PL230544B1 - Detektor scyntylacyjny do pomiaru radioaktywnosci a materialow w postaci grubych zrodel promieniotworczych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest detektor scyntylacyjny do pomiaru radioaktywności α materiałów w postaci grubych źródeł promieniotwórczych.

W stosowanych obecnie licznikach scyntylacyjnych cząstek α używanych do wyznaczania dawki rocznej pochodzącej z szeregów promieniotwórczych ²³²Th, ²³⁸U i ²³⁵U (Aitken M. J., Thermoluminescence Dating, Academic Press, Londyn 1985) grube źródło promieniotwórcze, które rozumie się w tym wypadku, jako źródło o grubości przekraczającej maksymalny zasięg promieniowania α w badanym źródle umieszczonym bezpośrednio na tworzywie sztucznym pokrytym scyntylatorem ZnS.

„Grube źródło promieniotwórcze” funkcjonuje w literaturze naukowej i służy do określenia źródeł, których grubość jest większa od zasięgu cząstek. W przypadku promieniowania α, jest to około 100 pm (dla materiałów o gęstości 1.7 g/cm³, średniej liczbie atomowej Z = 10.5 oraz średniej liczbie masowej A - 21.5).

Według obecnego stanu wiedzy stosowane obecnie rozwiązanie polegające na bezpośrednim umieszczeniu badanego materiału na scyntylatorze jest wrażliwe na zmiany współczynnika odbicia światła w zależności od badanego materiału. W ekstremalnym przypadku, kiedy badaniu podlega próbka, która pochłania wszystkie fotony wyemitowane przez scyntylator amplituda impulsów pochodzących z promieniowania a może zmaleć nawet do 50% w porównaniu do badanego materiału, który odbija wszystkie fotony.

Celem wynalazku jest opracowanie detektora scyntylacyjnego, który wyeliminuje błąd pomiarowy wynikający ze zmiany współczynnika odbicia światła dla różnych materiałów.

Detektor według wynalazku charakteryzuje się tym, że na fotopowielaczu umieszczony jest pojemnik pomiarowy, wewnątrz którego znajduje się badany materiał, przy czym pomiędzy badanym materiałem, a scyntylatorem osadzonym na folii z tworzywa sztucznego umieszczona jest dodatkowa warstwa materiału wykonana z metalu o wysokim współczynniku odbicia światła w zakresie 400-600 nm i grubości poniżej 4 pm.

Istotę wynalazku stanowi cienka warstwa dodatkowego materiału o grubości mniejszej niż 4 pm pomiędzy scyntylatorem, a badanym materiałem pozwalająca na przejście promieniowania a. Dodatkowa warstwa wytworzona jest z metalu, przy czym srebro jest optymalne ze względu na widmową charakterystykę odbicia światła, co zwiększa liczbę fotonów docierających do fotopowielacza.

Wynalazek pozwala na uzyskanie względnie wysokiej i stałej wydajności zbierania fotonów, niezależnej od współczynnika odbicia światła od badanego materiału, co pozwala na zwiększenie dokładności pomiarów poprzez wyeliminowanie błędu wynikającego z różniącego się pomiędzy różnymi materiałami współczynnika odbicia fotonów.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia przekrój detektora scyntylacyjnego, natomiast Fig. 2 przedstawia powiększony wycinek przekroju detektora scyntylacyjnego.

Na fotopowielaczu 1 umieszcza się pojemnik pomiarowy 2 wykonany ze szkła akrylowego, wewnątrz którego znajduje się badany materiał 3 umieszczony na dodatkowej warstwie materiału 6, którą stanowi srebrna folia o grubości 0.25 pm, umieszczona na scyntylatorze 5 osadzonym na folii z tworzywa sztucznego 4.

Na fotopowielaczu 1 umieszcza się szczelnie zamknięty pojemnik pomiarowy 2 wykonany ze szkła akrylowego, wewnątrz którego znajduje się badany materiał 3 w postaci pyłu o średnicy <38 pm, który umieszcza się na folii odbijającej światło 6. Całość zamyka się w szczelnej obudowie. W wyniku oddziaływania cząstek alfa ze scyntylatorem 5 generowane są błyski światła, które rejestruje się za pomocą układu elektronicznego. Zarejestrowana szybkość generowania cząstek alfa oraz odstępy czasu między nimi pozwalają na określenie zawartości ²³⁸U, ²³⁵U ²³²Th. Część światła, która została wyemitowana w kierunku badanego materiału 3 odbija się w stronę fotopowielacza 1, dzięki czemu uzyskuje się wzrost sygnału i uniezależnienie od współczynnika odbicia światła badanego materiału 3.

Detektor znajdzie zastosowanie w datowaniu metodami optycznie stymulowanej luminescencji oraz termoluminescencji, a także innych obszarach dozymetrii, gdzie konieczna jest znajomość zawartości ²³⁸U, ²³⁵U ²³²Th.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   1. Detektor scyntylacyjny do pomiaru radioaktywności a materiałów w postaci grubych źródeł promieniotwórczych składający się z fotopowielacza oraz scyntylatora, znamienny tym, że na fotopowielaczu 1 umieszczony jest pojemnik pomiarowy 2, wewnątrz którego znajduje się badany materiał 3, przy czym pomiędzy badanym materiałem 3, a scyntylatorem 5 osadzonym na folii z tworzywa sztucznego 4 umieszczona jest dodatkowa warstwa materiału 6 wykonana z metalu o wysokim współczynniku odbicia światła w zakresie 400-600 nm i grubości poniżej 4 pm.