NO140587B

NO140587B - APPARATUS FOR APPLYING A METALLOXIDE FILM ON A MOVING GLASS PATH

Info

Publication number: NO140587B
Application number: NO752375A
Authority: NO
Inventors: Akira Kushihashi
Original assignee: Saint Gobain
Priority date: 1974-07-02
Filing date: 1975-06-30
Publication date: 1979-06-25
Also published as: BR7504137A; DK297775A; BE830883A; ATA509475A; FR2277048A1; DE2529076A1; AT344352B; DK146062C; SE7507397L; SE408705B; NO140587C; DK146062B; JPS515323A; DE2529076C2; NL7507807A; GB1488557A; ES438992A1; JPS5818333B2; NO752375L; FR2277048B1

Description

Stråledosimeter. Radiation dosimeter.

Foreliggende oppfinnelse angår et stråledosimeter, det vil si en innretning som måler en dose av ioniserende stråler, for eksempel gammastråler eller røntgenstrå- The present invention relates to a radiation dosimeter, i.e. a device that measures a dose of ionizing rays, for example gamma rays or X-rays

ler, ved anvendelse av termoluminiscerende materialer eller såkalte «fosfor»-stoffer. clay, when using thermoluminescent materials or so-called "phosphorus" substances.

Et termoluminiscerende materiale eller «fosfor» har den egenskap at det opptar og lagrer energi i form av innfangede ioner, A thermoluminescent material or "phosphor" has the property that it absorbs and stores energy in the form of trapped ions,

når det utsettes for ioniserende stråler, som for eksempel gammastråler, og materialet kan senere avgi disse elektroner når mate- when it is exposed to ionizing rays, such as gamma rays, and the material can later emit these electrons when feeding

rialet opphetes, hvorved det frembringes en luminiscens. Antallet av elektroner som innfanges i materialet er proporsjonalt med styrken av den ioniserende bestråling, og følgelig kan det lys som avgis i det etter-følgende opphetningstrinn benyttes til må- the rial is heated, whereby a luminescence is produced. The number of electrons captured in the material is proportional to the strength of the ionizing radiation, and consequently the light emitted in the subsequent heating step can be used to

ling av bestrålingens størrelse eller stråle- ling of the amount of irradiation or radiation

dosen. the dose.

Det er tidligere foreslått å anvende ter-moluminiscensdosimetri for å finne ut hvor sterkt personalet som arbeider i områder hvor gammastråler opptrer, blir utsatt for slike stråler, men hittil har denne frem-gangsmåte på grunn av ulemper i praksis, It has previously been proposed to use thermoluminescence dosimetry to find out how strongly staff working in areas where gamma rays occur are exposed to such rays, but so far this method has, due to disadvantages in practice,

ikke fått noen større anvendelse. I noen tidligere utførelsesformer som omfatter en plateformet fordeling av termoluminisce- did not find any major use. In some previous embodiments comprising a plate-like distribution of thermoluminisc-

rende materiale på en bærer ble det for stråling utsatte dosimeter opphetet, slik at det utviklet lys ved innføring i en varm ovn hvori dosimeteret ble holdt på en temperatur som er høyere enn glødetopptem-peraturen av det luminiscerende materiale. material on a carrier, the dosimeter exposed to radiation was heated, so that it developed light when introduced into a hot oven in which the dosimeter was kept at a temperature higher than the glow peak temperature of the luminescent material.

I andre utførelsesformer hvor dosimeteret In other embodiments where the dosimeter

er dannet ved at pulverformet termoluminiscerende materiale er gnidd inn i mellomrommene i finmasket metallduk, er me-tallduken etter bestråling blitt elektrisk opphetet for å frembringe lysvirkningen. I is formed by powdered thermoluminescent material being rubbed into the interstices in fine mesh metal cloth, the metal cloth has been electrically heated after irradiation to produce the light effect. IN

en annen utførelse ble det termoluminisce- another version was the thermoluminisc-

rende materiale festet til en liten bakre bæreplate av metall ved hjelp av et bindemiddel, og det hele ble opphetet ved å be- material attached to a small metal rear support plate by means of a binder, and the whole was heated by heating

nytte metallplaten som elektrisk motstandselement. use the metal plate as an electrical resistance element.

En ulempe ved opphetning av • dosimeteret ved innføring i en ovn er den at man stadig må holde en ovn på en temmelig høy temperatur. En annen ulempe- er den at dosimeterets opphetning til den nødven- A disadvantage of heating the • dosimeter when inserting it into an oven is that you must constantly keep an oven at a fairly high temperature. Another disadvantage is that the heating of the dosimeter to the necessary

dige temperatur da foregår forholdsvis langsomt. En hurtig opphetning er ønskelig for å få en sterk lysvirkning og for å kunne avlese resultatet i løpet av en kortere tid. Selvfølgelig kan opphetningshastigheten temperature then takes place relatively slowly. A rapid heating is desirable to obtain a strong light effect and to be able to read the result within a shorter time. Of course, the heating rate can

eikes ved å holde ovnen på meget høyere temperatur enn den som virkelig er nød-vendig, men dette forsterker de tidligere nevnte ulemper. En annen ulempe ved opphetning av dosimeteret i ovn er den at det i selve ovnskonstruksjonen må finnes anordninger som samler opp og bedømmer den utviklede luminiscens. is achieved by keeping the oven at a much higher temperature than is really necessary, but this reinforces the previously mentioned disadvantages. Another disadvantage of heating the dosimeter in an oven is that there must be devices in the oven construction itself that collect and assess the developed luminescence.

Dosimeteret hvor løst, termoluminisce- The dosimeter how loose, thermoluminisc-

rende pulver er anbrakt i mellomrommene i en metallduk, har den tydelige ulempe at det er vanskelig å få jevn innføring av pul- powder is placed in the spaces in a metal sheet, it has the distinct disadvantage that it is difficult to achieve an even introduction of the powder

veret og at det hele blir lite mekanisk mot-standsdyktig mot støt, vibrasjoner og hånd- been and that the whole thing becomes less mechanically resistant to shocks, vibrations and hand-

tering. De kjente dosimetere hvor mate- tering. The famous dosimeters where feed-

rialet som er følsomt for stråler er blitt anbrakt på en metallplate, har likesom de av metallduktypen den ulempe at de er utsatt for luftens innvrkning, er lite hånd-terbare og lett kan skades og forstyrres mekanisk under transport og bruk. the rial which is sensitive to rays has been placed on a metal plate, like those of the metal cloth type, have the disadvantage that they are exposed to the influence of the air, are difficult to handle and can easily be damaged and mechanically disturbed during transport and use.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et dosimeter av den termoluminiscerende type for oppdagelse og måling av ioniserende stråling, f. eks. gammastråler eller røntgenstråler, og dosimeteret kan lett bæres av en person, og dosimeteret er da hans personlige. Det termoluminiscerende materiale er beskyttet -mot atmosfæren og mot uheldige påvirk-ninger som skyldes håndtering, slitasje, mekaniske støt eller vibrasjoner. One purpose of the present invention is to provide a dosimeter of the thermoluminescent type for the detection and measurement of ionizing radiation, e.g. gamma rays or X-rays, and the dosimeter can easily be carried by a person, and the dosimeter is then his personal. The thermoluminescent material is protected -against the atmosphere and against adverse effects caused by handling, wear, mechanical shocks or vibrations.

Det er også et formål å skaffe, i en-kelte av utførelsesformene, et dosimeter av den termoluminiscerende type som er billig og som kan fremstilles i masseproduksjon og ved hjelp av samme arbeidsmetoder og apparater som for tiden anvendes til frem-stilling av elektriske lamper og radiorør. It is also an aim to provide, in some of the embodiments, a dosimeter of the thermoluminescent type which is cheap and which can be produced in mass production and with the help of the same working methods and devices which are currently used for the production of electric lamps and radio tube.

Det er nemlig hensiktsmessig å inne-slutte det termoluminiscerende materiale i en kolbe eller omhylning som inneholder en kjemisk inaktiv atmosfære, hvorved det termoluminiscerende materiale får en len-ger levetid. De inaktive gasser som man da velger er de billigste, såsom nitrogen, kar-bondioksyd, helium etc, men det viser seg at disse fra andre forhold hensiktsmessige gasser ved oppvarmning av stråledosimete-ret selv avgir lys som kommer i tillegg til lyset fra det termoluminiscerende materiale og som derfor gjør det avgittelys meget upålitelig som mål for den strålingsdose dosimeteret har vært utsatt for. Namely, it is appropriate to enclose the thermoluminescent material in a flask or casing which contains a chemically inactive atmosphere, whereby the thermoluminescent material has a longer lifetime. The inactive gases that are then chosen are the cheapest, such as nitrogen, carbon dioxide, helium, etc., but it turns out that these otherwise suitable gases when heating the radiation dosimeter themselves emit light that comes in addition to the light from the thermoluminescent material and which therefore makes it very unreliable as a measure of the radiation dose the dosimeter has been exposed to.

Det problem som skal løses ved foreliggende oppfinnelse går derfor ut på å oppheve det uønskede lys fra den kjemisk inaktive gass, og i henhold til oppfinnelsen er dette oppnådd ved at den inerte atmosfære er en argonatmosfære. The problem to be solved by the present invention is therefore to eliminate the unwanted light from the chemically inactive gas, and according to the invention this is achieved by the inert atmosphere being an argon atmosphere.

Oppfinnelsen går således ut på et stråledosimeter omfattende termoluminiscerende materiale med en energilagringsper-sistens i temperaturområdet fra 20—100°C, der det termoluminiscerende materiale er anbrakt i en hermetisk lukket beholder hvori atmosfæren er inert, og hvilken beholder i det minste har et parti som er gjennomskinnelig eller gjennomsiktig for utslipning av lys som sendes ut av det nevnte materiale når dette oppvarmes til over glødetemperatur, og den er kjenne-tegnet ved at den inerte atmosfære er en argonatmosfære. The invention thus concerns a radiation dosimeter comprising thermoluminescent material with an energy storage persistence in the temperature range from 20-100°C, where the thermoluminescent material is placed in a hermetically sealed container in which the atmosphere is inert, and which container has at least a part which is translucent or transparent for the emission of light emitted by the said material when it is heated to above the glow temperature, and it is characterized by the inert atmosphere being an argon atmosphere.

Oppfinnelsen blir i det følgende nær- In the following, the invention will be

mere forklart under henvisning til tegnin-gen der: Fig. 1 viser en utførelsesform av et dosimeter i henhold til oppfinnelsen med det more explained with reference to the drawing where: Fig. 1 shows an embodiment of a dosimeter according to the invention with the

termoluminiscerende materiale påført en thermoluminescent material applied to a

elektrisk opphetningstråd inne i en lukket beholder, electric heating wire inside a closed container,

fig. 2 viser, i større målestokk, en del av den belagte tråd på fig. 1, fig. 2 shows, on a larger scale, part of the coated wire in fig. 1,

fig. 3 viser et dosimeter som likner det på fig. 1, men det er utstyrt med et lysre-flekterende belegg på beholderen, fig. 3 shows a dosimeter similar to that in fig. 1, but it is equipped with a light-reflecting coating on the container,

fig. 4 viser en modifisert utførelsesform hvor det termoluminiscerende materiale er anbrakt på en rørformet hylse som kan opphetes elektrisk ved hjelp av et filament inne i røret, fig. 4 shows a modified embodiment where the thermoluminescent material is placed on a tubular sleeve which can be heated electrically by means of a filament inside the tube,

fig. 5 viser, i større målestokk, en del av det belagte rør 4 på fig. 5, fig. 5 shows, on a larger scale, part of the coated pipe 4 in fig. 5,

fig. 6 viser en videre modifisert utfø-relsesform av dosimeteret, hvor det termoluminiscerende materiale er anbrakt på en flate som tjener som motstandselement for elektrisk opphetning, fig. 6 shows a further modified embodiment of the dosimeter, where the thermoluminescent material is placed on a surface that serves as a resistance element for electrical heating,

fig. 7 viser et dosimeter i henhold til oppfinnelsen hvor det termoluminiscerende materiale er anbrakt på et sylindrisk le-geme av elektrisk motstandsmateriale som kan forbindes med en passende elektrisk strømkilde for opphetning, fig. 7 shows a dosimeter according to the invention where the thermoluminescent material is placed on a cylindrical body of electrical resistance material which can be connected to a suitable electrical current source for heating,

fig. 8 viser et dosimeter i henhold til oppfinnelsen hvor beholderen består av metall og er utstyrt med et gjennomsiktig vindu, og hvor det termoluminiscerende materiale er anbrakt på en bærer av platetypen, som kan opphetes elektrisk, fig. 8 shows a dosimeter according to the invention where the container consists of metal and is equipped with a transparent window, and where the thermoluminescent material is placed on a plate-type carrier, which can be heated electrically,

fig. 9 viser, i større målestokk, et snitt gjennom det for stråling følsomme element og bæreren av platetypen på fig. 8, fig. 9 shows, on a larger scale, a section through the radiation-sensitive element and the plate-type carrier of FIG. 8,

fig. 10 tilsvarer fig. 9, men viser en plateformet bærer av keramisk materiale som er belagt med et elektrisk ledende lag over hvilket det er anbrakt et lag av termoluminiscerende materiale, fig. 10 corresponds to fig. 9, but shows a plate-shaped carrier of ceramic material which is coated with an electrically conductive layer over which a layer of thermoluminescent material is placed,

fig. 11 viser et dosimeter som er beregnet på å bli opphetet induktivt og fig. 11 shows a dosimeter which is intended to be heated inductively and

fig. 12 viser et tverrsnitt av en annen utførelsesform for et dosimeter, beregnet på å bli opphetet induktivt og hvor beholderen er sylindrisk. fig. 12 shows a cross-section of another embodiment of a dosimeter, intended to be heated inductively and where the container is cylindrical.

Det på fig. 1—3 viste dosimeter har form av en vanlig elektrisk glødelampe der det på dets hetetråd 2 er påført et termoluminiscerende belegg 1. En beholder eller kolbe 3 av gjennomsiktig glass er forseglet til metallfoten 4 som er utstyrt med elektriske kontakter, f. eks. pinner, som vist, som kan settes i forbindelse med en egnet strømkilde, f. eks. en strømkilde med en spenning på 6 volt. That in fig. The dosimeter shown in 1-3 has the form of an ordinary electric incandescent lamp where a thermoluminescent coating 1 is applied to its heating wire 2. A container or flask 3 of transparent glass is sealed to the metal base 4 which is equipped with electrical contacts, e.g. pins, as shown, which can be connected to a suitable power source, e.g. a power source with a voltage of 6 volts.

På innsiden eller yttersiden av glassbeholderen 3 kan det være anbrakt et lys-reflekterende belegg i likhet med det man har anvendt for elektriske belysningslamper. Fig. 3 viser et slikt dosimeter som har et vanlig reflekterende aluminiumbelegg ved 5 på yttersiden av det koniske parti, mens det øverste parti av beholderen for-blir gjennomsiktig. On the inside or outside of the glass container 3, a light-reflecting coating similar to that used for electric lighting lamps can be placed. Fig. 3 shows such a dosimeter which has a normal reflective aluminum coating at 5 on the outer side of the conical part, while the upper part of the container remains transparent.

Det på fig. 4 og 5 viste dosimeter har samme konstruksjon som det man finner på fig. 1 bortsett fra anordningen av bæ-deren og opphetningsanordningen for det termoluminiscerende lag. Som vist er laget 1 anbrakt på et rør 6, og det kan f. eks. bestå av kobber, nikkel og aluminium eller ultratynt glass gjennom hvilket det skrue-formede heteelement 2 strekker seg i av-stand fra rørets vegg. Lys som avgis fra det opphetede heteelement avgrenses inne i røret ved hjelp av skiver 26 av keramisk materiale eller annet egnet elektrisk isola-sjonsmateriale, hvilke skiver er innsatt i rørets endepartier og er forsynt med per-foreringer for gjennomføring av tillednin-ger til hetetråden. Røret 6 bæres av et par til røret festede tråder 7 som er gasstett forseglet inne i metallfoten 4 ved hjelp av et fast harpiksmateriale av den type som anvendes i belysningslamper. That in fig. The dosimeter shown in 4 and 5 has the same construction as that found in fig. 1 except for the arrangement of the bath and the heating arrangement for the thermoluminescent layer. As shown, the layer 1 is placed on a pipe 6, and it can e.g. consist of copper, nickel and aluminum or ultra-thin glass through which the screw-shaped heating element 2 extends at a distance from the wall of the tube. Light emitted from the heated heating element is limited inside the tube by means of discs 26 of ceramic material or other suitable electrical insulating material, which discs are inserted in the end parts of the tube and are provided with perforations for the passage of leads to the heating wire. The tube 6 is supported by a pair of threads 7 attached to the tube, which are gas-tightly sealed inside the metal base 4 by means of a solid resin material of the type used in lighting lamps.

Fig. 6 viser et liknende dosimeter som fig. 1, men man har her en foretrukken anordning av heteelementet og det termoluminiscerende belegg. Her anvendes et opphetningselement som består av en gra-fittplate 8 på hvilken det ligger et lag av termoluminiscerende materiale 1. Grafitt-platen bæres av og er elektrisk forbundet med til platen festede ledningstråder. Fig. 6 shows a similar dosimeter as fig. 1, but here there is a preferred arrangement of the heating element and the thermoluminescent coating. Here, a heating element is used which consists of a graphite plate 8 on which there is a layer of thermoluminescent material 1. The graphite plate is carried by and is electrically connected with wires attached to the plate.

På fig. 7 er dosimeterets glassbeholder sylindrisk. Der benyttes et heteelement 9 i form av en grafittstav som har et belegg av termoluminiscerende materiale. I grafittstaven er det innleiret elektroder 10 og 11 hvorav elektroden 11 strekker seg aksialt i forhold til grafittstaven. Grafittstaven kan være hul med massive endepartier, og i dette tilfelle er elektrodene innleiret bare i grafittstavens endepartier. Elektrodene strekker seg gjennom grafittstaven og er vakuumtett forseglet til glassbeholderen og tjener som understøtelse for grafittstaven. In fig. 7, the glass container of the dosimeter is cylindrical. A heating element 9 is used in the form of a graphite rod which has a coating of thermoluminescent material. Embedded in the graphite rod are electrodes 10 and 11, of which electrode 11 extends axially in relation to the graphite rod. The graphite rod can be hollow with solid end portions, in which case the electrodes are embedded only in the end portions of the graphite rod. The electrodes extend through the graphite rod and are vacuum-sealed to the glass container and serve as a support for the graphite rod.

På fig. 8—10 har dosimeteret en sam-mensatt beholder i form av en metalldel 12 som kan være av aluminium med et gjennomsiktig glassvindu 13 som ved 14 er gasstett innfattet i metalldelen. Forsegling av glassvinduet i beholderens metalldel kan foregå ved hjelp av et bindemiddel av en hensiktsmessig harpikstype. Opphetningsanordningen er av platetypen der det termoluminiscerende belegg 1 bæres av en gra-fittplate 8 (som vist på fig. 9) eller av en plate av keramisk eller glassaktig materiale, f. eks. en glassplate 15, som er vist på fig. In fig. 8-10, the dosimeter has a composite container in the form of a metal part 12 which can be made of aluminum with a transparent glass window 13 which at 14 is gas-tightly enclosed in the metal part. Sealing of the glass window in the metal part of the container can take place using a binder of a suitable resin type. The heating device is of the plate type where the thermoluminescent coating 1 is supported by a graphite plate 8 (as shown in Fig. 9) or by a plate of ceramic or vitreous material, e.g. a glass plate 15, which is shown in fig.

10. Hvis det anvendes en plate 8 av grafitt 10. If a plate 8 of graphite is used

blir belegget 1 anbrakt direkte på denne. Hvis det anvendes en plate 15 av keramisk materiale blir en elektrisk ledende film 16 f. eks. av sølv, platina eller tinnoksyd anbrakt på platen av keramisk materiale eller glass og det termoluminiscerende lag anbrakt direkte over dette. Den ledende film fortsetter videre nedover endepartiene av keramikk- eller glassplaten til platens un-derside, en distanse som er tilstrekkelig til å skaffe elektrisk kontakt med elektrodene 17 og 18. Det ledende lag kan hvis det ønskes, anbringes på begge sider av keramikk - eller glassplaten 15, men i så tilfelle vil overføringen av varme til de termoluminiscerende lag bli forsinket. Elektrodene coating 1 is placed directly on this. If a plate 15 of ceramic material is used, an electrically conductive film 16 becomes e.g. of silver, platinum or tin oxide placed on the plate of ceramic material or glass and the thermoluminescent layer placed directly above this. The conductive film continues down the end portions of the ceramic or glass plate to the underside of the plate, a distance sufficient to provide electrical contact with the electrodes 17 and 18. The conductive layer may, if desired, be placed on both sides of the ceramic - or the glass plate 15, but in that case the transfer of heat to the thermoluminescent layers will be delayed. The electrodes

17 og 18 er festet til platen 8 eller 15 på 17 and 18 are attached to the plate 8 or 15 on

en slik måte at de tjener som understøt-telse for platen inne i beholderen, og de er ført ut gjennom en vakuumtett og isolert forsegling. Elektroden 18 er hul og forsynt med en åpning 19 som kommuniserer med beholderens indre til bruk ved evakuering av beholderen. Elektroden 18 er ved sin nedre ende klemt sammen og forsynt med et loddebelegg slik at det dannes en forsegling 20. De hittil beskrevne dosimetre er alle av den type der det er direkte berøring mellom et elektrisk varmeelement og det termoluminiscerende materiale samt en strømkilde, men dosimetrene kan også være innrettet for opphetning ved hjelp av in-duksj onsstrømmer. Fig. 11 viser et slikt dosimeter, der opphetning finner sted når dosimetret føres gjennom en energisert høy-frekvensspole. Dette dosimeter har en sylindrisk gjennomsiktig glassbeholder 21 med et heteelement i form av en grafittstav 22, på hvilken det er anbrakt et lag av termoluminiscerende materiale 1. Grafittstaven understøttes inne i beholderen av en metallpinne 23 som er festet til staven og går aksialt gjennom denne og er for-ankret i begge ender av den sylindriske beholder. such a way that they serve as support for the plate inside the container, and they are led out through a vacuum-tight and insulated seal. The electrode 18 is hollow and provided with an opening 19 which communicates with the interior of the container for use when evacuating the container. The electrode 18 is clamped at its lower end and provided with a solder coating so that a seal 20 is formed. The dosimeters described so far are all of the type where there is direct contact between an electric heating element and the thermoluminescent material and a power source, but the dosimeters can also be arranged for heating using induction currents. Fig. 11 shows such a dosimeter, where heating takes place when the dosimeter is passed through an energized high-frequency coil. This dosimeter has a cylindrical transparent glass container 21 with a heating element in the form of a graphite rod 22, on which is placed a layer of thermoluminescent material 1. The graphite rod is supported inside the container by a metal pin 23 which is attached to the rod and passes axially through this and is pre-anchored at both ends of the cylindrical container.

Fig. 12 viser et dosimeter som også er beregnet på å bli opphetet induktivt. En lukket gjennomsiktig sylindrisk glassbeholder 24 inneholder et motstandselement 8 av platetypen, på hvilket det finnes et belegg av termoluminiscerende materiale som er av samme eller liknende art som det anvendes på fig. 6, 8 og 9. Platen 8 består av grafitt, men kan også være utført av et metall, f. eks. kobber eller nikkel. Platen 8 bæres i beholderen av til platen festede pinner 25 som sitter i beholderens bunn-parti. Beholderen 24 kan fremstilles ved at glassplater fastsmeltes som endestykker til et glassrør, før platen 8 monteres, på en av glasskivene ved hjelp av pinnene 25. Ved innføring av et lite rør (ikke vist) giennom beholderveggen kan beholderen fylles med argon i henhold til oppfinnelsen som forklart i det følgende. Fig. 12 shows a dosimeter which is also designed to be heated inductively. A closed transparent cylindrical glass container 24 contains a resistance element 8 of the plate type, on which there is a coating of thermoluminescent material which is of the same or similar nature as that used in fig. 6, 8 and 9. The plate 8 consists of graphite, but can also be made of a metal, e.g. copper or nickel. The plate 8 is carried in the container by pins 25 attached to the plate, which sit in the bottom part of the container. The container 24 can be made by fusing glass plates as end pieces to a glass tube, before the plate 8 is mounted, on one of the glass disks using the pins 25. By inserting a small tube (not shown) through the container wall, the container can be filled with argon according to the invention as explained below.

Hvis det ønskes kan det termoluminiscerende materiale anbringes direkte på beholderens innside og videre kan det anvendes utvendig anbrakte anordninger for opphetning av dosimetre. If desired, the thermoluminescent material can be placed directly on the inside of the container, and externally placed devices for heating dosimeters can also be used.

Tykkelsen av det termoluminiscerende belegg som anvendes i dosimetret kan være den samme som man har i «fosfor»-lag i katodestrålerør eller fjernsynsrør, for eksempel i en mengde av to hundre milligram «fosfor»-materiale pr. cm. Belegget kan på-føres på overflaten av tråden, grafitt-, glass-, eller keramikklegemet ved kjente metoder, der f. eks. det termoluminiscerende materiale i form av et pulver blandes med et bindemiddel så det dannes en pasta for påføring på underlaget, hvoretter belegget opphetes f. eks. til ca. 200°C slik at det herdner, og det termoluminiscerende materiale binder seg til underlaget. Et hensiktsmessig bindemiddel for dette formål er en vandig oppløsning av kaliumsilikat. Det kan også anvendes et silikonbindemiddel. Termoluminiscerende materialer som kan anvendes som det strålingsfølsomme element eller lag 1 i dosimeteret av den art det her er tale om, er slike som har energi-lagringspersistens ved normale temperatu-rer, det vil si fra ca. 20°C til 100°C. Slike materialer vil også ha energilagringspersi-stens ved lavere temperatur, på grunn av. det. gunstige forhold at varme da ikke har noen' innvirkning. Et praktisk område for energilagringspersistensen for materialene strekker seg fra ca. 1/2 time til 30 dager eller mer. Materialer som har liten lagrings-persistens i det nevnte område, men som har sterk luminiscens kan være nyttige for spesielle formål. Et materiale som fore-trekkes i det strålingsfølsomme element er kalsiumfluorid som er aktivert med man-gan, CaF2:Mn som er beskrevet av Ginther og Kirk i NRL Progress Report, september 1965 og i J. Electrochem. Soc. 104, 365, 1957. Dette materiale utmerker seg ved å ha en fremtredende glødetopp med ca. 250°C, og denne egenskap antar man skyldes tilste-deværelse av en liten mengde oksydoksy-gen i kalsiumfluoridets krystallgitter. Det har tilstrekkelig følsomhet til bruk ved lave doseringer og har dype, stabile elek-tronoppfangere. Men dets bruk i termoluminiscerende dosemetri er blitt hindret ved at luminiscensen foregår «kunstig» eller tilfeldig, og det har derfor ikke vært mulig å oppnå pålitelig detektering av ioniserende stråling i millirøntgenområdet. Et annet materiale som kan anvendes i det strålingsfølsomme element er kalsiumsul-fat som inneholder en liten mengde man-gan som aktiva tor, CaSo4:Mn. The thickness of the thermoluminescent coating used in the dosimeter can be the same as in "phosphor" layers in cathode ray tubes or television tubes, for example in an amount of two hundred milligrams of "phosphor" material per cm. The coating can be applied to the surface of the wire, graphite, glass or ceramic body by known methods, where e.g. the thermoluminescent material in the form of a powder is mixed with a binder to form a paste for application to the substrate, after which the coating is heated, e.g. to approx. 200°C so that it hardens, and the thermoluminescent material binds to the substrate. A suitable binder for this purpose is an aqueous solution of potassium silicate. A silicone binder can also be used. Thermoluminescent materials that can be used as the radiation-sensitive element or layer 1 in the dosimeter of the type in question here are those that have energy storage persistence at normal temperatures, that is from approx. 20°C to 100°C. Such materials will also have energy storage persistence at a lower temperature, due to the. favorable conditions that heat then has no effect. A practical range for the energy storage persistence of the materials extends from approx. 1/2 hour to 30 days or more. Materials which have little storage persistence in the aforementioned area, but which have strong luminescence can be useful for special purposes. A material preferred in the radiation sensitive element is calcium fluoride activated with manganese, CaF2:Mn which is described by Ginther and Kirk in the NRL Progress Report, September 1965 and in J. Electrochem. Soc. 104, 365, 1957. This material is distinguished by having a prominent glow peak with approx. 250°C, and this property is assumed to be due to the presence of a small amount of oxy-oxygen in the crystal lattice of the calcium fluoride. It has sufficient sensitivity for use at low dosages and has deep, stable electron traps. But its use in thermoluminescent dosimetry has been hindered by the fact that the luminescence takes place "artificially" or randomly, and it has therefore not been possible to achieve reliable detection of ionizing radiation in the milliroentgen range. Another material that can be used in the radiation-sensitive element is calcium sulphate which contains a small amount of manganese as an active tor, CaSo4:Mn.

Oppfinneren har funnet at hvis det termoluminiscerende materiale anbringes i en lukket beholder som inneholder argon kan den «kunstige» eller tilfeldige luminiscens fullstendig undertrykkes og det blir mulig å etablere en terskel for strålings-detektering, av en størrelsesorden som hittil ikke var mulig ved anvendelse av termoluminiscerende materialer som strå-lingsfølsomme elementer. Argonga.^satmo-sfæren i den lukkede beholder vil ha liten varmeledningsevne, noe som er av viktig-het når det termoluminiscerende materiale The inventor has found that if the thermoluminescent material is placed in a closed container containing argon, the "artificial" or random luminescence can be completely suppressed and it becomes possible to establish a threshold for radiation detection, of an order of magnitude that was not possible until now using thermoluminescent materials as radiation-sensitive elements. The argon atmosphere in the closed container will have little thermal conductivity, which is important when the thermoluminescent material

befinner, seg på heteelementet idet man da is located on the heating element when you

<*>år en hurtig opphetning av det termoluminiscerende materiale ved lavt strømfor-bruk. Det kan fremstilles dosimetre i henhold til oppfinnelsen som er tilstrekkelig ilsomme til å omfatte det helsef<y>siske område som strekker seg fra en størrelsesor-den av millirøntgeristråling opp til store ■loser av størrelsen 102-103 røntgen. Ved ■mvendelse av manganaktivert kalsiumfluorid kan man fremstille dosimetre i henhold til oppfinnelsen med en lineær reak-~ion fra noen få millirøntgen til minst 105-røntgen av kobolt-seksti-gammautstråling <*>years a rapid heating of the thermoluminescent material with low power consumption. It is possible to produce dosimeters according to the invention which are sufficiently sensitive to cover the health-physical area which extends from an order of magnitude of milli-radiation radiation up to large doses of the size 102-103 x-rays. By using manganese-activated calcium fluoride, dosimeters according to the invention can be produced with a linear response from a few milliroentgens to at least 105 roentgens of cobalt sixty-gamma radiation

og uavhengig av dosestørrelsen i det minste området 10 millirøntgen/min. til 7000 mil-!irøntgen/min. and regardless of the dose size in the smallest range of 10 milliroentgen/min. to 7,000 mil-!irrongen/min.

Dosimetrenes energiavhengighet kan mmskes eller helt oppheves ved å bruke ~n utvendig skjermning omkring dosimetret. For dette formål anvendes det hensiktsmessig en perforert skjerm av den type "om er beskrevet i U.S. patent nr. 2 752 505, men som består av tinn i stedet for bly. På denne måte kan dosimetret gj øres stort sett uavhengig av energi mellom ca. 40 kev. og L2 kev. The energy dependence of the dosimeters can be reduced or completely eliminated by using external shielding around the dosimeter. For this purpose, a perforated screen of the type described in U.S. patent no. 2,752,505 is suitably used, but which consists of tin instead of lead. In this way, the dosimeter can be made largely independent of energy between approx. 40 kev and L2 kev.

Arbeidsmåten for et dosimeter i henhold til oppfinnelsen beror på at termoluminiscerende materiale lagrer energi i form av innfangede elektroner når det utsettes for ioniserende bestråling, for eksempel fra gamma- eller røntgenstråler. Når det be-strålte materiale deretter opphetes, frigis de innfangede elektroner og gir en lysende glød. Da antallet av innfangede elektroner er proporsjonal med intensiteten av den ioniserende bestråling, kan styrken av den lysende glød anvendes til å bestemme be-strålingsdosen. Den luminiscerende glød observeres ved hjelp av en fotofølsom innretning, f. eks. en fotomultiplikator, og glø-detoppen noteres. Som mål for strålings-dosen kan man anvende enten høyden av glødetoppen eller arealet under denne. The working method of a dosimeter according to the invention is based on thermoluminescent material storing energy in the form of captured electrons when it is exposed to ionizing radiation, for example from gamma or X-rays. When the irradiated material is then heated, the trapped electrons are released and give a luminous glow. As the number of captured electrons is proportional to the intensity of the ionizing radiation, the strength of the luminous glow can be used to determine the radiation dose. The luminescent glow is observed using a photosensitive device, e.g. a photomultiplier, and the glow peak is noted. Either the height of the glow peak or the area below it can be used as a measure of the radiation dose.

Før bruk blir dosimetrene først kondi-sjonert ved at det termoluminiscerende materiale opphetes til et punkt godt over dets glødetoppunkt for å drive ut eventuelle tidligere inf angede elektroner. Dette skjer enten ved å forbinde dosimetret med en passende strømkilde som tilfellet er på fig. 1—10 i de viste utførelsesformer, eller ved å innføre dosimetret i en høyfrekvensinduk-sjonsspoles felt når det gjelder dosimetre av den type som er vist på fig. 11 og 12. For avlesning av den dose som er blitt oppsam-let i det termoluminiscerende materiale blir dosimetret deretter opphetet, og den luminiscerende glød iakttas eller noteres som angitt ovenfor. Etter denne opphetning og avlesning er dosimetret atter i utladet tilstand ferdig til ny anvendelse. Opphetningen kan skje i løpet av 15—30 sek. eller mindre ved regulering av den spenning eller energi som tilføres til de elektriske opphetningsanordninger i beholderen. Before use, the dosimeters are first conditioned by heating the thermoluminescent material to a point well above its glow peak to drive out any previously injected electrons. This happens either by connecting the dosimeter to a suitable power source as is the case in fig. 1-10 in the embodiments shown, or by introducing the dosimeter into the field of a high-frequency induction coil in the case of dosimeters of the type shown in fig. 11 and 12. To read the dose that has been collected in the thermoluminescent material, the dosimeter is then heated, and the luminescent glow is observed or noted as indicated above. After this heating and reading, the dosimeter is again in a discharged state ready for new use. The heating can take place within 15-30 seconds. or less by regulating the voltage or energy supplied to the electrical heating devices in the container.

Claims

Radiation dosimeter, comprising thermoluminescent material with an energy storage persistence in the temperature range from 20-100°C, where the thermoluminescent material is placed in a hermetically sealed container in which the atmosphere is inert, and which container has at least a part which is translucent or transparent to emission of light emitted by the aforementioned material when it is heated to above the glow temperature, characterized by the inert atmosphere being an argon atmosphere.