein mermolumineszierendes Dosimeter ausgesetzt worden ist, veranschaulicht. The invention is described below with reference to the accompanying drawing explained in more detail. 1A and 1B show graphical representations of the spectral curves for the emission of thermoluminescent or fluorescent light of a thermoluminescent Substance and F i g. 2 is a block diagram showing an apparatus for determining the amount of radiation, exposed to a mermoluminescent dosimeter.

Als thermolumineszierende Stoffe in Dosimeter sind vielerlei Arbeiten von Stoffen verwendet worden, zu denen beispielsweise Natrium-, Kalium-, Kalzium-und Lithiumverbindungen gehören. F i g. 1 A zeigt eine Kurve der über der Wellenlänge aufgetragenen relativen Intensität des durch Erhitzen von thermolumineszierenden Stoffen, die einer Strahlung ausgesetzt gewesen sind, ausgesandten Lichtes. Jeder thermolumineszierende Stoff hat seine eigene besondere spektrale Intensitätsverteilungskurve. Jedesmal, wenn dieser Stoff einer Strahlung ausgesetzt und anschließend erhitzt wird, sendet er Licht aus mit derselben relativen spektralen Intensitätsverteilungskurve. In F i g. 1 A ist die Lichtemissionskurve von durch Mangan aktiviertem Kalziumfluorid (CaF2: Mn) dargestellt. As thermoluminescent substances in dosimeters are many works of substances have been used to which, for example, sodium, potassium, calcium and Lithium compounds include. F i g. 1A shows a graph of the versus wavelength Plotted relative intensity of the thermoluminescent by heating Substances that have been exposed to radiation, emitted light. Everyone thermoluminescent substance has its own special spectral intensity distribution curve. Every time this substance is exposed to radiation and then heated it emits light with the same relative spectral intensity distribution curve. In Fig. 1A is the light emission curve of manganese activated calcium fluoride (CaF2: Mn) shown.

Thermolumineszenzfähige Stoffe besitzen außerdem, sofern sie einer geeigneten Energiequelle ausgesetzt werden, die Eigenschaft der Fluoreszenz. Um den thermolumineszenzfähigen Stoff fiuoreszierend zu machen, ist keine Wärme erforderlich. Es können vielerlei Energiequellen verwendet werden, um einen thermolumineszenzfähigen Stoff fluoreszierend zu machen, zu denen radioaktive Strahlung, ultraviolettes Licht, ein Elektronenstrahl und jede beliebige andere Energie mit einer kürzeren Wellenlänge als der des ausgesandten Lichtes gehören. Von allen diesen Energiequellen ist radioaktive Energie zu bevorzugen, da sie die konstanteste Energiequelle darstellt. Thermoluminescent substances also have, provided they have one suitable energy source, the property of fluorescence. Around To make the thermoluminescent substance fluorescent, no heat is required. A variety of energy sources can be used to produce a thermoluminescent To make substance fluorescent, which include radioactive radiation, ultraviolet light, an electron beam and any other energy with a shorter wavelength belong to that of the emitted light. Of all these energy sources is radioactive Prefer energy as it is the most constant source of energy.

Wenn ein thermolumineszenzfähiger Stoff fluoreszierend gemacht wird, sendet er Licht aus mit der gleichen spektralen Intensitätsverteilungskurve wie das Licht, das ausgesandt wird, wenn derselbe Stoff thermolumineszierend ist. Als Beispiel wurde durch Mangan aktiviertes Kalziumfiuorid (CaF2: Mn), dessen Thermolumineszenzkurve in F i g. 1 A dargestellt ist, mit der radioaktiven Substanz C 14 gemischt, wobei die Strahlung aus dem C 14 das Fluoreszieren der genannten Substanz bewirkte. Das während der Fluoreszenz ausgestrahlte Licht ist in der relativen spektralen Intensitätsverteilungskurve nach F i g. 1 B veranschaulicht. Aus einem Vergleich der Kurven nach F i g. 1 A und 1B zeigt sich, daß die Thermolumineszenzkurve und die Fluoreszenzkurve für alle praktischen Zwecke miteinander übereinstimmen. Da die Kurven miteinander übereinstimmen, ist offensichtlich, daß die Abgabe fluoreszierenden Lichtes aus einem thermolumineszenzfähigen Stoff ein idealer Vergleichsstandard für ein aus eben diesem besonderen thermolumineszierenden Stoff hergestelltes Dosimeter ist. Auch hat man festgestellt, daß es am zweckmäßigsten ist, den Vergleichsstandard aus dem gleichen Herstellungsposten thermolumineszierenden Stoffes herzustellen, aus dem auch das Dosimeter hergestellt ist. Dadurch ist die Übereinstimmung der Thermolumineszenzkurve mit der Fluoreszenzkurve gewährleistet, wobei geringfügige Verschiebungen in diesen Kurven infolge geringfügiger Veränderungen in der Zusammensetzung der Substanz und des Verfahrens ihrer Herstellung vermieden werden.When a substance capable of thermoluminescence is made fluorescent, it emits light with the same spectral intensity distribution curve as the light emitted when the same substance is thermoluminescent. as Example was calcium fluoride activated by manganese (CaF2: Mn), its thermoluminescence curve in Fig. 1 A is shown mixed with the radioactive substance C 14, wherein the radiation from the C 14 caused the said substance to fluoresce. That Light emitted during fluorescence is in the relative spectral intensity distribution curve according to FIG. 1B illustrates. From a comparison of the curves according to FIG. 1 A and Fig. 1B shows that the thermoluminescence curve and the fluorescence curve for all practical purposes coincide. Since the curves coincide with each other, it is obvious that the emission of fluorescent light from a thermoluminescent Fabric an ideal comparison standard for one made of just this particular thermoluminescent Substance manufactured dosimeter is. It has also been found to be the most appropriate is thermoluminescent to the comparison standard from the same manufacturing lot The substance from which the dosimeter is made. This is the Correspondence of the thermoluminescence curve with the fluorescence curve ensured, with minor shifts in these curves due to minor changes in the composition of the substance and the method of its preparation avoided will.

Die Kurven nach Fig. 1 A und 1B zeigen die relative Intensität des ausgesandten Lichtes aufgetragen über der Wellenlänge, wobei zur graphischen Darstellung der Übereinstimmung der Kurven die Spitzenintensität auf 1000/o normalisiert ist. Die wirkliche Intensität des während derThermolumineszenz ausgesandten Lichtes ist eine Funktion der ionisierenden Strahlung, der der thermolumineszierende Stoff ausgesetzt gewesen ist. Obwohl sich die Intensität mit der Exponierung verändert, ist die Form der Kurve für jeden Stoff stets die gleiche. Die Dosis der Strahlungsexponierung eines thermolumineszierenden Dosimeters kann in bekannter Weise gemessen werden, indem man das von ihm bei seinem Erhitzen ausgesandte Licht mißt. The curves of FIGS. 1A and 1B show the relative intensity of the emitted light plotted against the wavelength, with for graphic representation the correspondence of the curves, the peak intensity is normalized to 1000 / o. The real intensity of the light emitted during thermoluminescence is a function of the ionizing radiation to which the thermoluminescent material is exposed has been. Although the intensity changes with exposure, the shape is the curve is always the same for every substance. The dose of radiation exposure a thermoluminescent dosimeter can be measured in a known manner, by measuring the light emitted by it when it is heated.

Die Emission fluoreszierenden Lichtes verändert sich auch in ihrer Intensität, jedoch behält sie bei allen Intensitäten die gleiche spektrale Verteilung. The emission of fluorescent light also changes in theirs Intensity, but it retains the same spectral distribution for all intensities.

Ihre Intensität verändert sich proportional der Energie, die das Fluoreszieren bewirkt. Aus diesem Grund ist es zweckmäßig, sofern die fluoreszierende Lichtemission aus einem thermolumineszenzfähigen Stoff als Vergleichsstandard verwendet wird, die Energiequelle möglichst konstant zu machen. Im vorliegenden Beispiel wurde dies durch die Wahl von C 14 erreicht, dessen Halbwertzeit bei Tausenden von Jahren liegt und dessen Zerfall für alle praktischen Zwecke konstant ist. Man kann natürlich einen radioaktiven Stoff mit einer verhältnismäßig kurzen Halbwertzeit von beispielsweise einem Monat für besondere kurzfristige Zwecke oder in Fällen verwenden, in denen der Benutzer es nicht für zu beschwerlich hält, die Veränderungen in der Radioaktivität über einen gegebenen Zeitraum zu errechnen oder zu messen.Their intensity changes proportionally to the energy that fluoresces causes. For this reason, it is appropriate to provide the fluorescent light emission made of a thermoluminescent substance is used as a comparison standard, to make the energy source as constant as possible. In this example, this was achieved by choosing C 14, which has a half-life of thousands of years and whose decay is constant for all practical purposes. Of course you can a radioactive material with a relatively short half-life of, for example a month for special short-term purposes or in cases where the user does not find the changes in radioactivity too burdensome to calculate or measure over a given period of time.

Die die Fluoreszenz bewirkende Energiequelle kann in dem thermolumineszierenden Stoff gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt oder in seiner Nähe angeordnet sein. Ihre Anordnung ist nicht kritisch. Wesentlich ist, daß sie so angeordnet wird, daß die von ihr emittierte Energie eine konstante Emission fluoreszierenden Lichtes erzeugt. Eine wirksame Anordnung ist eine gleichmäßige Mischung aus der Energiequelle und dem thermolumineszierenden Stoff in einer dünnen Scheiben- oder Waffelform, bei der die Höchstmenge der emittierten Energie die Fluoreszenz bewirkt und das dadurch erzeugte Licht aus dem Stoff frei emittiert wird. The energy source causing the fluorescence can be in the thermoluminescent Fabric distributed evenly or unevenly, or in the vicinity of it. Their arrangement is not critical. It is essential that it is arranged so that the energy emitted by it a constant emission of fluorescent light generated. An effective arrangement is an even mix of the energy source and the thermoluminescent fabric in a thin disc or waffle shape, at which the maximum amount of emitted energy causes the fluorescence and that light generated thereby is freely emitted from the substance.

Ein bevorzugter Vergleichsstandard kann aus einem durchscheinenden Träger, wie beispielsweise einem Kunstglas auf Polymethylmetacrylat-Basis, bestehen, in den der thermolumineszierende Stoff eingeschlossen ist. Ein Kohlenstoffisotop, wie beispielsweise C 14, kann während der Herstellung zum Ersetzen einiger der Kohlenstoffatome in der Molekularstruktur des Arylglases eingeschlossen werden. Ein solcher Vergleichsstandard oder jede beliebige andere Bauart des Vergieichsstandards, der den thermolumineszierenden Stoff und den radioaktiven Stoff enthält, kann zu jeder beliebigen geeigneten Form ausgebildet werden, zu der auch die vorstehend erörterte Scheiben- oder Waffelform gehört. Eine andere und bevorzugte Form des Vergleichsstandards besteht darin, daß man ihm eine im wesentlichen mit der Form des Dosimeters, mit dem er verglichen werden soll, übereinstimmende Form gibt. Auf diese Weise kommen das während der Thermolumineszenz des Dosimeters und der Fluoreszenz des Vergleichsstandards emittierte Licht aus Quellen gleicher Gestalt, so daß ein besserer Vergleichsstandard zur Verfügung steht. A preferred comparison standard can consist of a translucent Carriers, such as synthetic glass based on polymethyl methacrylate, are made in which the thermoluminescent substance is enclosed. An isotope of carbon such as C 14, may replace some of the carbon atoms during manufacture be included in the molecular structure of the aryl glass. Such a standard of comparison or any other type of reference standard that is thermoluminescent Substance and containing the radioactive material can be in any suitable form be formed, to which also the disk or waffle shape discussed above heard. Another and preferred form of the calibration standard is that one essentially matches the shape of the dosimeter with which he was compared should be, there is a matching shape. To this Way come that during the thermoluminescence of the dosimeter and the fluorescence of the calibration standard emitted light from sources of the same shape, so a better comparison standard is available.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die Emission fluoreszierenden Lichtes aus einem thermolumineszenzfähigen Stoff ein idealer Vergleichsstandard für ein aus diesem thermolumineszenzfähigen Stoff hergestelltes Dosimeter ist. Da die relativen IntensitätsSpektralbereich-Kurven miteinander übereinstimmen und die Intensität des fluoreszierenden Lichtes proportional der durch die die Fluoreszenz erzeugende Quelle emittierten Energie ist, wird durch die Veränderung der Stärke der Radioaktivitätsquelle die Intensität der Emission fluoreszierenden Lichtes entsprechend verändert, so daß auf diese Weise eine Anzahl von Vergleichsstandards unterschiedlicher Intensitäten hergestellt werden kann. Die konstante Lichtemission der Vergleichsstandards wird gewährleistet durch Verwendung eines radioaktiven Stoffes mit einer sehr langen Halbwertzeit. From the above it can be seen that the emission is fluorescent Light from a thermoluminescent substance is an ideal comparison standard for a dosimeter made from this thermoluminescent substance. There the relative intensity-spectral range curves coincide with one another and the Intensity of the fluorescent light proportional to that caused by the fluorescence Generating source energy is emitted is by changing the strength the intensity of the emission of fluorescent light according to the radioactivity source changed, so that in this way a number of calibration standards different Intensities can be produced. The constant light emission of the calibration standards is ensured by using a radioactive material with a very long Half-life.

Wie vorstehend herausgestellt, können zwischen lichtempfindlichen Vorrichtungen erhebliche Unterschiede bestehen, jedoch ist dies kein Problem mehr, nachdem die relative spektrale Intensitätsverteilungskurve des thermolumineszierenden Lichtes mit der des fluoreszierenden Lichtes aus dem Vergleichsstandard übereinstimmt. Ob nun die lichtempfindliche Vorrichtung für nur einen spezifischen Abschnitt des Spektrums empfindlich ist oder ob sie das gesamte Licht oder maximale Intensität an einer gegebenen Stelle mißt, so mißt sie die gleichen Eigenschaften des Vergleichsstandards und des Dosimeters und liest somit genau die Exponierung des Dosimeters ab. As pointed out above, photosensitive There are considerable differences between the devices, but this is no longer a problem. after the relative spectral intensity distribution curve of the thermoluminescent Light corresponds to that of the fluorescent light from the comparison standard. Whether the photosensitive device for only a specific section of the Spectrum is sensitive or whether it is all light or maximum intensity measures at a given point, it measures the same properties of the calibration standard and the dosimeter and thus accurately reads the exposure of the dosimeter.

Diese Vergleichsstandards müssen, wie alle Sekundär-Vergleichsstandards, bevor sie als Vergleichsstandard zum Eichen von Ablesevorrichtungen verwendet werden können, selbst geeicht werden. Das Eichen des Vergleichsstandards erfolgt dadurch, daß man ein Thermolumineszenz-Dosimeter während einer gemessenen Zeitspanne der Einwirkung eines radioaktiven Stoffes mit bekannter Radioaktivität aussetzt und seine Lichtemission mit dem von dem Vergleichsstandard ausgesandten Licht vergleicht. Like all secondary comparison standards, these calibration standards must before they are used as a comparison standard for calibrating reading devices can be calibrated by yourself. The calibration of the comparison standard is carried out by that you have a thermoluminescence dosimeter for a measured period of time Exposure to a radioactive material with known radioactivity and compares its light emission with the light emitted by the comparison standard.

Nachdem der Vergleichsstandard einwandfrei geeicht worden ist, stellt er einen dauerhaften Vergleichsstandard dar, der auf Grund der langen Halbwertzeit des in ihm verwendeten radioaktiven Stoffes und der sich daraus ergebenden konstanten Lichtintensität sowie des dadurch erzeugten Strahlungsemissionsspektrums nie wieder geeicht zu werden braucht.After the comparison standard has been properly calibrated, it represents a permanent comparison standard due to the long half-life of the radioactive material used in it and the resulting constants Light intensity and the radiation emission spectrum generated by it never again needs to be calibrated.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zum Messen der Strahlung, der ein thermolumineszierendes Dosimeter 10 ausgesetzt gewesen ist. Eine in F i g. 2 als einzelner Block dargestellte Gruppe fluoreszierender Vergleichsstandards 11 wird in eine Halterung 12 eingeführt. Das von jedem Vergleichsstandard ausgesandte, als Linien 13 graphisch dargestellte Fluoreszenz-Licht trifft auf eine lichtempfindliche Vorrichtung 14. Das auf die lichtempfindliche Vorrichtung 14 treffende Licht erzeugt in bekannter Weise einen dem Licht proportionalen Ausgangsstrom. Der so erzeugte Ausgangsstrom wird an eine Strommeßvorrichtung 15, beispielsweise an ein Amperemeter, angelegt. Die Skala wird entsprechend jedem Vergleichsstandard und dem dadurch erzeugten Zeigerausschlag geeicht und dementsprechend in Strahlungsmaßeinheiten graduiert. Durch Verwendung einer Anzahl von einzeln nacheinander in die Halterung 12 aufgenommenen Vergleichsstandards 11 wird auf der Skala eine Anzahl von Eichpunkten markiert, so daß die Eichung der Skala über den Bereich erfolgt, dem die Dosimeter 10 ausgesetzt werden können. Fig. 2 shows a device for measuring the radiation, which is a thermoluminescent Dosimeter 10 has been exposed. One shown in FIG. 2 shown as a single block Group of fluorescent calibration standards 11 is introduced into a holder 12. That emitted by each comparison standard, shown graphically as lines 13 Fluorescent light strikes a light-sensitive device 14. The light hitting light-sensitive device 14 generates a light in a known manner output current proportional to the light. The output current generated in this way is fed to a Current measuring device 15, for example applied to an ammeter. The scale will according to each comparison standard and the pointer deflection generated by it calibrated and graduated accordingly in radiation units. By using a number of calibration standards received one after the other in the holder 12 11 a number of calibration points is marked on the scale, so that the calibration of the Scale is made over the range to which the dosimeters 10 can be exposed.

Nachdem die Skala der Strommeßvorrichtung 15 auf diese Weise geeicht worden ist, wird der letzte Vergleichsstandard 11 aus der Halterung 12 entfernt. Darauf wird ein thermolumineszierendes Dosimeter aus dem gleichen thermolumineszierenden Stoff wie der Vergleichsstandard 11 in die Halterung 12 eingesetzt. Dem Dosimeter 10 wird durch eine Heizeinrichtung 16 Wärme zum Bewirken seiner Lumineszenz zugeführt. Das abgegebene Thermolumineszenz-Licht 13 trifft auf die lichtempfindlicheVorrichtung 14, die, wie vorstehend erläutert, einen Ausgangsstrom erzeugt, der einen Ausschlag des Zeigers der Strommeßvorrichtung 15 bewirkt. Da die Abgabe thermolumineszierenden Lichtes 13 proportional der Strahlung ist, der das Dosimeter 10 ausgesetzt gewesen ist, kann diese Exponierung an der Skala des Amperemeters 15 durch Interpolieren zwischen den mit Hilfe des Vergleichsstandards erzielten Eichpunkten unmittelbar abgelesen werden. After the scale of the current measuring device 15 is calibrated in this way has been, the last comparison standard 11 is removed from the holder 12. A thermoluminescent dosimeter is then made from the same thermoluminescent Substance such as the comparison standard 11 inserted into the holder 12. The dosimeter 10 is supplied by a heating device 16 heat to cause its luminescence. The emitted thermoluminescent light 13 hits the photosensitive device 14, which, as explained above, produces an output current that has a swing of the pointer of the current measuring device 15 causes. Because the delivery is thermoluminescent Light 13 is proportional to the radiation to which the dosimeter 10 has been exposed this exposure can be measured on the scale of the ammeter 15 by interpolating between the calibration points obtained with the aid of the comparison standard can be read.

Nach der Verwendung der Vergleichsstandards 11 ist nach dem Ablesen jedes Dosimeters 10 ein Nacheichen nicht erforderlich. Es ist keine Nacheichung notwendig, bis die lichtempfindliche Vorrichtung ausgewechselt wird oder ein Dosimeter aus einem anderen thermolumineszierenden Stoff abgelesen werden soll. Im letzteren Fall wird die Nacheichung mit Vergleichsstandards aus diesem besonderen thermolumineszierenden Stoff vorgenommen. After using the calibration standards 11 is after reading re-calibration is not required for each dosimeter 10. It is not a recalibration necessary until the photosensitive device is replaced or a dosimeter is to be read from another thermoluminescent material. In the latter Case will be the reverification with calibration standards from this particular thermoluminescent Fabric made.

Eine solche Einrichtung läßt sich mit Vorteil bei einer stationären Laboratoriumsausrüstung oder bei einer tragbaren Feidstation zur raschen und bequemen Bestimmung der Strahlungsdosen verwenden. Such a device can be used with advantage in a stationary Laboratory equipment or a portable field station for quick and easy access Use determination of radiation doses.

Claims

Claims: 1. Light comparison standard for calibrating the reading device for thermoluminescence dosimeters, characterized in that it is a fluorescent Substance of the same composition as the thermoluminescent component of the dosimeter contains and that a radioactive substance is in the vicinity of the fluorescent substance is arranged so that the radiation emitted by it on the fluorescent Strikes the substance and stimulates it to fluoresce.

2. Comparison standard according to claim 1, characterized in that the radioactive material has a long half-life.

3. Comparison standard according to claim 2, characterized in that the radioactive substance is mixed with the fluorescent substance.

4. Comparison standard according to claim 3, characterized in that the fluorescent substance is calcium fluoride activated by manganese.

5. comparison standard according to claim 1, characterized in that the fluorescent material in the comparison standard made from material from the same manufacturing lot exists like the thermoluminescent component of the dosimeter.

6. comparison standard according to claim 2, characterized in that the radioactive material is C 14.

7. comparison standard according to claim 6, characterized in that the fluorescent substance in a carrier made of a translucent carbonaceous material Carrier material is incorporated and that at least part of the in the molecular structure The carbon atoms contained in the carrier material are the radioactive carbon isotope belong.

8. comparison standard according to claim 7, characterized in that the carrier is essentially the same shape as the dosimeter.

9. Procedure for calibrating the reading device for thermoluminescence dosimeters using comparison standards according to one of claims 1 to 8, characterized in that characterized in that one of a number of light comparison standards (11) emitted fluorescent light radiation one after the other to act on one with a Display device (15) connected light-sensitive device (14) brings and the scale of the display device (15) according to the respective measured comparison standard (11) assigned radiation dose value graduated.

10. Device for measuring the from a thermoluminescence dosimeter recorded radiation using light calibration standards according to a of claims 1 to 8 and using the calibration method according to claim 9, characterized by a holder (12) for holding the calibration standards (lot) or the thermoluminescence dosimeter (10), from which the light-sensitive Device (14) by the fluorescence radiation of the calibration standard (11) or the thermoluminescence radiation of the thermoluminescence dosimeter (10) can be added is.

Documents considered: German Auslegeschrift No. 1115 373; U.S. Patent No. 2,787,714; "Nucleonics", Vol. 18, No. 3, 1960, pp. 92 and 95.