FI90288B - Gamma- ja mikroaaltosäteilyn detektori/annosmittari - Google Patents

Description

1 90288

Gamma- ja mikroaaltosäteilyn detektori/annosmittari. -Detektor/dosmetare för gamma- och mikrovägssträlning.

Tämän keksinnön kohteena on säteilyn, erityisesti gammasäteilyn ja muun alhaisen LET (energiansiirtymä) säteilyn, käsittäen lisäksi mikroaallot, ilmaiseminen ja annosmittaus. Ilmaisemis-menetelmä käyttää hyväkseen sitä tosiseikkaa, että varastoitu energia, joka on valitun korkeahöyrypaineisen ilmaisinnesteen ylikuumennettujen erillisten pisaroiden muodossa, voidaan vapauttaa laukaisemalla se gammasäteilyllä tai joissain tapauksissa mikroaaltosäteilyllä.Säteilyannos voidaan määrittää laskemalla laukaistujen tapahtumien lukumäärä, joka ilmenee näkyvinä höyrytaskuina tai paikallisina halkeamina tai aukkoina valitussa joustavassa aineessa, jossa pisarat leijuvat.

Sellaiselle säteilynilmaisimelle on tarvetta, joka pystyy välittömästi ilmaisemaan alhaisen LET säteilykentän, kuten gammasäteiden olemassaolon tai mikroaaltojen olemassaolon . Ilmaisimen olisi suotavaa olla tilankäytöltään tehokas ja riittävän herkkä ilmaisemaan ihmiselle vaarallisina pidetyt säteilytasot, laitetta säteilytettäessä sen tulisi antaa sellaisesta tasosta lukema tai ilmaus helposti tulkittavassa muodossa, sen ei tulisi tarvita ulkopuolista voimanlähdettä (kuten vaihtojännitettä tai paristoja), sen tulisi olla käytettävissä uudelleen niin, että voidaan tehdä useita mittauksia eri tilanteissa ja sen tulisi olla kykenevä tallentamaan sisäänsä kokonaislukemat useista mittauksista. Kyseisenkaltaisa ilmaisinta voidaan soveltaa useilla työskentelyalueilla sisältäen tutkimus-, teollisuus-, lääketiede-, ympäristö-, sotilas- ja siviilisuojelun. Mikään olemassa oleva gamma- tai mikroaaltoilmaisin ei pysty täyttämään näitä laatuvaatimuksia.

Kaikki olemassa olevat mikroaaltoilmaisimet tarvitsevat ulkopuolisen voimanlähteen toimiakseen ja ne ovat siten kelpaamattomia tässä yhteydessä. Lyhyt katsaus mikroaaitoilmaisi-miin on löydettävissä viitteessä 1.

2 90288

Vaikka suurta määrää laitteita on käytetty gammasäteiden ilmaisemiseen, on tavallisen gammasädeilmaisimen toiminnan runkona kolme perusperiaatetta: (1) ne käyttävät sähkövoimaa säteily-indusoitujen tapahtumien vahvistamiseen tai kokoamiseen tehdäkseen ne todennettaviksi, esim. kaasulaskimia, tuikelaskimia ja puolijohdeilmaisimia ; (2) ne käyttävät säteily-indusoitua vaihtoa aineena, joka on jälkeenpäin kehitetty antamaan ilmauksen säteilytyksestä, esim. lämpöloistedosimetreja , valokuvausemulsioita , stimuloidulle elektroniemissiolle perustuvaa ilmaisinta , pii-diodeita , ja säteilyvaikutusta lasiin tai nestemäisiä kemikaaleja ; (3) säteily-indusoitua vaihtoa aineessa tai laitteessa, jota voi daan havainnoida välittömästi, esim. tasku-ionisoimiskammioi-ta ,säteilykromaattisia ilmaisimia ja elektreettejä .

Koska ilmaisimet kategoriassa 1 käyttävät sähkövoimaa, ne ovat epäsopivia edellä mainittuihin tarkoituksiin. Koska ilmaisimet kategoriassa 2 eivät anna välitöntä ilmausta säteilykentästä, niitä ei voida pitää relevantteina. Koska kategorian 3 gammasädeilmai-similla on joitain yhteisiä ominaisuuksia halutunlaisen ilmaisimen kanssa, keskustellaan niiden periaatteista ja rajoituksista yksityiskohtaisemmin .

TASKU-IONISOIMISKAMMIO

Tämä ilmaisin käsittää suljetun sylinterin, joka on esim. noin 10 cm pitkä ja halkaisijaltaan 1 cm ja joka osana laitetta sisältää pienen ionisoimiskammion. Ionisoimiskammion sisäseinänä on peitetty muovilla, jonka atomikoostumus lähenee ihmiskudosta. Pieni säie on asetettu kammioon siten, että sen tarkan sijainnin määrää säikeessä oleva sähkövaraus. Kun ilmaisimessa on varaus, säikeen sijainti on kauinpana varauksetonta tilaa vastaavasta perusasennosta. Ilmaisimen käyttämiseksi on säie alussa varautunut siten, että se on 0-asennossa. Kun ilmaisin on altistettu säteilylle, kammiossa olevan kaasun ionisaatio aiheuttaa pienenemisen il 3 90288 säikeen kokonaisvarauksessa ja tämän seurauksesta säie siirtyy asentoon, joka on lähellä positiivisen lukeman antavaa asentoa. Liikkeiden ala voidaan käsittää asteikkoa vasten, jotta saadaan sä-teilytyksen määrästä mittaustulokset. Kun säie saavuttaa perusasennon, täytyy ilmaisimen varautua uudelleen, jotta sitä voitaisiin jälleen käyttää. Tämän ilmaisimen rajoitus on, että se tarvitsee sähkövoimaa ilmaisimen uudelleen varaamiseksi; menetelmä ilmaisimen varaamiseksi ei ole yksinkertainen ja vaatii teknistä harjaannusta; ilmaisimessa ei ole käytettävissä mitään pysyvää lukeman merkintää; ilmaisin ei ole kovin herkkä ( ei pysty ilmoittamaan muutaman milliremin tarkkuudella säikeen vähäisen liikkeen takia ); eikä ilmaisinta ole helppo lukea säteilytyksen aikana, koska kammioon täytyy tähyillä vasten valaistua taustaa, jotta säie näkyisi.

SÄTEILYKROMI-ILMAISIN

Tämä ilmaisin koostuu säteilykromiväriaineesta, joka tavallisimmin on geelin muodossa ja joka on molemmista päistään kirkkaalla epok-silla suljetun ohuen muoviputken sisällä. Muoviputken taitekerroin on valittu niin, että se on pienempi kuin ydinmateriaalin taitekerroin niin, että laite toimii kuten optinen aaltoputki. Säteilytyksen aikana säteilykromiväriaine vaihtaa väriä ja muuttaa aal-toputken optiset ominaisuudet. Säteilykromiväriaineen näkyvää il-menemistapaa voidaan säteilytyksen jälkeen käyttää karkeana säteilyannoksen ilmaisimena. Tarkempiin annosmittauksiin voidaan käyttää läpäisseiden voimakkuuksien suhteita ennen ja jälkeen säteily ttämistä kahdella eri valon aaltopituudella. Tämän ilmaisimen pääasiallinen rajoitus on riittämätön herkkyys. Säteilykromiväriaineen ilmenemistapaa käyttämällä on vaikea ilmaista pienempää kuin 1 sät. Ilmaisinta ei voida käyttää uudelleen, vaikka peräkkäiset säteilytykset ovat kumulatiivisia.

ELEKTREETIT

Elektreet.it ovat dielektrinen materiaali, kuten teflon TM, jolle voidaan aiheuttaa pysyvä sähkövaraus. Tämä varaus on yleensä yhdistelmä pintavarausta, avaruusvarausta ja polarisaatiota, ja se 4 90288 voidaan tuottaa sellaisilla menetelmillä kuten asettamalla di-elektrinen materiaali kahden elektrodin väliin, joita pidetään tietyn ajan verran korkeassa jännitteessä. Polymeeristen elekt-reettien kehittäminen, jotka voivat pitää yl]ä voimakasta sähkökenttää ja pitkäaikaista pysyvyyttä, herätti kiinnostuksen elekt-reettien käyttöön säteilyn annosmittauksessa. Tässä sovelluksessa elektreettiä käytetään ionisoimiskammiossa kuten yhtä tai kumpaakin elektrodeista. Kaasun ionisoituminen kammion sisässä tuottaa varauksia, jotka siirtyvät elektreettiin aiheuttaen itseasiassa elektreetin varauksen kokonaispienenemisen. Täten, mittaamalla varaus elektreetissä ennen ja jälkeen kammion altistamista säteilylle, on mahdollista mitata saatu annos. Elektreettidosimetrien rajoituksina on, että ne ovat edelleen kehittelyasteella: käytössä olevat koelaitteet eivät anna välitöntä annoslukemaa, koska ne käyttävät monimutkaisia lukumenetelmiä ( esim. galvanometrin käyttö ) säteilytyksen jälkeenja pitkäaikaista stabiliteettia ( esim. useita kuukausia ) eikä dosimetrien laaduntarkkailua ole vielä ratkaistu.

Kuvailimme aikaisemmin, U.S. Patentti No. 4,613,758, julkaistu 23. syyskuuta 1986, Ing et ai, suoralukema-ilmaisimen/dosimetrin neutroneille ( ja muulle korkealle LET säteilylle ), jossa tulevat neutronit saattavat kiinteässä väliaineessa olevat ylikuumennetut pisarat höyTyyntymään räjähtäen. Tästä seuraavat höyrykuplat ovat nähtävissä ,jane jättävät tuloksen, joka on laskettavien kuplien muodossa tai vahingoittuneiden kohtien muodossa kiinteässä väliaineessa. Tässä neutroni-ilmaisimessa on suurin osa ominaispiirteitä, jotka yllä on määritelty halutunlaiselle gamma/mikroaaltoilmaisi-melle, mutta se on kykenemätön ilmaisemaan gamma-ja mikroaaltosatei1yä alhaisemman energiatiheyden vuoksi, jonka mainitut säteilyt tuottavat ilmaisinväliaineessa. Aikaisemmin emme pitäneet mahdollisena sitä, että pisara kiinteässä väliaineessa- järjestelmä voitaisiin tehdä kyllin herkäksi, jotta se ilmaisisi gamma- ja mikro-aaltosäteilyn ja, jotta se samanaikaisesti olisi kyllin s 90288 stabiili itsestään tapahtuvaa höyryyn tyrnistä vastaan ollakseen käyttökelpoinen.

Esillä olevan keksinnön kohteena on aikaansaada patenttivaatimuksen l johdanto-osan mukainen säteilyilmaisin ja dosimetri sekä patenttivaatimuksen 12 johdanto-osan mukainen menetelmä säteilyilmaisimen ja dosimetrin valmistamiseksi ja aktivoimiseksi. Tämän päämäärän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle säteilyilmaisin/dosimetrille on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on puolestaan tunnusomaista patenttivaatimuksen 12 tunnusmerkkiosassa esitetyt asiat.

Lyhyt kuvien selitys:

Kuvio 1 on kaavio säteen R suurennetusta ilmaisinnestepisarasta D kiinteässä väliaineessa M paineen P alaisena. Nestepisaran D sisällä on esitettynä säteen r pieni höyrykupla B, B:n koon ollessa huomattavasti liioiteltu.

Kuvio 2 on kaaviokuva, joka esittää ilmaisinnesteen pisaroiden (abskissa) ylikuumennusasteen ja niiden herkkyyden Co-60 gamma-säteille (ordinaatta) neljässä lämpötilassa. Gammailmaisukynnys ja itsestään tapahtuvan kiteytymisen alkaminen on ilmaistu.

Kuvio 3 on kaavio, joka kuvaa pisaroiden ylikuumennusasteen alueet ja säteilytyypit, joiden havaittiin laukaisevan höyryyntyrnisen näillä alueilla.

Kuvio 4 on kaaviokuva ilmaisimen herkkyyden variaatiosta (höyryyn-tyneissä kuplissa per säteilyn mrem) käyttöaikana (päivissä). Keskipiste ilmaisee keskiarvon viiden ilmaisimen näytteessä ja pystysuora linja viiden lukeman vaikutuspiirin.

Kuvio 5 on kaavakuva, joka esittää reagoinnin kuplissa per ilmaisimen mrem eri lämpötiloissa altistettuna Cs-137 gammasäteille.

6 90288

Muutokset lng et ai neutroni-ilmaisimeen, joita tarvittaisiin ehdotettuun gamma/mikroaaltoilmaisimeen ovat (a) on tehtävä kyseiset ilmaisimet herkiksi gammasäteille ja mikroaalloille, kun taas niiden on pysyttävä vakaina itsestään tapahtuvaa kiteytymistä vastaan, ja (b) on tehtävä kyseiset ilmaisimet uudelleenkäytettäviksi säilytettäessä lukemien kokonaismerkintä.

Jotta lng et ai neutroni-ilmaisin saataisiin herkäksi gammasäteille ja/tai mikroaalloille, on tarpeellista tietää miten tehdä ilmaisin herkemmäksi pienentämällä energiatiheyden määrää väliaineessa, jonka halutaan aiheuttavan pisaroiden räjähtämisen. Kuvio 1 esittää kaavion säteen R suurennetusta ilmaisinnestepisarasta kiinteässä joustavassa väliaineessa M. Nestepisaran sisällä on säteen r ilmaisinnesteen pieni höyrykupla. Jos tämä säteilyn muodostama höyrykupla ylittää säteen rc kriittisen koon, höyrykupla kasvaa ja pisara "räjähtää". Jos kuplan koko on alle kriittisen koon, se kutistuu ilmaisinnesteen pintajännityksen vaikutuksen alaisuudessa ja häviää. Tässä tapauksessa ei säteilyä voida ilmaista koska se ei tuottanut riittävää energiatiheyttä tarpeeksi suuren höyrykuplan muodostamiseksi. Mitä pienempi on kriittinen säde, sitä pienempää energiatiheyttä tarvitaan kriittisen kuplan tuottamiseen ja sitä herkempi on ilmaisin kevyesti ionoivalle säteilylle.

Kriittisen säteen rc ja ilmaisimen ominaisuuden välisen suhteen antaa r (1) rc = -W~ p4-p-2r*

R

jossa 'T·*· on pintajännitys ilmaisinnesteen ja sen oman höyryn välissä, on pintajännitys ilmaisinnesteen ja ilmaisinväliaineen välissä, Pj_on luontainen ilmaisinnesteen höyrynpaine (joka on lämpötilan voimakas funktio) ja P on sovellettu paine joustavassa väliaineessa. Tämän yhtälön alkuperä seuraa J.W. Gibbsin analyysistä (Transactions of Connecticut Academy of Arts & Sciences (1878) s. 343). Aiemmissa kehittämissämme ilmaisimissa ΔΡ = PÄ_ ~ P arvot olivat vaikutuspiirin sisällä ilmakehästä 1.5 ilmakehään 4.0. Kyseisenlaiset ilmaisimet eivät olleet herkkiä gammasäteille.

li 7 90288

Jotta ilmaisimet saataisiin herkiksi gammasäteilylle, rc on tehtävä pienemmäksi. Tämä on yksinkertaisinta tehdä nostamalla PJ? , vaikkakin jotkut muutkin ratkaisut, kuten ilmaisinnesteen valit-

o PM

seminen pienemmällä T taif* , P:n vähentäminen, ja R:n nostaminen voisivat myös toimia sopivalla tavalla.

Olen nyt saanut selville, että oikeaoppisella ilmaisinnesteen valitsemisella ja ylikuumennuksen asteella ja tämän sisällöllä voidaan muodostaa ilmaisin ja dosimetri, jotka ovat hyvin herkät gamma- ja sen lisäksi mikroaaltosäteilylle, välttäen samanaikaisesti kaiken mainittavan itsestään tapahtuvan kiteytymisen ja höyryyntymisen.

Tämä keksintö tarjoaa suoralukemailmaisimen ja dosimetrin gammasäteilylle ja muulle alhaiselle LET (energiansiirtyma) säteilylle, sekä lisäksi mikroaalloille, ja se käsittää: (a) joustavan kiinteän väliaineen, joka on riittävän läpinäkyvä tai läpikuultava, jotta se sallii sisällään olevien erillisten kuplien paljastumisen, ja (b) valitun korkeahöyrynpaineisen ilmaisinnesteen erilliset pisarat, jotka ovat hajallaan mainitussa kiinteässä väliaineessa, pisaroilla ollessa riittävän korkea ylikuumennusaste höyryyntyäkseen gammasäteilylle altistamisessa ja lisäksi altistamisessa mikroaaltosäteilylle tai muulle säteilylle, joka tuottaa alhaisen energiatiheyden väliaineessa, tai pisaroiden ollessa riittävän paineen alaisina kumotakseen tämän ylikuumennuksen, ylikuumennusasteen ollessa kontrolloitu olemaan vaikuttavan itsestään syntyvän höyryyntymisen alapuolella, kiinteän väliaineen ollessa kykenevä pitämään höyryt jokaisesta pisarasta pisaran paikalla.

Ollessaan aktivoidussa muodossa, pisaraylikuumenmiksen tulisi olla kontrolloitu olemaan vaikutuspiirissä 4 - noin 10 ilmakehää gammaherkkyydelle ja noin 8 - noin 10 ilmakehää mikroasitoherk-kyydelle.

8 90288

Keksintö sisältää menetelmän tässä kuvatun ilmaisimen ja dosimet-rin valmistamiseksi, ja se käsittää: (a) korkeahöyrynpaineisen ilmaisinnesteen valitsemisen, jonka pisarat voidaan ylikuumentaa vaikutuspiirissä 4 - noin 10 ilmak; (b) ilmaisinnesteen pisaroiden muodostamisen neste-emänuklidissa, joka voidaan polymeroida tai ristiinliittää läpinäkyvään tai läpikuultavaan joustavaan kiinteään väliaineeseen; (c) mainitun emänuklidin polymeroimisen tai ristiinliittämisen, jotta se muodostaisi kiinteän väliaineen, joka sisältää suljetut pisarat; (d) lisäksi kun halutaan muistin väli, väliaineen paineistamisen ehkäisemään pisarahöyryyntyminen; ja (e) ilmaisimen ja dosimetrin aktivoimisen aiheuttamalla pisaroiden ylikuumennuksen vaikutuspiirissä 4 - noin 10 ilmak.

Menetelmä sisältää lisäksi myöhemmän jälleenlatausvaiheen joidenkin käytössä olevien pisaroiden höyryyntymisen jälkeen, käsittäen pisarahöyryn tiivistämisen pisaroiksi ja jälleen pisaroiden ylikuumentamisen vaikutuspiirissä 4 - noin 10 ilmak.

Höyryyntymisen jälkeen tiivistettyjen pisaroiden on havaittu olevan riittävästi suurempia kuin alkuperäiset pisarat, jotta ne sallisivat erottelun näistä esim. kumuloituvassa annosmäärityk-sessä jälleenkäytön jälkeen.

Saavutettavissa olevan ylikuumennuksen asteen raja on esimerkiksi 12 ilmakehää ja olen havainnut, että alueella noin 10 - noin 12 ilmak. itsestään tapahtuvan kiteytymisen mahdollisuus on liian suuri antamaan herkän ja vakaan ilmauksen, mutta ylikuumennuksen asteen ollessa 4 - noin 10 ilmak. , saavutetaan hyvä herkkyys ja vakaus.

li 9 90288

Kuvio 3 valaisee tässä kuvattujen eri säteilytyyppien ilmaisimien yleisiä ilmaisinominaisuuksia. Esitettyjen ylikuumennusten numeroarvot viittaavat tietyn tyyppiseen ilmaisinväliaineeseen, pisa-rakokoon ja ilmaisinnesteeseen (C Cl F2 CF3 )joita käytettiin.

Jos nämä olosuhteet muutetaan, numeroarvot vaihtuvat, mutta eri ilmaisintoiminta-alueet pysyvät samoina. Näissä erityisissä ilmaisimissa ylikuumennusalue käytännöntoteutuksessa ulottuu noin 1.5 -10 ilmak. 1.5 ilmak. alapuolella ilmaisin ei paljasta sellaisia rekyyliytimiä kuin H, C, 0, F ja Cl neutronivuorovaikutuksista, vaikkakin se voi olla herkkä raskaammille elementeille. Noin 10 ilmak. yläpuolella ilmaisin tulee lisääntyvässä määrin epävakaaksi kuplien muodostumista vastaan ilman säteilytystä niin, että noin 12 ilmak. ylikuumennuksessa ilmaisin muodostaa kuplia hetkessä sen jälkeen kun se on kytketty säteilyherkkään tilaan.

1.5 ilmak. ylikuumennuksen yläpuolella ilmaisin paljastaa neutroneja ja tulee yhä herkemmäksi vähenevän LET:n neutronivuorovaikutuksista rekyylivaraushiukkasil 1θΔΡ:η kasvaessa. Tätä vaikutus-piiriä^P = 1.5 - 4.0 ilmak. käytettiin Ingin ja Birnboimin neutroni-ilmaisimessa. Olen nyt havainnut valittujen ilmaisimien alkavan paljastaa gammasäteitä 4 ilmak. yläpuolella. Kun yli-kuumennus kasvaa, alhaisemmat ja alhaisemmat LET elektronit tulevat ilmaistaviksi ja tästä syystä herkkyys gammasäteille kohoaa.

: Herkkyyden mikroaalloille havaittiin alkavan noin 8 ilmak.

ΔΡ: ssa. Ei näytä olevan mitään ongelmaa sellaisissa ilmaisimissa, jotka ovat kyllin vakaita jopa paljastamaan mikroaaltoja.

Gamma- ja mikroaaltosäteilyn lisäksi pisara joustavassa aineessa-järjestelmä voidaan valita niin, että se on herkkä muulle säteilylle, joka tuottaa alhaisen energiatiheyden väliaineessa käsittäen beta, myoni, UV ja ultraäänisäteilyn eli kaiken sellaisen säteilyn, joka pystyy tunkeutumaan kiinteään väliaineeseen. Yli-kuumennuksen aste on kontrolloitu olemaan ilmaisukynnyksen yläpuolella säteilyn huomaamiseksi, eli mitä korkeampi on ylikuumen-nus, sitä pienempi on energiatiheys, joka tarvitaan höyrystymisen laukaisemiseksi.

10 90288

On havaittu, että seuraavat kriteerit ovat tärkeitä ilmaisin-nesteen valinnassa: (i) sen tulee olla suhteellisen liukenematon kiinteässä väliaineessa (ja päinvastoin), ja epäreaktiivinen sen kanssa; (ii) sillä on oltava hyvin korkea hoyrynpaine tuottaakseen tarvitun korkean ylikuumennuksen asteen; (iii) sen tulee olla kemiallisesti inertti ja vakaa hajaantumista vastaan tarvittavissa lämpötiloissa ja paineissa; (iv) olisi suotavaa, että se kiehuu lämpötilavaikutuspiirissä -100°C -+· 100°C ja tiivistyy samassa vaikutuspiirissä (ilmanpaineessa) ollakseen efektiivisin; ja (v) olisi suotavaa, että se on ei-toksinen.

Soveliaat ilmaisinnesteet sisältävät höyryyntyviä hiilivetyjä ja halogenoituja hiilivetyjä, erityisesti höyryyntyviä fluorattuja ja/tai kloorattuja hiilivetyjä. Esimerkit sisältävät pentafluoro-kloroetaania, oktafluorosyklobutaania, perfluoropropaania ja heksafluoroetaania.

Nesteiden sekoitukset ovat hyvin suositeltuja erityisesti kun yksi komponentti on valittu sisältämään heksafluoroetaania ja toinen per fluorobutaania.

On havaittu, että sellaiset sekoitukset, joissa vähintään yksi komponentti on valittu diklorotetrafluoroetaanista, diklorodi-fluorometaanista, heksafluoroetaanista, perfluorobutaanista, perfluoropropaanista, oktafluorosyklobutaanista ja pentafluoro-kloroetaanista , ovat etusijalla monissa sovelluksissa. Yksi hyvin sopivaksi havaittu sekoitus on heksafluoroetaanin ja per-fluorobutaanin sekoitus painosuhdealueella noin 20:80 - noin 40:60 mainitussa järjestyksessä.

li 11 90288

Mitä tahansa joustavaa, olennaisesti läpinäkyvää tai läpikuultavaa kiinteää väliainetta, jossa ilmaisinnestepisarat voivat olla irrallaan, voidaan käyttää. On suotava käyttää aineen neste-emänuklidia (kuten nestemäistä monomeeri tai polymeeri liuosta, joka voidaan polymeroida tai ristiinliittää joustavaan kiinteään muotoon) kestoväliaineena, mihin ilmaisinneste voidaan hajoittaa tai emulgoida. Sitten neste-emänuklidi polymeroidaan tai ristiin-liitetään pidättämään ilmaisinnesteen irralliset pisarat. Vinyv-liset monomeerit ovat soveltuvia, esim. sellaiset akryylit kuin akryy1iamidit ja metylmeettiakrylaatti, vinyvlialkoholi, vinyyli-etyyli karbitoli, vinyylipyrrolidoni, styreeni-divinyy1ibenseeni, etc. Monomeeri-, polymeeri-, tai näiden sekoitnsliuokset, joissa ilmaisinneste on liukenematon ovat suositeltuja, esim. akryyli-amidi plus bisakryyliamidi-vesiliuos. Voidaan myös käyttää sellaisia polymeeriliuoksia kuin dekstraani tai agaroosi, joissa polymeeri voidaan ristiinliittää _in situ muodostamaan joustavan kiinteän kestovaiheen.

Liuos emänuklidinesteessä on mieluiten vesimäinen, mutta voidaan valita muistakin liuoksista,joita ovat esim. alkoholit, asetonit-riili, dimetyy1iformamiidi, dimetyylisulfoksiidi ja dioksaani (kun käytetään Liukenemattoman ilmaisinnesteen kanssa). Boori-kloridia (nestemäistä) voidaan myös käyttää.

Voidaan käyttää useita tunnettuja polymerointikatalyyttejä ja ristiinliittäviä aineita. Näihin sisältyy ammonium persulfaatti, säteily, jolle ilmaisinneste on epäherkkä, peroksiidit, etyle-neediakrylaatti, riboflaviini + valo, tetrametyylietyleeni-diamiini etc.

Erillisten pisaroiden määrä voi vaihdella yli laajan vaikutuspiirin, jotta se olisi sopiva tiettyyn sovellukseen. Normaalisti pisaroiden määrä on noin 0.02 - noin 30 % ainemäärästä. Pisaran koko ei ole kriittinen, mutta on tavallisesti noin 0.1 - noin 150 mikronia läpimitaltaan. On havaittu, että optimikoko gamma- ja mikroaaltosäteilylle riippuu sattuneesta säteilystä: tavallisesti tämä optimi on noin 1 - noin 100 mikronia, mieluiten 10 mikronia.

12 90288

Seuraavassa on esimerkki yhdestä lähestymistavasta gammailmai-simen valmistamiseksi. Vesiliukoisten monomeerien ja raskaiden liuotteiden vesiliuokset voidaan saattaa polymeroimaan lisäämällä soveltuvia katalyytteja muodostamaan lujan joustavan väliaineen. Ennen polymerisaatiota lisätään ilmaisinneste. Koska ilmaisinnesteellä on alhainen kiehumispiste, jäähdytetään mono-meeriliuosta riittävästi niin, että se viivyttää polymerisaatiota ja lisäksi sallii ilmaisinnesteen lisäämisen ympäröivässä paineessa. Kierrekansi-lasiputki ( tai muu sopiva säiliö ) , joka sisältää nämä aineet, on suljettu ja lämmitetty kevyesti, mieluiten voimakkaalla kierresekoituksella. Kun vesiliuos lämpenee tai sulaa, siihen sekoitetaan veteen liukenematon ilmaisinneste muodostamaan puhtaasti yhdenmukaisen pisaroiden suspension. Monissa tapauksissa pisarat asettuisivat ulos jos vesiliuoksen tiheys ei olisi läheisesti yhteensopiva ilmaisinnesteen tiheyden kanssa, esim. lisäämällä ensin raskaat liuokset, kuten keesium-suola. Ylijäämä ilmaisinneste lisätään sitten kiehumispistettään alemmassa lämpötilassa ilman enempää sekoittamista. Sen jälkeen kun säiliö on suljettu ja noin 15°C lämpötilassa noin 5-10 minuuttia, on tästä johtuva ilmaisin luja, joustava, läpikuultava väliaine, polymeroitu in situ, joka on vakaa vähintään seitsemän viikkoa. Se aktivoidaan ( tehdään säteilyherkäksi ) kaatamalla pois liika ilmaisinneste, joka vähentää sisäistä painetta ja saa aikaan ilmaisinpisaroiden ylikuumenemisen.

Olemme havainneet ilmaisimen tai dosimetrin valmistuksessa, että sen jälkeen kun ilmaisinneste on lisätty, ei ole tarpeellista sekoittaa ilmaisinnestettä tehokkaasti niinkuin pisaroita kauttaaltaan emänuklidissa: riittävä hajaantuminen tapahtuu passiivisesti ilmaisinnesteen peittämisestä, joten pisarat muodostuvat in situ. Tällä yksinkertaisemmalla menetelmällä muodostetuilla ilmaisimilla on alhaisempi herkkyys, mutta ne ovat hyödyllisiä joissain sovelluksissa.

Ilmaisinta/dosimetriä voidaan käyttää tarkoituksenmukaisten säi-lytysapukeinojen kanssa tai ilman niitä. Normaalisti säiliötä, jota voidaan paineistaa, käytetään lisäämään varastoimisaikaa ja vapautunutta painetta, joka aktivoi menetelmää.

Il i3 90288

Gamma- tai mikroaalloilla säteilyttäminen aiheuttaa pisaroiden höyrystymisen ja pienten kuplien nopean muodostumisen isäntä-ilmaisinväliaineessa mikä aiheuttaa paikallisen deformaation. Kuplat pysyvät paikoillaan ja ne voidaan laskea visuaalisesti tai muilla keinoilla. Deformaatiopaikkoja voidaan myös käyttää dosimetrin lukemainenetelmänä. Näiden lujien, joustavien, läpikuultavien isäntien käytöllä ( polyakryyliamidi on yksi esimerkki ) on useita etuja, jotka ylittävät edeltävän tiedon. Esimerkiksi nämä järjestelmät: (1) ovat lujia, joustavia, vakaita, biologisesti ei-hajoavia, ja ne voidaan helposti valmistaa missä tahansa sopivan muotoisissa säiliöissä tai muoteissa, (2) sallivat laajan mukautuvuuden isäntä-ilmaisinväliaineiden valmistuksessa eri voimakkuuksilla ja joustavilla ominaisuuksilla, (3) voidaan koota alhaisissa lämpötiloissa, jopa jäätymistälassa, suljetuissa tai sulkemattomissa astioissa, sitten hajoittaa tasaisesti ja saattaa käynnistymään in^ situ, (4) sallivat muiden ainesten, kuten metallisuolojen, lisäämisen antamaan toivotut ominaisuudet säteilyherkkyydelle, (5) ovat läpikuultavia ja sallivat vuorovaikutuksista johtuvien kuplien lukumäärän käytön säteilyvuontiheyden tai annoksen mittana, (ö) ovat lujia, silti joustavia ja säilyttävät kuplat jopa pitkiksi ajanjaksoiksi suotuisissa olosuhteissa esim. raskaan nesteen peittäminä. Pehmeämmät väliaineet sallisivat kuplien liikkumisen ja yhtymisen hävittäen suoran suhteen kuplalukumäärän ja säteilyannoksen väliltä, (7) lujemmassa kiinteässä väliaineessa paikallinen murtuma jättää olennaisesti pysyvän annoslukeman merkinnän. Tälläinen vaurio on tulos pisaroiden höyryyntymisestä ja se aiheuttaa ympäröivän isäntämateriaalin vääntymisen ylitse sen jousta-vuusrajojen, 90288 (8) valmistuksen jälkeen ne voidaan siirtää uudelleen säiliöstä ja leikata mihin tahansa käyttöön sopivaan muotoon. Pehmeämmät väliaineet (ei-kiinteät) tarvitsevat erityisiä säiliöitä kannattaakseen isäntä-väliainetta ja säiliö on jokaisen sellaisia väliaineita käyttävän ilmaisimen erottamaton osa.

Vähemmän lujassa, joustavammassa kiinteässä väliaineessa säteilylle altistamisen jälkeen muodostuneet kaasukuplat ovat vakaampia kuin lujemmassa väliaineessa. Kuplien vakautta voidaan jatkaa esim. Ί - 4 kuukauteen päällystämällä yhdellä tai useammalla nestekerroksella, kuten väkevöitetyllä metallisuololiuok-sella (esim. keesiumkLoridi), nestemäisellä elohopealla tai voimakkaasti höyrystyvällä nesteellä, kuten Freon 114 (diklorodi-f1uorometaani) .Näistä päällyksistä on seurauksena noussut jälki-sätei1ytysvakaus ja pidentynyt luettavuus. Tapauksissa, joissa kuplat olivat näennäisesti hajonneet tai hävinneet, havaittiin, että ne voitiin saada ilmestymään uudelleen esiin kaikkialla kiinteässä väliaineessa vähentämällä ulkoista painetta.

Nämä päällystinnesteet voivat olla väkevöitettyjä metallisuolo-liuoksia, kuten keesiumkloridi, keesiumkarbonaatti, keesium-formiaatti, rubidiumbromidi ja 1itiumbromidi tai elohopea (nestemäinen). Nämä suolot voivat myös palvella raskaina liuoksina säädettäessä emänuklidin tiheyttä valmistuksen aikana. Jälleenlataaminen ja kumulatiivinen annosmittaus

Jotta ilmaisin saadaan tehtyä uudelleenkäytettäväksi ja jotta se pystyy säilyttämään informaation jokaisesta säteilytyksestä, on tarpeen tehdä väliaine riittävän joustavaksi, ettei kupla pisararäjähdyksestä jännitä väliainetta yli sen joustavuus rajojen. Tässä tapauksessa ei räjähdys aiheuta mitään pysyvää vauriota väliaineeseen ja kupla voidaan toistopuristaa pisaraksi mihin tahansa sopivaan aikaan säteilylle altistamisen jälkeen käyttämällä korkeaa painetta. Kuitenkin, välittömästi li 15 90288 pisaratäjähdyksen jälkeen, on havaittu, että kupla kasvaa nopeasti koska liuennut ilmaisinneste, joka on aina läsnä iImaisinväliaineessa, ruokkii kuplaa. Täten, kun kupla on toistopuristettu, on siitä seuraava pisara huomattavasti suurempi kuin alkuperäinen pisara (lisätyn kaasun vuoksi) ja voidaan helposti tunnistaa pisaraksi, joka jo on räjähtänyt. Koska jokaisessa ilmaisimessa on lukuisia pisaroita, on sillä, että pieni murto-osa sen pisaroista on kooltaan kasvaneita merkityksetön vaikutus ilmaisimen kokonais-paljastustehoon toistopuristuksessa ja uudelleenkäytössä. Täten kyseisenlaista ilmaisinta voidaan käyttää, toistopuristaa ja käyttää uudelleen useita kertoja. Samanaikaisesti kaikkien tuotettujen kuplien kokonaismäärä rekisteröidään kumulatiivisesti ilmaisimeen laajentuneiden pisaroiden muodossa.

Kumulatiivinen annos voidaan määritellä laskemalla laajentuneiden pisaroiden kokonaislukumäärä visuaalisilla tai iruilla keinoilla.

Seuraavat esimerkit valaisevat asiaa.

ESIMERKKI 1

Reagenssit A. Akryyliamidi1iuos

Akryyliamidi (5Ω g) , metyleenibisakryyliamidi (3.7 g) ja 12.5 g IM natriumfosfaattipuskuria (pH 6.8) liuotettiin kaksoistislattuun . : veteen (lopullinen määrä oli 250 ml). Liuos kirkastettiin käytä vässä läpi 0.45 mikroonin kalvosuodattimen.

C. Kyllästetty keesiumkloridiliuos 50 g CsCl lisättiin 25 ml:n kaksoistislattua vettä. Ne sekoitettiin ja jätettiin seisomaan huoneenlämpöön vähintään 30 minuutiksi.

D. Ilmaisinneste

Pentafluorokloroetaani koottiin ja laitettiin koeputkeen, joka oli esijäähdvtettv hiilihappojäässä/etanoolihauteessa.

P. Ammoniumpersulfaatti 10% liuos (w/v) valmistettiin viikoittain ja säilytettiin 4°C:n lämpötilassa.

16 90288

Ilmaisimen valmistaminen

Liuokset A ja C sekoitettiin yhteensopivaksi suhteessa ilmaisinnes-teen D tiheyteen. Soveliaat määrät määriteltiin yrityksen ja erehdyksen menetelmällä sekoittamalla A ja C eri suhteissa ja lisäämällä nämä seokset kierrekansikoeputkeen yhdessä pienen annoksen D:tä kanssa. Asianmukaisiin varotoimiin ryhdyttiin räjähdyksen varalta, jos sekoituksesta odotettiin korkeaa höyrynpainetta. Sopiva suhde A:ta ja C:tä seoksessa on sellainen, missä D leijuu eikä uppoa tai kellu. 2 ml sekoitusta siirrettiin sitten 13 x 100 mm suuruiseen kierrekansikoeputkeen ja 0.02 ml liuosta P lisättiin.

Koeputken sisältö puhdistettiin sitten käyttämällä vesi-imuria tyhjölähteenä. Sitten lisättiin 0.02 ml tetrametyleenidiarninia (TEMED) ja sekoitettiin perinpohjaisesti mutta varovaisesti näytteen uudelleen ilmastamisen välttämiseksi. Putken sisältö jäädytettiin sitten hiilihappojäässä/etanoolihauteessa.

Haluttu määrä D:t.ä lisättiin sitten putkeen ja kansi kiinnitettiin. A;n ja C:n määrän ollessa 2 ml, oli D:n määrä tavallisesti noin 0.1 ml.

Putken sisältö Lämmitettiin vesihauteessa huoneenlämmössä, kunnes sisältö oli osittain sulanut. Sisältöä pyöritettiin sitten läpi-kohtaisesti sen sulaessa, jotta saavutettiin olennaisesti tasainen D:n hajaantuminen hienoiksi pisaroiksi. Sisältö jäädytettiin sitten uudelleen hiilihappojäässä/etanoolihauteessa.

Putken kansi avattiin sitten ja 0.7 ml D:tä lisättiin. Sitten kansi suljettiin uudelleen. Putkea ja sen sisältöä käsiteltiin varovasti kaiken heiluttamisen välttämiseksi.

Putki ja sisältö siirrettiin 15°C vesihauteeseen, jotta sisältö sulaisi ja polymerisaatio tapahtuisi. Polymerisaatio oli nähtävissä 5-10 minuutin jälkeen ja se oli täydellinen 60 minuutissa. ILmaisin on vakaa niin kauan kun ylijäämä D pysyy siinä. Ilmaisin aktivoidaan avaamalla putken kansi, kaatamalla pois D ja joko sulkemalla kansi välittömästi tai sen jälkeen kun on lisätty toinen neste, jolla on alhaisempi höyrynpaine.

ESIMERKKI 2 i7 90288

Kuvio 2 esittää tulokset kokeesta, joka osoittaa ilmaisimen kyke-neväisyyden paljastaa pienenevän LET:n säteily ( kevyesti ionoivat hiukkaset) kun^lP = P*- P kasvaa. Tässä kokeessa upotimme hyvin korkeapaineisen ilmaisinnesteen (CCIF2CF3) pisarat polyakryyli-amidipolymeeri väliaineeseen, kuten yllä on kuvattu. Ilmaisinnesteen ?K paine vaihteli säädettäessä lämpötilaa ilmaisimessa ja P (sovellettu paine joustavassa väliaineessa) vaihteli sovellettaessa typen eri paineita ilmaisimeen. Tulokset osoittavat, että tämän tyyppisessä ilmaisimessa kyky paljastaa 60^ gammasäteet alkaa noin 4 ilmak.ΔΡ:ssa. Noin 12 ilmak,^P:ssä tämän tyyppinen ilmaisin joutuu itsestääntapahtuvan kiteytymisen alaiseksi, koska molekyylien normaali terminen liike tuottaa riittävästi energiaa saattamaan pisarat räjähtämään. Kuviossa 2 esitetyt 3 käyrää saatiin vaihtamalla P:tä sillä aikaa kun ilmaisin pidettiin kolmessa eri lämpötilassa (25°, 32° ja 35ÖC). Syy siihen, että käyrät eivät yhdisty tasaisesti johtuu lausekkeesta 2T* (.M

R

( viite yhtälö (1) ) joka riippuu ilmaisimen lämpötilasta. Herkkyys on annettu kuplien lukumääränä ilmaisimessa jälkeen altistamisen 1 mrem 6OC0 gammasäteitä (pitkin ordinaattaa kuviossa 2). Nämä tulokset tarjoavat myös todisteet siitä, että on mahdollista tehdä käytännöllisiä, vakaita ilmaisimia käyttämällä ylikuumennet-. . tuja nestepisaroita joustavassa väliaineessa siten, että gammasä- teet voidaan ilmaista suurella herkkyydellä.

: ‘ * ESIMERKKI 3

Kuvio 5 esittää vastauksen (kuplissa per mrem) esimerkkiä 2 vastaa- ' vassa ilmaisimessa, kun sitä on säteilytetty gammasäteillä 137Cs:ta eri lämpötiloissa. Vastaus voidaan helposti muuttaa 10 kuplasta per mrem yli 1000 kuplaan per mrem muuttamalla ilmaisimen lämpö-tilaa.

ESIMERKKI 4 18 90288

Ilmaisin valmistettiin ja kuvailtiin esimerkissä 1. Ilmaisin altistettiin 15 mW/cm* mikroaaltosäteilylle ilmaisimen ollessa huoneenlämmössä noin 21°C:ssa. Tässä lämpötilassa ylikuumennusaste oli noin 7 ilmakehää. Mitään kuplia ei havaittu 10 minuutin mikroaaltosäteilylle altistuksessa. Kun tämä ilmaisin lämmitettiin 33°C lämpötilaan (dP =9 ilmak.) ja altistettiin 14 mW/cm* mikroaaltosäteilylle, suuri määrä pisaroita höyrystyi kupliksi (noin 25% kaikista pisaroista). Tämä ilmaisin oli lasiputkessa ja putken alaosa oli suojattu säteilyltä. Jyrkkä demarkaatiolinja havaittiin ilmaisimen säteilytettyjen ja ei-säteilytettyjen osien välillä, alemman osan ollessa vapaa kuplista, joka osoitti aiheutuneen kiteytymisen olleen mikroaaltokanssakäymisestä pisaroiden kanssa vastakohtaisena kiteytymisen muodostumiselle, joka seuraa väliaineen rungon kuumennuksesta.

ESIMERKKI 5

Toisissa kokeissa viisi ilmaisinta, jotka oli valmistettu kuten esimerkissä 1 kuvattiin, lämmitettiin 34°C lämpötilaan (antoi noin 9 ilmak. ylikuumennusasteen) ja ne altistettiin peräkkäin vaihtele-

A

viksi ajanjaksoiksi 15 mW/cnT mikroaaltokentälle. Tiivistyneiden ja höyryyntyneiden pisaroiden prosenttiluku oli seuraava.

TAULUKKO 1 Säteilytys- Tiivistyneiden aika (min) pisaroiden _prosenttiluku 4 < 1 5 10 6 25 7 50 10 50

Kahdella eri mikroaaltotaajuudella (2.4 ja 3.0 GHz) tehdyt kokeet antoivat samanlaiset tulokset. Hyvin käyttökelpoinen mikroaalto-säteilyherkkyys todistettiin.

Il ESIMERKKI b I? 90288

Kuvio 4 esittää tulokset viidestä ilmaisimesta (jotka valmistettiin kuten esimerkissä 1), jotka altistettiin säteilykentälle (sisältäen gamman) kahdeksantuntisen työpäivän ajan, toistopuristettiin ja käytettiin uudelleen seuraavana päivänä. Nämä ilmaisimet jaksotettiin tällä tavoin useiksi viikoiksi. Tulokset osoittivat, että il-maisinherkkyys pysyi olennaisesti muuttumattomana tämän ajanjakson, todistaen kyseisten ilmaisimien olevan uudelleenkäytettäviä.

Nämä ilmaisimet pysyvät vakaina noin 48 tuntia aktivoinnin jälkeen. Vakautta voidaan pidentää toistopuristamalla ilmaisin joka 24 tunti. Olen ladannut ja käyttänyt uudelleen samoja ilmaisimia jopa 20 kertaa ilman merkittävää herkkyyden menetystä.

Tässä kuvatut ilmaisimet ja dosimetrit on tarkoitettu sallimaan sekä kvalitatiiviset, että kvantitatiiviset mittaukset gammasäteilystä, ja korkeammilla pisaraylikuumennustasoilla mikroaalto-säteilystä: ne ilmaisevat kyseisenlaisen säteilyn olemassaolon ja antavat siitä suoran osoituksen sekä antavat myöskin annosmittauksen kun kuplien lukumäärä on laskettu esim. videoprojektiolaskulait-teella.

Laitetta voidaan käyttää filmin muodossa radiografiaa varten taikka • - sidekivien, sylinterien tai lohkojen muodossa erityistilanteissa ilmaisin- tai dosimetrisovelluksia varten.

On mahdollista käyttää kolmen erillisen filmin tai lohkon järjestelmää yhdessä ilmaisimessa ja dosimetrissä kummallakin ollessa eri pisaraylikuumennustaso, joka on valittu 1.5-4 ilmak. ,4-8 ilmak. ja 8-10 ilmak. alueen sisältä siten, että neutroni, gamma ja mikroaalto ilmaistaan samanaikaisesti (katso kuvio 3). Nämä laitteet ovat edullisimpia tilanteissa, joissa tarvitaan korkeaa siirrettä-vyysastetta ja riippumattomuutta ulkopuolisista voimanlähteistä.

20 90288 VIITE NO. BIBLIOGRAFI» 1. World Health Organization, Environmental Health Criteria 16, Radio-frequency and Microwaves (World Health Organization, Geneva, 1981) s. 40 - 42.

2. E. Fenyves ja 0. Haiman, The Physical Principles of Nuclear Radiation Measurements (Academic Press, New York, 1969) luku 4.

3. A. F. McKinlay, Thermoluminescence Dosimetry (Adam Hilger Ltd.

1981).

4. K. Becker, Solid State Dosimetry (CRC Press, Cleveland, Ohio, 1973) luku 6.

8. G. Portal, A. Scharmann ja G. Swindell, Exoelectron Emission and Its Applications, Rad. Prot. Dos. 4_. (Nucl. Tech. Put, Ashford, England, 1983).

6. National Bureau of Standards, "Measurement of Absorbed Dose of Neutrons, and of Mixtures of Neutrons and Gamma Rays" National Bureau of Standards Handbook 75 (1961) 42 - 46.

7. H. Francois, E. D. Gupton, R. Maushart, E. Piesch, S. Somasundaram ja Z. Spurny, Personnel Dosimetry Systems for External Radiation Exposures, IAEA Technical Report 109 (IAEA, Vienna, 1970) s. 94 -102.

8. S. Kronenberg, W. McLaughlin ja C. R. Siebentritt, "Broad-Range Dosimetry With Leuko Dye Optical Wavequides" Nucl. Inst. Meth. 190 (1981) s. 565 - 368.

9. B. Gross, in "Topics in Applied Physics": Electrets, Vol. 33 (ed.

G. M. Sessler) (Berlin: Springer Verlag).

10. H. Bauser ja W. Ronge, "The Electret Ionization Chamber: A Dosimeter for Long Term Personnel Monitoring." Health Physics, (1978) 97 - 102.

Ii

Claims (16)

2i 90288

1. Säteilyilmaisin ja dosimetri suoralukua varten, joka ilmaisin/dosimetri on sellainen, mikä käsittää ylikuumennetun ilmaisinnesteen yksittäisten pisaroiden (D) dispersion, jotka pisarat ovat dispergoidut läpinäkyvään tai läpikuultavaan elastiseen kiinteään väliaineeseen (M) ja pidetty siinä riittävässä paineessa (P), ylikuumennettujen pisaroiden pitämiseksi nestemäisessä muodossa määritettävän säteilyn aiheuttamien iskujen poissaollessa, jotka pisarat ovat kuitenkin höyrystettävissä paikallaan (in situ) kiintoaineessa tällaisen säteilyn iskeytyessä niihin, elastiseen kiinteään aineeseen suljettujen höyrykyplien (B) näkyvän ilmaisun tuottamiseksi, jolloin kuplien lukumäärä tässä ilmaisussa on suhteessa iskeytyvän säteilyn intensiteettiin, tunnettu siitä, että nestemäisten pisaroiden paine-ero ( Δ P) kaavan ΔΡ = PI - P mukaisesti, missä P1 on ilmaisinnesteen ominaishöyrynpaine ja P on käytetty paine, sijaitsee alueessa 0,4 - 1,0 MPa, jotta saadaan ilmaisin, joka on herkkä gamma- ja mikroaaltosätei-lylle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitä, että paine-ero (Δρ) on välillä 0,8 - 1,0 MPa, jotta saadaan stabiili säteilyilmaisin, joka on herkkä sekä gamma- että mikroaaltosäteilylle.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitä, että ilmaisinneste on pentafluorokloroetaani, oktafluorosyklobutaani, perfluoropropaani tai heksafluoroetaani.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitä, että ilmaisinneste on sekoitus, joka sisältää vähintään yhden seuraavista komponenteista: diklorotetrafluoroetaani, diklorodifluorometaani, 22 90288 heksafluoroetaani, perfluorobutaani, perfluoropropaani, oktafluorosyklobutaani tai pentafluorokloroetaani.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitä, että ilmaisinneste on kahden annetun listan mukaisen nesteen sekoitus.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitä, että ilmaisinneste on heksafluoroetaanin ja perfluorobutaanin sekoitus painosuhteessa 20:80 - 40:60.

7. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitä, että kiintoaine on akryyli- tai vinyylimonomeereistä muodostettu polymeeri.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitä, että kiintoaine on akryyliamidin ja bisakryyliamidin kopolymeeri.

9. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitä, että kiintoaineessa olevien pisaroiden määrä on 0,02 - 30 tilavuus-%.

10. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen ilmaisin ja dosimetri, tunnettu siitä, että pisarakoko on alueessa 0,1 - 150 m.

11. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen mukaisen useamman ilmaisimen yhdistetty järjestelmä, joka on valittu havaitsemaan samanaikaisesti useampia säteilytyyppejä.

12. Menetelmä valmistaa ja aktivoida säteilyilmaisin ja dosimetri, joka ilmaisin/dosimetri on sellainen, mikä käsittää ylikuumennetun ilmaisinnesteen yksittäisten pisaroiden (D) li 23 90288 dispersion, jotka pisarat ovat dispergoidut läpinäkyvään tai läpikuultavaan elastiseen kiinteään väliaineeseen (M) ja pidetty siinä riittävässä paineessa (P), ylikuumennettujen pisaroiden pitämiseksi nestemäisessä muodossa määritettävän säteilyn aiheuttamien iskujen poissaollessa, jotka pisarat ovat kuitenkin höyrystettävissä paikallaan (in situ) kiintoaineessa tällaisen säteilyn iskeytyessä niihin, elastiseen kiinteään aineeseen suljettujen höyrykyplien (B) näkyvän ilmaisun tuottamiseksi, jolloin kuplien lukumäärä tässä ilmaisussa on suhteessa iskeytyvän säteilyn intensiteettiin, missä a) muodostetaan dispersio, joka käsittää ilmaisinnesteen, joka, on yksittäisten pisaroiden dispergoitu faasi suspensiona polymerisoitavassa nestemäisessä väliaineessa, mikä polymeroinnissa muodostaa läpinäkyvän tai läpikuultavan elastisen kiinteän aineen, b) polymerisoidaan nestemäinen, dispergoidut pisarat sisältävä väliaine, jotta saadaan polymerisoitu, läpinäkyvä tai läpikuultava elastinen kiintoaine, joka sisältää pisarat dispergoituna faasina, ja c) aktivoidaan ilmaisin, lisäämällä polymerisoidun väliaineen lämpöä tai vähentämällä käytettyä painetta, jotta dispergoidut nestemäiset pisarat saatetaan ylikuumennettuun tilaan, tunnettu siitä, että vaiheessa c) dispergoidut pisarat ylikuumennetaan määrään, joka antaa nestemäisten pisaroiden paine-eron ( ΔΡ) alueeksi 0,4 - 1,0 MPa, kaavan AP = P1 - P mukaisesti, missä P1 on ilmaisinnesteen ominaishöyrynpaine ja P on käytetty paine, jotta saadaan ilmaisin, joka on herkkä gamma- ja/tai mikroaaltosäteilylle.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa c) dispergoidut pisarat ylikuumennetaan 24 9 0 2 8 8 määrään, joka antaa nestemäisten pisaroiden paine-eron (ΔΡ) alueeksi 0,8 - 1 MPa.

14. Patenttivaatimuksen 12, tai 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaisinneste on jonkin patenttivaatimuksen 3-6 mukainen neste tai nestesekoitus ja sillä on patenttivaatimuksen 10 mukainen pisarakoko.

15. Patenttivaatimuksen 12, 13 tai 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymerisoitava väliaine käsittää akryyli- tai vinyylimonomeerejä, edullisesti akryyliamidin ja bisakryyliamidin seoksen.

16. Menetelmä jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukaisen säteilyilmaismen tai dosimetrin uudelleenaktivoimiseksi aktivoivalla säteilyllä tapahtuneen säteilytyksen jälkeen, kondensoimalla höyrystetyt pisarat uudelleen ja reaktivoimalla ilmaisin lisäämällä lämpöä tai alentamalla painetta ylikuumen-nettujen pisaroiden dispersion muodostamiseksi uudelleen läpinäkyvään tai läpkuultavaan elastiseen väliaineeseen paine-erolla (ΛΡ) 0,4 - l MPa. li 25 90288