DE3628511A1 - Method of determining the dose of and instant of exposure to radioactive radiation, material for carrying out the method and a method of preparing such a material - Google Patents

Method of determining the dose of and instant of exposure to radioactive radiation, material for carrying out the method and a method of preparing such a material

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    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/02Dosimeters
    • G01T1/10Luminescent dosimeters
    • G01T1/11Thermo-luminescent dosimeters

Abstract

The invention relates to a method of determining the dose of and instant of exposure to radioactive and/or ionising radiation by means of thermoluminescence. A thermoluminescent material of which the glow curve has at least two thermoluminescence peaks is used. For determining the overall dose, the entire glow curve or the peak at the higher temperature is evaluated; for determining the instant of exposure, the relationship between the thermoluminescent intensities of the two peaks is found. The particularly preferred material for carrying out this method contains alpha -tridymite doped with metal ions, in particular copper ions. Furthermore, a method of preparing such an alpha -tridymite is described. <IMAGE>

Description

In der Technik sind verschiedene Materialien bekannt, die auf der Grundlage der Thermolumineszenz zur Bestimmung der Bestrahlungsdosis von radioaktiver oder ionisierender Strahlung geeignet sind. Die entsprechende Meßtechnik wird auch als Thermolumineszenz-Dosimetrie bezeichnet. Ein Beispiel für ein thermolumineszentes Material ist Lithiumfluorid. Beim Einsatz wird dieses Material der zu messenden Strahlung ausgesetzt; die Strahlung bewirkt in dem Material eine Besetzung von Fehl- oder Haftstellen durch Ladungsträger. Die Lebensdauer dieser elektronischen Besetzungszustände ist material- und temperaturabhängig und kann bis zu 100.000 Jahren betragen.Various materials are known in the art, which are based on thermoluminescence for determination the radiation dose of radioactive or ionizing Radiation are suitable. The corresponding measurement technology is also known as thermoluminescence dosimetry. An example of a thermoluminescent material is Lithium fluoride. When used, this material becomes too exposed to measuring radiation; the radiation causes in the material an occupation of imperfections or imprisonment through load carriers. The lifespan of this electronic Occupation conditions depend on the material and temperature and can last up to 100,000 years.

Wird das Material erwärmt, so wird die Rekombination der Ladungsträger begünstigt, und bei der Rückkehr der Ladungsträger in ihre Ausgangszustände entsteht eine charakteristische Lichtstrahlung - die Thermolumineszenz.If the material is heated, the recombination the load carrier favors, and on the return of the Charge carriers in their initial states are created characteristic light radiation - thermoluminescence.

Trägt man in einem Diagramm die emittierte Lichtstrahlung in Abhängigkeit von der Temperatur während des Erwärmungsvorganges auf, so erhält man die sog. Glow-Kurve. Als Maß für die auf das thermolumineszente Material gefallene Strahlung kann man die Höhe des Maximums der Glow-Kurve oder auch die insgesamt emittierte Strahlungsenergie, d.h. das Integral über die Glow-Kurve, verwenden.If one carries the emitted light radiation in a diagram depending on the temperature during the Heating process, you get the so-called glow curve. As a measure of the thermoluminescent material fallen radiation can be the height of the maximum of Glow curve or the total emitted radiation energy, i.e. use the integral over the glow curve.

Mit den bisher bekannten Auswertungsverfahren der Thermolumineszenz-Dosimetrie lassen sich nur relative Dosiswerte und relative räumliche Dosisverteilungen ermitteln; mit diesem Verfahren ist es bisher nicht möglich gewesen festzustellen, zu welchem Zeitpunkt das thermolumineszente Material der Strahlung ausgesetzt wurde.With the previously known evaluation methods of Thermoluminescence dosimetry can only be relative Dose values and relative spatial dose distributions determine; it has not been possible with this method so far been able to determine at what time the thermoluminescent Material exposed to radiation.

Aufgabe der Erfindung ist dementsprechend, ein Verfahren zur Bestimmung der Dosis von radioaktiver oder ionisierender Strahlung mittels Thermolumineszenz so auszugestalten, daß auch der Bestrahlungszeitpunkt ermittelt werden kann. The object of the invention is accordingly a method to determine the dose of radioactive or to design ionizing radiation by means of thermoluminescence, that the time of irradiation is also determined can be.  

Weiter ist es Ziel der Erfindung, ein zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignetes Material anzugeben. Ein solches Material soll insbesondere chemisch weitgehend inert, ungiftig, wiederverwendbar und in der Personen- und Umwelt-Dosimetrie anwendbar sein.It is a further object of the invention to implement one to specify particularly suitable material in this method. Such a material is said to be largely chemically in particular inert, non-toxic, reusable and in the personal and Environmental dosimetry may be applicable.

Schließlich soll ein einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren für ein solches Material angegeben werden.After all, it's supposed to be a simple and inexpensive Manufacturing process specified for such a material will.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 gelöst, das erfindungsgemäß nach der im kennzeichnenden Teil dieses Anspruches angegebenen Weise ausgestaltet ist.This task is done with a method according to the generic term of claim 1 solved the invention according to the specified in the characterizing part of this claim Is designed.

In den Unteransprüchen sind weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie bevorzugte Materialien zum Einsatz bei diesem Verfahren und ein Herstellungsverfahren für ein besonders bevorzugtes Material angegeben.Further refinements are in the subclaims of the method according to the invention and preferred materials for use in this process and a manufacturing process specified for a particularly preferred material.

Die Erfindung nutzt den Effekt des "fading" aus. Ein Teil der Anregungszustände, die von der Strahlung im thermolumineszenten Material verursacht werden, kehren bereits bei Zimmertemperatur in ihre Ruhezustände zurück, wobei dieser Übergang unter Aussenden von Phosphoreszenzlicht oder auch strahlungslos erfolgen kann. Dieser Effekt des "fading" hat die für Meßzwecke an sich nachteilige und unerwünschte Folge, daß die Glow-Kurve und insbesondere die Höhe von deren Maxima abnehmen. Der Effekt des "fadings" ist bei Maxima im unteren Temperaturbereich der Glow-Kurve größer als bei Maxima im höheren Temperaturbereich. Das bedingt, daß mit zunehmendem zeitlichen Abstand von dem Bestrahlungszeitpunkt die bei niedriger Temperatur liegenden Maxima der Glow-Kurve stärker absinken als die bei höherer Temperatur liegenden Maxima. Gemäß der Erfindung wird dieser Umstand ausgenutzt, indem aus einem Vergleich zwischen den Peak-Höhen oder zwischen den Integralen dieser Peaks ein Rückschluß auf die Zeitspanne gezogen wird, die zwischen dem Messen der Glow-Kurve und dem Bestrahlungszeitpunkt vergangen ist. The invention takes advantage of the effect of "fading". A Part of the excitation states caused by the radiation in the thermoluminescent Material caused are already sweeping return to their rest states at room temperature, whereby this transition while emitting phosphorescent light or can also be done without radiation. This effect of "fading" has the disadvantage for measurement purposes and undesirable consequence that the glow curve and in particular decrease the height of their maxima. The effect of "fading" is at maxima in the lower temperature range of the glow curve larger than at maxima in the higher temperature range. The requires that with increasing distance from the Irradiation time those at low temperature Maxima of the glow curve decrease more than those at higher temperature maxima. According to the invention this fact is exploited by making a comparison between the peak heights or between the integrals these peaks were used to draw conclusions about the time span between measuring the glow curve and the Irradiation time has passed.  

Als "Material" im Sinne der vorliegenden Erfindung sind nicht nur reine chemische Verbindungen zu verstehen, sondern auch Mischungen zweier unterschiedlicher thermolumineszenter Stoffe, wobei der eine Stoff einen Glow- Kurven-Peak bei einer ersten, niedrigen Temperatur und der andere Stoff einen Glow-Kurven-Peak bei einer zweiten, höheren Temperatur besitzt. Prinzipiell ist auch eine Gestaltung möglich, bei der zwei Körper aus unterschiedlichen thermolumineszenten Stoffen zusammengesetzt oder in enger räumlicher Nachbarschaft angeordnet sind. "Material" i.S. der Erfindung ist dann die Anordnung dieser beiden Körper.As "material" in the sense of the present invention are not only to be understood as pure chemical compounds, but also mixtures of two different thermoluminescent centers Fabrics, where one fabric has a glow Curve peak at a first, low temperature and the other substance has a glow curve peak on a second one, has a higher temperature. In principle there is also one Design possible in which two bodies from different composed of thermoluminescent substances or are arranged in close spatial proximity. "Material" i.S. the invention is then the arrangement of these two Body.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren beschrieben und näher erläutert.In the following, the invention is based on exemplary embodiments and described and explained in more detail in the figures.

Fig. 1 zeigt eine Thermolumineszenzkurve (Glow-Kurve) zur Erläuterung der Erfindung; Fig. 1 shows a Thermolumineszenzkurve (glow curve) for explaining the invention;

Fig. 2 zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit zwischen der gemessenen Intensität der Thermolumineszenzstrahlung und der voraufgegangenen Bestrahlungsdosis. Fig. 2 is a diagram showing the relationship between the measured intensity of Thermolumineszenzstrahlung and voraufgegangenen irradiation dose.

Ein erstes Material, das gemäß der Erfindung zur Thermolumineszenz- Dosimetrie mit gleichzeitiger Bestimmung des Bestrahlungszeitpunktes dienen kann, ist eine Mischung aus Dysprosium-dotiertem Calciumsulfat (CaSO₄ : Dy) und Mangan-dotiertem Calciumsulfat (CaSO₄ : Mn). Diese beiden Materialien besitzen folgende Eigenschaften:A first material that can be used according to the invention for thermoluminescence dosimetry with simultaneous determination of the time of irradiation is a mixture of dysprosium-doped calcium sulfate (CaSO₄: D y ) and manganese-doped calcium sulfate (CaSO₄: Mn). These two materials have the following properties:

Die Empfindlichkeitswerte sind jeweils auf Lithiumfluorid (LiF TLD-100) bezogen. Bei diesem Beispiel ist das Dysprosium-dotierte Calciumsulfat das Material mit dem zweiten, bei höherer Temperatur liegenden Peak, das Mangan-dotierte Calciumsulfat das Material mit dem bei niedrigerer Temperatur liegenden "ersten" Peak. Zwar zeigen diese Materialien trotz ihres gleichen Wirts-Gitters (CaSO₄) verschiedene Empfindlichkeiten für verschiedene Energien der einfallenden Strahlung, so daß sie verschiedene Thermolumineszenzeigenschaften haben; dies kann jedoch durch eine geeignete Eichung und Aufstellung von Eichtabellen ausgeglichen werden.The sensitivity values are in each case on lithium fluoride (LiF TLD-100). In this example, the dysprosium is doped Calcium sulfate the material with the second,  peak at higher temperature, the manganese-doped Calcium sulfate is the material with the lower temperature lying "first" peak. Although these materials show different despite their same host lattice (CaSO₄) Sensitivities to different energies of the incident Radiation so that they have different thermoluminescent properties to have; however, this can be done by an appropriate Calibration and preparation of calibration tables can be balanced.

Dieses Thermolumineszenz-Material kann als Mischung loser Kristallpulver verwendet werden, wobei zur Umhüllung Kapseln aus Kunststoff, Glas oder Aluminium dienen. Es ist auch möglich, das pulverförmige Material in einem Träger wie z.B. Teflon oder einem anderen Kunststoff einzubetten. Schließlich kann dieses Material auch als Sinter- oder Preßkörper eingesetzt werden.This thermoluminescent material can be used as a mixture loose crystal powder are used, being used for wrapping Capsules made of plastic, glass or aluminum are used. It is also possible, the powdery material in a carrier such as e.g. Embed Teflon or another plastic. In the end this material can also be used as a sintered or pressed body be used.

Wie bereits erwähnt wurde, müssen die beiden Stoffe mit unterschiedlichen thermolumineszenten Eigenschaften, in dem gegebenen Beispiel CaSO₄ : Dy und CaSO₄ : Mn nicht notwendigerweise durchmischt werden, um als Thermolumineszenzmaterial dienen zu können, es ist auch möglich, jeweils eine Tablette aus CaSO₄ : Dy und eine weitere Tablette aus CaSO₄ : Mn zu pressen und beide Tabletten nebeneinander anzuordnen. Aus dem durch Eichmessung bestimmten fading der beiden Tabletten kann dann für dosimetrische Messungen aus einem Vergleich der Glow-Kurven-Peaks dieser beiden Materialien ein Rückschluß auf den Bestrahlungszeitpunkt gezogen werden.As already mentioned, the two substances with different thermoluminescent properties, in the given example CaSO₄: Dy and CaSO₄: Mn not necessarily to be mixed as a thermoluminescent material to be able to serve, it is also possible to serve each one tablet of CaSO₄: Dy and another tablet CaSO₄: Mn to squeeze and both tablets side by side to arrange. From the fading determined by calibration measurement Both tablets can then be used for dosimetric measurements a comparison of the glow curve peaks of these two materials a conclusion about the time of irradiation will.

Ein weiteres Verfahren, das sich für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet, ist Terbium- dotiertes Magnesium-ortho-silicat (Mg₂SiO₄ : Tb). Die Glow- Kurve dieses Materials zeigt verschiedene Peaks bei 50, 90, 170, 300 und 420°C, wobei der größte Peak der bei 300°C ist.Another procedure that is suitable for implementation of the method according to the invention is terbium doped magnesium orthosilicate (Mg₂SiO₄: Tb). The glow Curve of this material shows different peaks at 50, 90, 170, 300 and 420 ° C, with the largest peak being at 300 ° C.

Untersuchungen des Erfinders haben ergeben, daß ein Material, das mit Metallionen dotiertes α-Tridymit enthält, sich gut für den Einsatz in dem erfindungsgemäßen Verfahren eignet. Eine Dotierung mit Fe- oder Cu-Ionen liefert ein Material, bei dem die Glow-Kurve zwei Peaks aufweist, wobei das Fading des bei niedriger Temperatur liegenden Peaks kurzzeitig ist und einer Kinetik erster Ordnung folgt. Gegenüber einem Material, das aus zwei verschiedenen Thermolumineszenzstoffen zusammengesetzt ist, ergibt sich der weitere Vorteil, daß für die Bildung der Störstellen gleiche Absorptions- und Maschenschwächungskoeffizienten vorliegen, so daß die Eichung des Materials besonders einfach wird. Eine Dotierung mit Cu-Ionen liefert ein Material, das eine gute Empfindlichkeit besitzt und bei dem die Lage der Glowkurvenpeaks und das Peakhöhenverhältnis besonders günstig ist.Investigations by the inventor have shown that a material which contains α- tridymite doped with metal ions is well suited for use in the process according to the invention. Doping with Fe or Cu ions provides a material in which the glow curve has two peaks, the fading of the low-temperature peak being brief and following first-order kinetics. Compared to a material that is composed of two different thermoluminescent substances, there is the further advantage that the same absorption and weakening coefficients are present for the formation of the defects, so that the calibration of the material is particularly simple. Doping with Cu ions provides a material which has good sensitivity and in which the position of the glow curve peaks and the peak height ratio are particularly favorable.

Die Glow-Kurve eines Thermolumineszenzmaterials dieser Art ist in der Fig. 1 dargestellt, die Abhängigkeit zwischen der eingestrahlten Dosis und der Intensität der Thermolumineszenzstrahlung in Fig. 2. Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß das erste Maximum der Glow-Kurve bei etwa 400 K, das zweite Maximum bei etwa 520 K liegt. Die Höhen und die Lagen der Glow-Kurven-Peaks dieses Materials sind für die Bestimmung des Bestrahlungszeitpunktes besonders günstig. Der bei niedriger Temperatur liegende Glow-Kurven- Peak ist besonders hoch, so daß sein Absinken aufgrund des fading-Effektes in dem Zeitraum zwischen Bestrahlung und Messung besonders genau bestimmt werden kann. Das fading des ersten Peaks gehorcht einer Kinetik erster Ordnung und läßt damit eine Bestimmung des Bestrahlungszeitpunktes zwischen einem Tag bis zu mehreren Monaten zu.The glow curve of a thermoluminescent material of this type is shown in FIG. 1, the dependence between the irradiated dose and the intensity of the thermoluminescent radiation in FIG. 2. It can be seen from the illustration that the first maximum of the glow curve is around 400 K. , the second maximum is around 520 K. The heights and positions of the glow curve peaks of this material are particularly favorable for determining the time of irradiation. The glow curve peak, which is at a low temperature, is particularly high, so that its decrease due to the fading effect can be determined particularly precisely in the period between irradiation and measurement. The fading of the first peak obeys first-order kinetics and thus allows the time of irradiation to be determined between one day and several months.

Ein weiterer Vorzug dieses Materials ist seine besonders gute Wiederverwendbarkeit, weil offenbar die radioaktive Strahlung in diesem Material keine bleibenden Schäden verursacht, die die Thermolumineszenzeigenschaften verschlechtern. Weiterhin ist dieses Quarz-artige Material chemisch inert und läßt sich damit in verschiedenartigsten Umgebungsatmosphären einsetzen. Die Empfindlichkeit dieses Materials sowie die Peaklage und das Peakhöhenverhältnis kann durch Einstellung der Kupferkonzentration und die Temperzeiten bestimmt werden.Another advantage of this material is its particularly good reusability because apparently the Radioactive radiation in this material does not cause permanent damage to the thermoluminescent properties worsen. Furthermore, this is quartz-like material chemically inert and can be used in many different ways Use ambient atmospheres. The sensitivity of this  Materials as well as the peak position and the peak height ratio can by adjusting the copper concentration and the annealing times are determined.

Ein besonders bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines Kupfer-dotierten α-Tridymit-haltigen Materials läuft folgendermaßen ab:A particularly preferred process for the production of a copper-doped α- tridymite-containing material proceeds as follows:

Eine wäßrige Natriumsilicatlösung (Wasserglas), z.B. 10 ml, wird unter Rühren mit einer gleichen Menge (10 ml) einer 0,02 molaren Kupfer(II)chlorid-dihydrat-Lösung und einem Tropfen konzentrierter Salzsäure versetzt. Das Reaktionsgemisch wird etwa 12 Stunden im Trockenschrank bei 400 K getrocknet und gealtert. Danach wird das Reaktionsprodukt zerkleinert und gereinigt, wobei die Reinigung beispielsweise mit verdünnter Salzsäure durchgeführt wird. Nach Reinigung und Fraktionierung des zermahlenen Materials mit einem Prüfsieb wurde eine Charge mit einer Teilchengröße von 100 bis 250 µm in einem Aluminiumoxidtiegel getempert, in dem Beispielsfall 1 Stunde bei 1280 K mit einer nachfolgenden kurzzeitigen Erhitzung auf 1420 K für 5 Minuten. Mit nochmaligem Sieben wurde eine Korngrößen- Fraktion von 160 bis 250 µm abgetrennt, mit Salzsäure gewaschen und mehrmals mit destilliertem Wasser und Isopropanol gespült und dann im Trockenschrank bei 350 K getrocknet. Das so erhaltene Material besteht aus metastabilem α-Tridymit, das mit Kupfer dotiert ist, und enthält ferner noch amorphes Silicatglas und Spuren von Kupfer- und Natriumchlorid. Dieses Material wird dann in ein Quarzrohr verbracht, das anschließend evakuiert und mehrmals mit Stickstoff und danach mit sauerstoff- freiem Helium gespült wird. Nach Einstellung eines Atmosphärendruckes von 500 Torr Helium wurde das Material in dieser Atmosphäre 30 Minuten lang bei etwa 670 K getempert. Mit dieser Temperung werden die bei der Herstellung des α-Tridymits verursachten Fehlstellen entleert und auf diese Weise auch das Auftreten von Spur-Peaks vermieden. Durch dieses Verfahren wird das Material zum Einsatz als Dosimeter vorbereitet und eventuelle Vorbestrahlungen ausgeglichen.An aqueous sodium silicate solution (water glass), for example 10 ml, is mixed with stirring with an equal amount (10 ml) of a 0.02 molar copper (II) chloride dihydrate solution and a drop of concentrated hydrochloric acid. The reaction mixture is dried in a drying cabinet at 400 K and aged for about 12 hours. The reaction product is then comminuted and purified, the cleaning being carried out, for example, with dilute hydrochloric acid. After cleaning and fractionation of the ground material with a test sieve, a batch with a particle size of 100 to 250 μm was annealed in an aluminum oxide crucible, in the example 1 hour at 1280 K with a subsequent brief heating to 1420 K for 5 minutes. With repeated sieving, a particle size fraction of 160 to 250 μm was separated off, washed with hydrochloric acid and rinsed several times with distilled water and isopropanol and then dried in a drying cabinet at 350 K. The material thus obtained consists of metastable α- tridymite, which is doped with copper, and also contains amorphous silicate glass and traces of copper and sodium chloride. This material is then placed in a quartz tube, which is then evacuated and flushed several times with nitrogen and then with oxygen-free helium. After setting an atmospheric pressure of 500 torr helium, the material was annealed at about 670 K in this atmosphere for 30 minutes. With this tempering, the defects caused during the production of the α- tridymite are emptied and in this way the occurrence of trace peaks is avoided. This process prepares the material for use as a dosimeter and compensates for any previous radiation.

Das mit diesem Verfahren erhaltene Material wurde mit einer Testdosis von 5 mGy in einer Cs-137-Quelle mit einer Aktivität von 9 µm Ci bestrahlt. Eine Probe von 25 mg wurde anschließend in einer Thermolumineszenzapparatur mit einer Aufheizgeschwindigkeit von 5 K/s und einem Arbeitsdruck von 5 Torr Helium aufgeheizt. Die spektrale Durchlässigkeit der Filter der Anordnung lag bei 340 bis 550 nm. Die Thermolumineszenzstrahlung wurde mit einer Photon- Counting-Einheit bei einer Photovervielfacherspannung von 1000 V gemessen. Die Glow-Kurve zeigt zwei Peak-Maxima bei etwa 400 K und 520 K. Der erste, direkt nach der Bestrahlung gemessene Glow-Kurven-Peak besitzt eine Empfindlichkeit von V = 1,45 Gy/cm oder 0,09 µ Gy/count und der zweite Peak eine Empfindlichkeit von H = 2,28 m Gy/cm oder 0,14 µ Gy/count. Unter diesen Meßbedingungen betrug die unterste Grenze der Empfindlichkeit etwa 0,2 m Gy.The material obtained by this method was irradiated with a test dose of 5 mGy in a Cs-137 source with an activity of 9 µm Ci. A 25 mg sample was then heated in a thermoluminescent apparatus at a heating rate of 5 K / s and a working pressure of 5 torr of helium. The spectral transmission of the filters of the arrangement was 340 to 550 nm. The thermoluminescent radiation was measured with a photon counting unit at a photomultiplier voltage of 1000 V. The glow curve shows two peak maxima at approximately 400 K and 520 K. The first glow curve peak measured directly after the irradiation has a sensitivity of V = 1.45 Gy / cm or 0.09 µ Gy / count and the second peak has a sensitivity of H = 2.28 m Gy / cm or 0.14 µ Gy / count. Under these measurement conditions, the lowest sensitivity limit was about 0.2 m Gy.

Bei diesem Thermolumineszenzmaterial gehorcht das fading (Ausgleichen) des ersten Glow-Kurven-Peaks einer Kinetik erster Ordnung. Die Geschwindigkeitskonstante k wurde zu 0,059 1/d ermittelt, was eine Halbwertszeit von 11,75 Tagen bedeutet. Der zweite Peak ist über mindestens 10 Halbwertszeiten des ersten Peaks stabil und stellt ein direktes Maß für die eingestrahlte Dosis dar. Das Verhältnis der Höhen oder counts der beiden Peaks zueinander ergibt nach Eichung den Bestrahlungszeitpunkt:With this thermoluminescent material, the fading of the first glow curve peak obeys first-order kinetics. The rate constant k was found to be 0.059 1 / d, which means a half-life of 11.75 days. The second peak is stable over at least 10 half-lives of the first peak and is a direct measure of the irradiated dose. The ratio of the heights or counts of the two peaks to one another, after calibration, gives the time of irradiation:

t = 1/k · ln [F · L x (H)/L x (V)] t = 1 / k · ln [ F · L x (H) / L x (V) ]

wobeiin which

k = 5,9 · 10-2/d k = 5.9 x 10 -2 / d

und
F = H/V = 1,56-1,57, je nach Auswertungsverfahren
and
F = H / V = 1.56-1.57, depending on the evaluation method

(dabei bedeutet H/V den Quotienten aus der Lichtintensität des hinteren zweiten Peaks zu der des ersten, vorderen Peaks, wobei beide unmittelbar nach einer definierten Bestrahlung gemessen werden)
und L x (H) die Lichtintensität des zweiten Peaks nach der Lagerdauer t x nach der Bestrahlung,
und L x (V) die Lichtintensität des ersten, vorderen Peaks nach der Lagerdauer t x sind.
( H / V means the quotient of the light intensity of the rear second peak to that of the first, front peak, both being measured immediately after a defined irradiation)
and L x (H) the light intensity of the second peak after the storage time t x after the irradiation,
and L x (V) are the light intensity of the first front peak after the storage period t x .

Ein mit dem nach dem beschriebenen Verfahren hergestelltes Dosimetermaterial auf der Basis von α-Tridymit wurde in einem Personendosimeter eingesetzt. Nachdem das Dosimeter zu einem der Meßperson unbekannten Zeitpunkt einer Bestrahlung ausgesetzt wurde, wurde die Glow-Kurve gemessen. Der vordere Peak der Glow-Kurve ergab eine Höhe von 16,9 mm oder 26 400 counts, der hintere Peak eine Höhe von 20,6 mm oder 32 200 counts. Mit den voran angegebenen Werten der Parameter k und F wurde ein Zeitraum von t = ca. 263 Std. berechnet, der seit der Bestrahlung vergangen war. Die aufgenommene Gesamtdosis wurde zu 4,5 m Gy berechnet.A dosimeter material based on α- tridymite, produced with the method described, was used in a personal dosimeter. The glow curve was measured after the dosimeter was exposed to radiation at an unknown time. The front peak of the glow curve gave a height of 16.9 mm or 26 400 counts, the rear peak a height of 20.6 mm or 32 200 counts. With the values of the parameters k and F given above, a time period of t = approx. 263 hours was calculated, which had passed since the irradiation. The total dose taken was calculated to be 4.5 m Gy.

Claims (9)

1. Verfahren zur Bestimmung der Dosis von radioaktiver und/oder ionisierender Strahlung mittels Thermolumineszenz, bei dem ein Thermolumineszenzeigenschaften besitzendes Material von der zu messenden Strahlung bestrahlt wird, nach der Bestrahlung erwärmt wird und bei dem die bei Erwärmung aus dem Material austretende Lichtstrahlung gemessen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Strahlung ein Material ausgesetzt wird, bei dem die Glow-Kurve wenigstens zwei Thermolumineszenz-Peaks aufweist, und daß
die Intensitäten der beiden Peaks und/oder die Peakhöhen ins Verhältnis gesetzt werden.
1. A method for determining the dose of radioactive and / or ionizing radiation by means of thermoluminescence, in which a material possessing thermoluminescent properties is irradiated by the radiation to be measured, is heated after the irradiation and in which the light radiation emerging from the material upon heating is measured,
characterized,
that the radiation is exposed to a material in which the glow curve has at least two thermoluminescent peaks, and that
the intensities of the two peaks and / or the peak heights are related.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Material verwendet wird, bei dem das erste Maximum der Glow-Kurve kurzlebig und das zweite Maximum langlebig ist mit keinem spürbaren fading innerhalb des Dosismeßzeitraumes.2. The method according to claim 1, characterized in that a material is used in which the first maximum the glow curve short-lived and the second maximum long-lived is with no noticeable fading within the Dose measurement period. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Material verwendet wird, bei dem das erste Maximum im Temperaturbereich zwischen etwa 300 K und 550 K, insbesondere bei etwa 400 K, und das zweite Maximum oberhalb von 400 K und insbesondere bei 520 K liegt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a material is used at which the first maximum in the temperature range between about 300 K and 550 K, especially at about 400 K, and the second maximum above 400 K and in particular is 520 K. 4. Verwendung einer Mischung aus Dy-dotiertem CaSO₄ und Mn-dotiertem CaSO₄ in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3.4. Use a mixture of Dy-doped CaSO₄ and Mn-doped CaSO₄ in a method according to a of claims 1 to 3. 5. Verwendung von Tb-dotiertem Mg₂SiO₄ in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3.5. Use of Tb-doped Mg₂SiO₄ in a process according to one of claims 1 to 3. 6. Verwendung eines Materials, das mit Metallionen dotiertes α-Tridymit enthält, in einem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3. 6. Use of a material containing α- tridymite doped with metal ions in a process according to claims 1 to 3. 7. Verwendung eines Materials, das mit Cu-Ionen dotiertes α-Tridymit enthält, in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3.7. Use of a material containing α- tridymite doped with Cu ions in a method according to one of claims 1 to 3. 8. Verfahren zur Herstellung eines Materials, das mit Metallionen dotiertes α-Tridymit enthält, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • (1) Zubereiten einer Mischung aus Wasserglas und einer saueren Metallsalzlösung;
  • (2) Alterung der Mischung durch Erwärmung;
  • (3) Zermahlen des gealterten Materials;
  • (4) Tempern des zermahlenen Materials bei einer Temperatur von etwa 500 K bis 1500 K für einen Zeitraum zwischen einer und vierzehn Stunden;
  • (5) nochmaliges Tempern in einem Inertgas, insbesondere in Helium.
8. A process for producing a material which contains α- tridymite doped with metal ions, characterized by the following process steps:
  • (1) preparing a mixture of water glass and an acidic metal salt solution;
  • (2) aging the mixture by heating;
  • (3) grinding the aged material;
  • (4) annealing the ground material at a temperature of about 500 K to 1500 K for a period between one and fourteen hours;
  • (5) annealing again in an inert gas, especially in helium.
9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines Materials, das Cu-dotiertes a-Tridymit enthält, eine Mischung aus Natronwasserglas und Kupfer(II)chlorid- Lösung verwendet wird.9. The method according to claim 5, characterized in that a mixture of sodium silicate and copper (II) chloride solution is used to produce a material which contains Cu-doped a tridymite.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2068327A1 (en) * 2007-11-27 2009-06-10 Agfa HealthCare NV Radiation capturing means and method of determining cumulative exposure doses.
WO2015114669A1 (en) * 2014-01-31 2015-08-06 Indian Council Of Medical Research Sensitization of thermoluminescent dosimeter cas04:dy by co-doping with mn in particular proportion for measurement of low radiation doses and the method of preparation of cas04:dy, mn

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US10273406B2 (en) 2014-01-31 2019-04-30 All India Institute Of Medical Sciences Sensitization of thermoluminescent dosimeter CaSO4:Dy by co-doping with Mn in particular proportion for measurement of low radiation doses and the method of preparation of CaSO4:Dy, Mn

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