DE1514183B2

DE1514183B2 - Verfahren zur auswertung einer lumineszenz-dosimeter-folie mittels infrarit-strahlung

Info

Publication number: DE1514183B2
Application number: DE19651514183
Authority: DE
Inventors: Gustav Dr. 6331 Hermannstein Weissenberg
Original assignee: Ernst Leitz GmbH
Current assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Priority date: 1965-12-23
Filing date: 1965-12-23
Publication date: 1972-05-18
Also published as: NL6618026A; FR1505930A; DE1514183A1; US3531641A; BE691132A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswertung einer Lumineszenz-Dosimeter-Folie zum Messen ionisierender Strahlung, bei dem die Dosimeter-Folie einer Infrarot-Strahlung ausgesetzt und das dadurch in der Dosimeter-Folie angeregte, der von ihr aufgenommenen Dosis ionisierender Strahlung proportionale Thermolumineszenz-Licht als Maß für die zu bestimmende Dosis beobachtet wird.

Es ist seit langem bekannt, daß beispielsweise natürliches Calciumfluorid die Eigenschaft besitzt, durch radioaktive Strahlung, beispielsweise j>-Strahlung, in einen angeregten Zustand überzugehen, der durch Aufheizung des Calciumfluorids unter Aussendung sichtbaren Lichtes wieder rückgängig gemacht werden kann. Auf dieser Eigenschaft des Calciumfluorids, aber auch anderer an sich bekannter Substanzen basieren bekannte Dosimeter, wie es beispielsweise dem zusammenfassenden Bericht in »Kernenergie«, 8. Jahrgang, 1965, Heft 9, S. 543 bis 545, zu entnehmen ist. Dabei ist das thermolumineszierende Material in feingekörntem Zustand in geeignete Behälter gefüllt oder auch in Form von kleinen Einkristallblöckchen oder -stäbchen verwendet. In der letztgenannten Form sind u. a. mangandotiertes LiF und mangandotiertes CaSO₄ als /-Dosimeter bekanntgeworden.

Diese bekannten Dosimeter sind jedoch wegen der verwendeten Behälter, meist Glasröhrchen, verhältnismäßig empfindlich. Außerdem wird die Auswertung durch die Art der Aufheizung erschwert.

Aus der USA.-Patentschrift 2 761 070 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Auswertung einer Lumineszenz-Dosimeter-Folie mittels einer Infrarot-Lichtquelle, der ein Infrarot-Filter nachgeordnet ist, bekannt.

Als schwerwiegender Nachteil der bei allen diesen bekannten Dosimetern angewandten Auswerteverfahren wird es empfunden, daß mit dem Ausheizen der Dosimeterelemente alle Informationen verlorengehen, so daß eine Nachkontrolle der Strahlen-Dosis nicht mehr möglich ist.

Das hatte zur Folge, daß die praktische Bedeutung der Thermolumineszenz-Dosimetrie trotz ihrer außerordentlich großen Empfindlichkeit (beispielsweise bis etwa 10 mrad) gegenüber anderen Dosimeterie-Verfahren zurückging.

Es ist auch schon bekannt, thermolumineszierendes Material in Kunststoffe einzuarbeiten und diesen die Form von Stäbchen, Würfeln oder Quadern zu geben. In der Zeitschrift »Kernenergie«, 5. Jahrgang, 1962, Heft 3, wird auf S. 173 ein Dosimeter-Körper beschrieben, dessen Leuchtstoff in Siliconlack eingebettet

ίο und dann auf ein Trägerblech aufgetragen wurde.

Aus der USA.-Patentschrift 3 141 973 ist ein Auswerteverfahren für Dosimeter-Körper bekanntgeworden, das eine Mehrfach-Auswertung gestattet. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Halterung mindestens zwei Dosimeter-Körper als Plaketten separat angebracht sind, welche einzeln aufgeheizt und ausgewertet werden können. Dieses Verfahren hat allerdings den Nachteil, daß die separaten Dosimeter-Körper auf Grund ihrer technisch nicht völlig auszuschließenden Dotierungs-Unterschiede auch verschiedene Empfindlichkeiten aufweisen, die bei einer in Serie durchgeführten Mehrfach-Auswertung leicht zu Verfälschungen der Meßergebnisse führen. Ein weiterer Nachteil ist die durch die separate Halterung der einzelnen Dosimeter-Körper hervorgerufene größere Flächigkeit, die zu zusätzlichen Meßabweichungen führen kann.

Es ist weiterhin aus einem Artikel von J. H. Schulman und E.J.West in: »The Review of Scientific Instruments«,"Bd. 34, 1963, Nr. 8, S. 863 bis 865, ein Verfahren zur Mehrfach-Auswertung von Thermolumineszenz-Dosimetern bekanntgeworden. Es beruht auf der empirisch gefundenen Tatsache, daß die Wiederausstrahlung der zuvor in der Materie gespeicherten Strahlungsenergie infolge abgestufter thermischer Anregungsintervalle auch wieder sukzessiv geschieht. Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen insbesondere in der enormen Schwierigkeit, das Verhältnis der Maximalamplituden der jeweiligen Emissions-Stufen bei wiederholtem Ausheizen konstant zu halten.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, daß die Mehrfach-Auswertung einer durch Infrarot-Strahlung zur Thermolumineszenz anregbaren Dosimeter-Folie gestattet, ohne daß es dabei mehrerer separater Dosimiter-Elemente oder der fraktionierten Ausheizung auf unterschiedliche Temperaturen bedarf.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Mehrfach-Auswertung der Dosimeter-Folie zunächst nur eine vorbestimmte Teilfläche der Folie der Infrarot-Strahlung ausgesetzt und das dabei ermittelte Thermolumineszenz-Licht gemessen wird, und daß dann die Infrarot-Bestrahlung und die Lumineszenzlicht-Messung mindestens einmal an einer anderen vorbestimmten Teilfläche der Dosimeter-Folie wiederholt werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung sind eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung sowie Beispiele für einige Ausführungsformen von Dosimeter-Folien dargestellt. Dabei zeigt Fig.l die Vorrichtung und die

F i g. 2 bis 4 in schematischer Darstellung die Dosimeter-Folien mit Mustern zur Mehrfach-Auswertung. Die dosierbare Infrarot-Strahlung einer Infrarot-Lichtquelle 1, die beispielsweise ein Nernst-Stift sein

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kann, wird über eine Kondensorlinse 2, ein Infrarot- Die Dosimeter-Folien, deren Trägermaterial zweck-Filter 3 und einen, beispielsweise photographischen, mäßigerweise aus Kunststoff — beispielsweise auf Verschluß 4 durch einen chromatischen Teilerspiegel 5 Silicon-Basis — mit nahezu der gleichen Brechzahl hindurch auf die Dosimeter-Folie 7 geleitet. Zwischen wie das lumineszierende Material besteht, ergeben dem chromatischen Teilerspiegel 5 und der Dosi- 5 nun die Möglichkeit, daß gemäß der Erfindung bei meter-Folie 7 ist eine Sammellinse 6 angeordnet. der Auswertung nur ein Teilbereich ihrer Fläche aus-Hinter der Dosimeter-Folie 7 ist ein Spiegel 8 vorge- geheizt werden kann, wodurch wiederholte Messungen sehen. Das von der Dosimeter-Folie 7 ausgestrahlte der gleichen Strahlendosis, der die Folie ausgesetzt Thermolumineszenz-Licht wird an dem chromatischen gewesen ist, möglich sind. Das ist besonders dann Teilerspiegel 5 reflektiert und über eine Sammellinse 9 io wichtig, wenn einmal nur eine vorläufige Auswertung auf ein lichtempfindliches Element 10 geleitet und mit einer groben Abschätzung der Strahlendosis ermitteis desselben die Lichtsumme, die über einen folgen soll und später eine exaktere Auswertung geweiten Bereich proportional der Dosis ist, gemessen. wünscht wird. Bei der Mehrfach-Auswertung ist

Durch die Infrarot-Strahlung wird infolge der lediglich dafür zu sorgen, daß bei der Ausheizung nur Absorption in der Dosimeter-Folie 7 dieselbe aufge- 15 eines Teilbereiches der Folie die übrigen später ausheizt. Zur Begrenzung des Infrarot-Strahlenbündels zuwertenden Bereiche hinreichend gekühlt werden, dient der Verschluß 4. Zur Erhöhung der Ausheiz- damit nicht durch Wärmeleitung innerhalb der Folie Intensität dient der Spiegel 8, der das durch die Dosi- eine unerwünschte Ausleuchtung erfolgt.
meter-Folie hindurchdringende Infrarot-Licht reflek- Je nach Größe der Folie können zwei oder mehrere tiert. Das hat den Vorteil, daß die Aufheizung sehr 2° Segmente ausgewertet werden. In den Fig. 2 bis 4 schnell erfolgen kann. Letzteres ist besonders dann sind verschiedene mögliche Aufteilungsmöglichkeiten wichtig, wenn die in der Dosimeter-Folie 7 gespei- gezeigt. So zeigt die Fig. 2 eine segmentartige Aufcherte Strahlendosis sehr gering ist, wodurch die teilung in zwei Segmente. Es ist praktisch zwischen Auswertung erheblich erschwert werden könnte. den Segmenten 11 und 12 ein Streifen 13 frei zu

Das von der Dosimeter-Folie 7 durch die Auf- ²5 lassen, damit der Wärmeübergang zwischen 11 und 12

heizung ausgestrahlte Thermolumineszenz-Licht wird, verringert wird. Die F i g. 3 zeigt in ähnlicher Weise

soweit es aus der Folie in Richtung auf den Spiegel 8 vier sektorartige Bereiche, die F i g. 4 schließlich drei

austritt, von diesem ebenfalls reflektiert, so daß es zur Kreisringe und eine innere Kreisfläche. Diese Konfi-

Auswertung beitragen kann. Das Thermolumineszenz- guration der Teilflächen hat den Vorteil, daß die gute

Licht wird über die Linse 6 auf den chromatischen 3<> Ausleuchtung von Kreisen optisch sauberer durch-

Teilerspiegel 5 geleitet, an dem es reflektiert wird, um geführt werden kann als die Ausleuchtung von

dann über die Linse 9 auf das lichtempfindliche Segmenten.

Element 10 zu gelangen. Das lichtempfindliche EIe- Wenn alle Messungen an einer Folie erledigt sind,

ment 10 ist in bekannter Weise Bestandteil einer wird die Folie als Ganzes nochmals — ohne zu

elektronischen Schaltung, die hier nicht näher erläutert 35 messen — ausgeheizt. Dadurch ist sie wieder für be-

zu werden braucht. beliebige neue zu messende Strahlendosen bereit.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Auswertung einer Lqmineszenz-Dosimeter-Folie zum Messen ionisierender Strahlung, bei dem die Dosimeter-Folie einer Infrarot-Strahlung ausgesetzt und das dadurch in der Dosimeter-Folie angeregte, der von ihr aufgenommenen Dosis ionisierender Strahlung proportionale Thermolumineszenz-Licht als Maß für die zu bestimmende Dosis beobachtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Mehrfach-Auswertung der Dosimeter-Folie (7) zunächst nur eine vorbestimmte Teilfläche (z. B. 11) der Folie der Infrarot-Strahlung ausgesetzt und das dabei ermittelte Thermolumineszenz-Licht gemessen wird und daß dann die Infrarot-Bestrahlung und die Lumineszenzlicht-Messung mindestens einmal an einer anderen vorbestimmten Teilfläche (z. B. 12) der Dosimeter-Folie wiederholt werden.