RU2093859C1 - Method measuring absorbed dose of ionizing radiation and device for its implementation - Google Patents

Method measuring absorbed dose of ionizing radiation and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2093859C1
RU2093859C1 RU96109995A RU96109995A RU2093859C1 RU 2093859 C1 RU2093859 C1 RU 2093859C1 RU 96109995 A RU96109995 A RU 96109995A RU 96109995 A RU96109995 A RU 96109995A RU 2093859 C1 RU2093859 C1 RU 2093859C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
detector
value
radio
excitation
centers
Prior art date
Application number
RU96109995A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96109995A (en
Inventor
Александр Васильевич Дмитрюк
Александр Владимирович Смирнов
Александр Анатольевич Строганов
Николай Тимофеевич ТИМОФЕЕВ
Original Assignee
Александр Васильевич Дмитрюк
Александр Владимирович Смирнов
Александр Анатольевич Строганов
Николай Тимофеевич ТИМОФЕЕВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Васильевич Дмитрюк, Александр Владимирович Смирнов, Александр Анатольевич Строганов, Николай Тимофеевич ТИМОФЕЕВ filed Critical Александр Васильевич Дмитрюк
Priority to RU96109995A priority Critical patent/RU2093859C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2093859C1 publication Critical patent/RU2093859C1/en
Publication of RU96109995A publication Critical patent/RU96109995A/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

FIELD: measuring technology. SUBSTANCE: method is based on radiation of radio photoluminescent detector by pulses of exciting optical radiation, on measurement of intensity of luminescence of detector within limits of measurement time interval and on calculation of value of absorbed dose. Detector in this case is irradiated by continuous spectrum which spectral range lies within bounds of spectral range of excitation of radio photoluminescent centers in detector and width of spectral range of exciting radiation is not less than value of inhomogeneous broadening of excitation radio photoluminescent centers in detector. Duration of pulses is established sufficient for excitation of radio photoluminescent centers in amount from 0.1 to 0.9 of its balanced value. Time of delay of measurement start is chosen such that number of excited radio photoluminescent centers is kept from 0.95 to 0.1 of value achieved by excitation. Duration of measurement interval is chosen such that number of remaining excited radio photoluminescent centers at moment of termination of measurement amount to 0.9 to 0.05 of value achieved by moment of measurement start. Intensity of radio photoluminescence is measured in spectral range which value of short-wave boundary is not less than value of long-wave boundary of spectrum of background luminescence of detectors. Device for implementation of method has radiation source, optical elements, photodetectors and recording electron unit. Source has continuous spectrum and microsecond interval of pulse duration. First light filter has spectral transmission range lying within limits of spectral range of excitation of radio photoluminescent centers in detector and width not less than value of inhomogeneous broadening of excitation spectrum of radio photoluminescent centers in detector. Second light filter is so manufactured that value of short-wave boundary of its spectral range of transmission is not less than value of long-wave boundary of spectrum of background luminescence of detectors. EFFECT: increased accuracy and authenticity of method. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области ядерной физики, а точнее к области дозиметрии ионизирующего излучения и индивидуального дозиметрического контроля. Оно может быть использовано для определения доз облучения персонала, работающего с источниками ионизирующих излучений, населения, проживающего на контролируемых территориях; в медицинских учреждениях, использующих методы радиотерапии и диагностики; радиационного экологического мониторинга. The invention relates to the field of nuclear physics, and more specifically to the field of dosimetry of ionizing radiation and individual dosimetric control. It can be used to determine radiation doses for personnel working with sources of ionizing radiation, the population living in controlled areas; in medical institutions using radiotherapy and diagnostic methods; radiation environmental monitoring.

Известен способ [1] измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения, согласно которому в качестве детектора ионизирующего излучения используются активированные серебром стекла. Под действием ионизирующего излучения в этих стеклах образуются новые центры люминесценции, отсутствующие в необлученном стекле центры радиофотолюминесценции, которые люминесцируют в красно-оранжевой области спектра при возбуждении ультрафиолетовым излучением. Интенсивность радиофотолюминесценции пропорциональна поглощенной дозе ионизирующего излучения. A known method [1] measuring the absorbed dose of ionizing radiation, according to which silver-activated glasses are used as an ionizing radiation detector. Under the action of ionizing radiation, new luminescence centers are formed in these glasses, and there are no centers of radio photoluminescence in unirradiated glass, which luminesce in the red-orange region of the spectrum when excited by ultraviolet radiation. The intensity of radio photoluminescence is proportional to the absorbed dose of ionizing radiation.

Радиофотолюминесцентные детекторы не являются прямопоказывающими, поэтому для получения информации о поглощенной дозе необходимо использовать считывающие устройства люминесцентные фотометры или спектрофлюориметры. Калибровка считывающего устройства в единицах поглощенной дозы осуществляется с помощью радиофотолюминесцентных стандартных образцов (эталонов), чувствительность которых к данному виду ионизирующего излучения принимается за единицу. Radio photoluminescent detectors are not directly indicative, therefore, to obtain information about the absorbed dose, it is necessary to use luminescent photometers or spectrofluorimeters. Calibration of the reader in units of the absorbed dose is carried out using radio photoluminescent standard samples (standards), the sensitivity of which to this type of ionizing radiation is taken as a unit.

Основным фактором, ограничивающим возможность измерения малых поглощенных доз радиофотолюминесцентным методом, является фоновая ("дозовая") люминесценция необлученных детекторов под действием ультрафиолетового излучения. Существует ряд причин, определяющих значение фоновой люминесценции радиофотолюминесцентных стекол: концентрация активатора серебра, технологические факторы, связанные с окислительно-восстановительными условиями синтеза, присутствие в стекле технологических микропримесей, качество поверхности детекторов и т.д. The main factor limiting the possibility of measuring small absorbed doses by the radio photoluminescent method is the background ("dose") luminescence of unirradiated detectors under the influence of ultraviolet radiation. There are a number of reasons that determine the value of background luminescence of radio photoluminescent glasses: silver activator concentration, technological factors associated with redox synthesis conditions, the presence of technological microimpurities in the glass, surface quality of detectors, etc.

Известно устройство для измерения поглощенной дозы гамма- и смешанного гамма-нейтронного излучения, состоящее из комплекта радиофотолюминесцентных детекторов типа ИД-11 и считывающего прибора ГО-32 [2] Для возбуждения люминесценции детекторов в ГО-32 используется ламповый источник света непрерывного действия. В этом случае с одинаковой эффективностью возбуждаются и регистрируются центры как радиофото-, так и фоновой люминесценции. Поэтому нижний предел измерения поглощенной дозы в описываемом устройстве составляет 10 рад (0,1 Гр). A device for measuring the absorbed dose of gamma and mixed gamma-neutron radiation is known, consisting of a set of radio photoluminescent detectors of the type ID-11 and a reading device GO-32 [2] A tube light source of continuous action is used to excite the luminescence of the detectors in GO-32. In this case, the centers of both radio photographic and background luminescence are excited and registered with equal efficiency. Therefore, the lower limit of measuring the absorbed dose in the described device is 10 rad (0.1 Gy).

Известен также способ измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения [3] который по совокупности существенных признаков наиболее близок предлагаемому и принят за прототип. Известный способ заключается в облучении радиофотолюминесцентного детектора импульсами возбуждающего оптического излучения, измерении в пределах временного измерительного интервала, задержанного относительно импульса возбуждения, интенсивности люминесценции детектора и вычислений значения поглощенной дозы. Указанный способ позволяет достичь нижнего предела измерения поглощенной дозы 0,01 рад (0,0001 Гр). There is also known a method of measuring the absorbed dose of ionizing radiation [3] which, by the set of essential features, is closest to the proposed one and adopted as a prototype. The known method consists in irradiating a radio photoluminescent detector with pulses of exciting optical radiation, measuring within a time measuring interval delayed relative to the excitation pulse, the luminescence intensity of the detector and calculating the absorbed dose value. The specified method allows to reach the lower limit of measurement of the absorbed dose of 0.01 rad (0.0001 Gy).

Известно устройство, реализующее способ измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения [3] которое по совокупности существенных признаков наиболее близко предлагаемому и принято за прототип. Устройство содержит источник импульсного оптического излучения, оптически связанный через светофильтр со сменным радиофотолюминесцентным детектором, оптически связанным через второй светофильтр с фотоприемником, а также электронный блок обработки сигналов фотоприемника. В качестве источника излучения здесь использован лазер с длиной волны излучения 337 нм и длительностью импульса излучения около 10 нс, работающий с частотой 100 Гц. A device is known that implements a method of measuring the absorbed dose of ionizing radiation [3] which, by the set of essential features, is closest to the proposed and adopted as a prototype. The device contains a source of pulsed optical radiation, optically coupled through a filter with a replaceable radio photoluminescent detector, optically coupled through a second filter with a photodetector, and an electronic signal processing unit of the photodetector. Here, a laser with a radiation wavelength of 337 nm and a radiation pulse duration of about 10 ns operating at a frequency of 100 Hz was used here.

В известном решении задание продолжительности импульса облучения детектора, а также времени задержки и продолжительности измерительных интервалов осуществляется безотносительно к кинетике процессов возбуждения и люминесценции радиофотолюминесцентных центров в конкретных образцах детекторов. Кроме того, использование лазера в качестве источника возбуждающего излучения не позволяет использовать весь спектр возбуждения фосфатных стекол, активированных серебром, приводит к возникновению нелинейных эффектов, способных разрушить центры радиофотолюминесценции. Использование фотоэлектронного умножителя в канале регистрации люминесценции в режиме счета фотонов ведет к резкому снижению верхней границы диапазона измерений, которая оказывается ограниченной быстродействием используемой электроники. Отсутствие спектральной селекции регистрируемого излучения уменьшает отношение сигнал/фон. Перечисленные недостатки приводят к тому, что, как и указано в [3] диапазон измерения известного устройства, реализующего известный способ, составляющий от 0,0001 Гр до 10 Гр. In the known solution, the task of the duration of the detector irradiation pulse, as well as the delay time and the duration of the measuring intervals, is carried out regardless of the kinetics of the processes of excitation and luminescence of radio photoluminescent centers in specific samples of detectors. In addition, the use of a laser as a source of exciting radiation does not allow the entire spectrum of excitation of phosphate glasses activated by silver to be used, which leads to the appearance of nonlinear effects that can destroy the centers of radio photoluminescence. The use of a photoelectron multiplier in the luminescence recording channel in the photon counting mode leads to a sharp decrease in the upper limit of the measurement range, which turns out to be limited by the speed of the used electronics. The absence of spectral selection of the detected radiation reduces the signal / background ratio. These disadvantages lead to the fact that, as indicated in [3], the measurement range of the known device that implements the known method, comprising from 0.0001 Gy to 10 Gy.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание прибора с расширенным диапазоном измерений как в меньшую, так и в большую сторону. Предлагаемое техническое решение представляет собой новый способ измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения и новое устройство для его осуществления, связанные между собой так, что они образуют единый изобретательский замысел. The problem to which the invention is directed, is to create a device with an extended measurement range, both in smaller and larger directions. The proposed technical solution is a new way to measure the absorbed dose of ionizing radiation and a new device for its implementation, interconnected so that they form a single inventive concept.

В предлагаемом способе измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения, основанном на облучении радиофотолюминесцентного детектора импульсами возбуждающего оптического излучения, измерении в пределах временного измерительного интервала, задержанного относительно импульса возбуждения, интенсивности люминесценции детектора и вычислении значения поглощенной дозы, в отличие от прототипа детектор облучают импульсами возбуждающего оптического излучения сплошного спектра, спектральный диапазон которого находится в пределах спектрального диапазона радиофотолюминесцентных центров в детекторе, причем ширина спектрального диапазона возбуждающего излучения составляет не менее значения неоднородного уширения спектра возбуждения радиофотолюминесцентных центров в детекторе, длительность импульсов возбуждения устанавливают достаточной для возбуждения центров радиофотолюминесценции в детекторе в количестве от 0,1 до 0,9 от его равновесного значения, соответствующего пиковой интенсивности возбуждающего оптического излучения, время задержки начала измерения после окончания импульса возбуждения выбирают таким, чтобы количество возбужденных центров радиофотолюминесценции в детекторе оставалось от 0,95 до 0,1 от достигнутого при возбуждении значения, а длительность измерительного интервала выбирают таким образом, чтобы количество оставшихся возбужденных центров радиофотолюминесценции в детекторе к моменту окончания измерения составляло от 0,9 до 0,05 от достигнутого к моменту начала измерения, при этом измеряют интенсивность радиофотолюминесценции в спектральном диапазоне, значение коротковолновой границы которого не меньше, чем значение длинноволновой границы спектра фоновой люминесценции детекторов. In the proposed method for measuring the absorbed dose of ionizing radiation, based on the irradiation of a radio photoluminescent detector with pulses of exciting optical radiation, measuring within a time measuring interval delayed relative to the excitation pulse, the luminescence intensity of the detector and calculating the absorbed dose, in contrast to the prototype, the detector is irradiated with pulses of exciting optical radiation continuous spectrum, the spectral range of which is within the spec the total range of the radio photoluminescent centers in the detector, the width of the spectral range of the exciting radiation being at least the value of the inhomogeneous broadening of the excitation spectrum of the radio photoluminescent centers in the detector, the duration of the excitation pulses is sufficient to excite the centers of the radio photoluminescence in the detector from 0.1 to 0.9 from its equilibrium the value corresponding to the peak intensity of the exciting optical radiation, the delay time of the start of measurement after e the end of the excitation pulse is chosen so that the number of excited centers of radio photoluminescence in the detector remains from 0.95 to 0.1 of the value achieved upon excitation, and the duration of the measurement interval is chosen so that the number of remaining excited centers of radio photoluminescence in the detector by the time the measurement is completed is from 0.9 to 0.05 from the achieved by the time the measurement was started, while the intensity of radio photoluminescence in the spectral range is measured, the value of short-wavelength second border which is not less than the value of the long-wavelength boundary of the spectrum of the background luminescence detectors.

Значения упомянутых величин получают в ходе исследования конкретных марок стекол, идущих на изготовление детекторов. Values of the mentioned values are obtained during the study of specific brands of glasses used for the manufacture of detectors.

Предлагаемый способ реализуется в устройстве для измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения, содержащем источник импульсного оптического излучения, оптически связанный через светофильтр со сменным радиофотолюминесцентным детектором, оптически связанным через второй светофильтр с фотоприемником, а также электронный блок обработки сигналов фотоприемника, отличающемся тем, что источник импульсного оптического излучения имеет сплошной спектр и микросекундный диапазон длительности импульсов, первый светофильтр выполнен со спектральным диапазоном пропускания, находящимся в пределах спектрального диапазона возбуждения радиофотолюминесцентных центров в детекторе, и с шириной спектрального диапазона пропускания, не меньшей значения неоднородного уширения спектра возбуждения радиофотолюминесцентных центров в детекторе, а второй светофильтр выполнен таким образом, что значение коротковолновой границы его спектрального диапазона пропускания не меньше, чем значение длинноволновой границы спектра фоновой люминесценции детекторов. The proposed method is implemented in a device for measuring the absorbed dose of ionizing radiation, containing a source of pulsed optical radiation, optically coupled through a filter with a replaceable radio photoluminescent detector, optically coupled through a second filter with a photodetector, and an electronic signal processing unit of the photodetector, characterized in that the source of pulsed optical radiation has a continuous spectrum and a microsecond range of pulse durations, the first filter is made with a spectral transmission range that is within the spectral range of excitation of the radio photoluminescent centers in the detector, and with a width of the spectral transmission range not less than the value of the inhomogeneous broadening of the excitation spectrum of the radio photoluminescent centers in the detector, and the second filter is made in such a way that the value of the short-wavelength limit of its spectral transmission range less than the value of the long-wavelength boundary of the spectrum of the background luminescence of the detectors.

Это позволяет создать условия для оптимальной спектральной селекции возбуждающего радиофотолюминесценцию оптического излучения и регистрируемого излучения детектора, а также для оптимального подбора временных параметров, реализуемых электронным блоком обработки сигналов фотоприемников: длительности импульсов возбуждения, времени задержки начала измерения и продолжительности временного измерительного интервала. This makes it possible to create conditions for optimal spectral selection of the excitation radio photoluminescence optical radiation and the detected radiation of the detector, as well as for the optimal selection of time parameters implemented by the electronic unit for processing photodetector signals: the duration of the excitation pulses, the delay time of the start of measurement, and the duration of the time interval of the measurement.

На фиг. 1 представлены в координатах длина волны интенсивность спектры возбуждения 1 и радиофотолюминесценции 2 детекторов из фосфатных стекол, активированных серебром, после гамма-облучения, а также спектр фоновой люминесценции необлученного детектора под действием возбуждающего излучения 3. In FIG. 1 shows the coordinates of the wavelength intensity of the excitation spectra 1 and of radio photoluminescence 2 of silver-activated phosphate glass detectors after gamma irradiation, as well as the background luminescence spectrum of an unirradiated detector under the influence of exciting radiation 3.

На фиг. 2 представлены графики кинетики (затухания) люминесценции в координатах время интенсивность для тех же детекторов при разных дозах облучения гамма-излучением, где a необлученный детектор (фоновая люминесценция) b доза 0,04 Гр; c доза 0,4 Гр. Цена деления временной шкалы 100 нс. In FIG. Figure 2 shows the graphs of the kinetics (attenuation) of luminescence in coordinates of time intensity for the same detectors for different doses of gamma radiation, where a non-irradiated detector (background luminescence) b dose of 0.04 Gy; c dose of 0.4 Gy. Timeline divisions 100 ns.

Интенсивности на фиг. 1 и 2 в относительных единицах. The intensities in FIG. 1 and 2 in relative units.

На фиг. 3 представлена функциональная схема возможного конструктивного решения предлагаемого устройства, реализующего предлагаемый способ. In FIG. 3 presents a functional diagram of a possible structural solution of the proposed device that implements the proposed method.

В лабораторных условиях авторами была проведена серия экспериментов с детекторами из фосфатных стекол, активированных серебром. Результаты экспериментов приведены на фиг. 1 и 2. По графикам на фиг. 1 установлены параметры оптимальной спектральной селекции возбуждающего и регистрируемого излучения для достижения максимального значения отношения "сигнал/фон". При реализации способа детек4торы из этих стекол, подвергнутые гамма-облучению, возбуждали оптическим излучения в спектральном диапазоне 310 420 нм, а регистрацию интенсивности радиофотолюминесценции производили в спектральном диапазоне 580 850 нм. Временные параметры возбуждения и регистрации радиофотолюминесценции были установлены при изучении кинетики этих стекол (фиг. 2) и задавались в пределах 0,3 10 мкс длительность импульса возбуждения; 0,3 10 мкс задержка временного измерительного интервала относительно конца импульса возбуждения; 0,3 10 мкс длительность временного измерительного интервала. In laboratory conditions, the authors conducted a series of experiments with silver activated phosphate glass detectors. The experimental results are shown in FIG. 1 and 2. According to the graphs in FIG. 1, the parameters of the optimal spectral selection of the exciting and detected radiation are established to achieve the maximum signal-to-background ratio. When implementing the method, detectors from these glasses subjected to gamma irradiation excited optical radiation in the spectral range of 310 420 nm, and registration of the intensity of radio photoluminescence was carried out in the spectral range of 580 850 nm. The time parameters of the excitation and registration of radio photoluminescence were established in the study of the kinetics of these glasses (Fig. 2) and the excitation pulse duration was set within 0.3 10 μs; 0.3 10 μs delay of the measuring time interval relative to the end of the excitation pulse; 0.3 10 μs duration of the time measuring interval.

Реализованный вариант предлагаемого устройства, работающего по предлагаемому способу (фиг. 3), содержит источник импульсного возбуждающего излучения 1, выполненный в виде ксеноновой лампы высокого давления, электрически связанный с источником питания и оптически связанный через линзу 2, первый светофильтр (возбуждения) 3, выполненный в виде набора абсорбционных светофильтров, и светоделитель 4 с опорным фотоприемником 9, выполненным в виде вакуумного фотоэлемента, и с 5 исследуемым радиофотолюминесцентным (РФЛ) детектором, который, в свою очередь оптически связан через линзу 6 и второй светофильтр (регистрации) 7, выполненный в виде набора абсорбционных светофильтров, с измерительным фотоприемником 10, выполненным в виде ФЭУ с мультищелочным катодом. Фотоприемники 9 и 10 начальные элементы опорного и измерительного каналов, входящих в электронный блок 8 обработки сигналов, электрически связаны с блоками аналоговой обработки (БАО) соответственно 11 и 12 и схемой синхронизации (СС) 13. БАО 11 и 12 и СС через аналоговый коммутатор (АК) 14 электрически связаны с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 15, выход которого связан с входом блока управления (БУ) 16. БУ своими выходами связан с жидкокристаллическим индикатором (ЖКИ) 17, последовательным портом (ПП) 18 и блоком управления импульсной лампой (БУИЛ) 19, связанным с блоком питания (БП) 20 источника импульсного излучения. The implemented version of the proposed device, operating according to the proposed method (Fig. 3), contains a source of pulsed exciting radiation 1, made in the form of a high-pressure xenon lamp, electrically connected to a power source and optically coupled through a lens 2, the first filter (excitation) 3, made in the form of a set of absorption light filters, and a beam splitter 4 with a reference photodetector 9, made in the form of a vacuum photocell, and with 5 studied radio photoluminescent (RFL) detector, which, in its alternating optically connected through a lens 6 and the second filter (registration) 7 configured as a set of absorption filters, with the measurement photodetector 10, made in the form of a multialkali cathode photomultiplier. Photodetectors 9 and 10, the initial elements of the reference and measuring channels included in the electronic signal processing unit 8 are electrically connected to the analog processing units (BAO) 11 and 12, respectively, and the synchronization circuit (SS) 13. BAO 11 and 12 and the SS through an analog switch ( AK) 14 are electrically connected to an analog-to-digital converter (ADC) 15, the output of which is connected to the input of the control unit (BU) 16. The BU's outputs are connected to a liquid crystal display (LCD) 17, a serial port (PP) 18, and a flash lamp control unit (BUIL) 19, associated with a power supply unit (PSU) 20 of a pulsed radiation source.

Устройство работает следующим образом. Газоразрядная ксеноновая лампа высокого давления 1 совместно с блоком питания 20 генерирует импульсы излучения длительности 0,3-10 мкс с частотой 50 Гц. Излучение фокусируется линзой 2 и, пройдя через светофильтр 3, разводится светоделителем 4 на РФЛ-детектор 5 и опорный фотоприемник 9 (в опорном канале), выполненный в виде вакуумного фотоэлемента. Излучение радиофотолюминесценции детектора 5 фокусируется линзой 6 и, пройдя через светофильтр 7, попадает на измерительный фотоприемник 10 (в измерительном канале), выполненный в виде ФЭУ с мультищелочным катодом. Сигналы фотоприемников приходят на блоки аналоговой обработки 11 и 12, построенные на основе переключаемых интеграторов. При этом в опорном канале сигнал интегрируется в течение времен5и импульса излучения (0,3-10 мкс), а в измерительном во время измерительного интервала (0,3-10 мкс), заданного с задержкой (0,3-10 мкс). Эти парам5етры задаются схемой синхронизации 13. Сигналы с выходов блоков 11 и 12 через аналоговый коммутатор 14 подаются на вход аналого-цифрового преобразователя 15. Блок управления 16 осуществляет синхронизацию работы всех элементов устройства, прием данных из аналого-цифрового преобразователя, необходимые преобразования измеренных величин, вывод данных на жидкокристаллический индикатор 17 и последовательный порт 18. Кроме того, он связан с блоком управления импульсной лампой 19, запускающим блок питания лампы 20. The device operates as follows. A high-pressure xenon discharge lamp 1 together with a power supply unit 20 generates radiation pulses of a duration of 0.3-10 μs with a frequency of 50 Hz. The radiation is focused by lens 2 and, passing through the filter 3, is split by a beam splitter 4 to the RFL detector 5 and the reference photodetector 9 (in the reference channel), made in the form of a vacuum photocell. The radiation of the radio photoluminescence of the detector 5 is focused by the lens 6 and, passing through the filter 7, falls on the measuring photodetector 10 (in the measuring channel), made in the form of a PMT with a multi-alkaline cathode. The signals of the photodetectors arrive at the analog processing units 11 and 12, built on the basis of switched integrators. In this case, the signal is integrated in the reference channel during the 5th radiation pulse (0.3-10 μs), and in the measurement channel during the measurement interval (0.3-10 μs), specified with a delay (0.3-10 μs). These parameters are set by the synchronization circuit 13. The signals from the outputs of the blocks 11 and 12 are fed through an analog switch 14 to the input of the analog-to-digital converter 15. The control unit 16 synchronizes the operation of all elements of the device, receives data from the analog-to-digital converter, and necessary conversions of the measured values data output to the liquid crystal indicator 17 and the serial port 18. In addition, it is connected to the control unit of the flash lamp 19, which starts the power supply unit of the lamp 20.

В устройстве использовались светофильтры, выполненные в виде наборов абсорбционных светофильтров. Светофильтр возбуждения при этом имеет спектральный диапазон пропускания 310 420 нм, а светофильтр регистрации - спектральный диапазон пропускания 580 850 нм. The device used filters made in the form of sets of absorption filters. The excitation filter in this case has a transmission spectral range of 310 420 nm, and the registration filter has a transmission spectral range of 580 850 nm.

Описанное устройство, реализуя предлагаемое изобретение, обеспечивает измерение поглощенной дозы ионизирующего излучения в диапазоне 0,00001- 1000 Гр с погрешностью не более 20% The described device, implementing the present invention, provides a measurement of the absorbed dose of ionizing radiation in the range of 0.00001-1000 Gy with an error of not more than 20%

Claims (2)

1. Способ измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения, основанный на облучении радиофотолюминесцентного детектора импульсами возбуждающего оптического излучения, измерении в пределах временного измерительного интервала, задержанного относительно импульса возбуждения, интенсивности люминесценции детектора и вычислении значения поглощенной дозы, отличающийся тем, что детектор облучают импульсами возбуждающего оптического излучения сплошного спектра, спектральный диапазон которого находится в пределах спектрального диапазона возбуждения радиофотолюминесцентных центров в детекторе, причем ширина спектрального диапазона возбуждающего излучения составляет не менее значения неоднородного уширения спектра возбуждения радиофотолюминесцентных центров в детекторе, длительность импульсов возбуждения устанавливают достаточной для возбуждения центров радиофотолюминесценции в детекторе в количестве от 0,1 до 0,9 от его равновесного значения, соответствующего пиковой интенсивности возбуждающего оптического излучения, время задержки начала измерения после окончания импульса возбуждения выбирают таким, чтобы количество возбужденных центров радиофотолюминесценции в детекторе оставалось от 0,95 до 0,1 от достигнутого при возбуждении значения, а длительность измерительного интервала выбирают таким образом, чтобы количество оставшихся возбужденных центров радиофотолюминесценции в детекторе составляло от 0,9 до 0,05 от достигнутого к моменту начала измерения, при этом измеряют интенсивность радиофотолюминесценции в спектральном диапазоне, значение коротковолновой границы которого не меньше, чем значение длинноволновой границы спектра фоновой люминесценции детекторов. 1. The method of measuring the absorbed dose of ionizing radiation, based on the irradiation of a radio photoluminescent detector with pulses of exciting optical radiation, measuring within a time measuring interval delayed relative to the excitation pulse, the luminescence intensity of the detector and calculating the absorbed dose, characterized in that the detector is irradiated with pulses of exciting optical radiation continuous spectrum, the spectral range of which is within the spectral range it excites the radio photoluminescent centers in the detector, the width of the spectral range of the excitation radiation being at least the value of the inhomogeneous broadening of the excitation spectrum of the radio photoluminescent centers in the detector, the duration of the excitation pulses is sufficient to excite the centers of the radio photoluminescence in the detector from 0.1 to 0.9 of its equilibrium the value corresponding to the peak intensity of the exciting optical radiation, the delay time of the start of measurement after about the values of the excitation pulse are chosen so that the number of excited centers of the radio photoluminescence in the detector remains from 0.95 to 0.1 of the value achieved upon excitation, and the duration of the measurement interval is chosen so that the number of remaining excited centers of the radio photoluminescence in the detector is from 0.9 to 0.05 of the achieved by the time the measurement was started, while measuring the intensity of radio photoluminescence in the spectral range, the value of the short-wavelength boundary of which is not less than the value of the long-wavelength boundary of the spectrum of the background luminescence detectors. 2. Устройство для измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения, содержащее источник импульсного оптического излучения, оптически связанный через светофильтр со сменным радиофотолюминесцентным детектором, оптически связанным через второй светофильтр с фотоприемником, а также электронный блок обработки сигналов фотоприемника, отличающееся тем, что источник импульсного оптического излучения имеет сплошной спектр и микросекундный диапазон длительности импульсов, первый светофильтр выполнен со спектральным диапазоном пропускания, находящимся в пределах спектрального диапазона возбуждения радиофотолюминесцентных центров в детекторе, и с шириной спектрального диапазона пропускания, не меньшей значения неоднородного уширения спектра возбуждения радиофотолюминесцентных центров в детекторе, при этом второй светофильтр выполнен таким образом, что значение коротковолновой границы его спектрального диапазона пропускания не меньше, чем значение длинноволновой границы спектра фоновой люминесценции детекторов. 2. A device for measuring the absorbed dose of ionizing radiation, containing a source of pulsed optical radiation, optically coupled through a filter to a replaceable photoluminescent detector, optically coupled through a second filter to a photodetector, and an electronic signal processing unit of the photodetector, characterized in that the source of pulsed optical radiation has continuous spectrum and microsecond range of pulse duration, the first filter is made with a spectral range of pass located within the spectral range of excitation of the radio photoluminescent centers in the detector and with a spectral transmission bandwidth not less than the value of the inhomogeneous broadening of the excitation spectrum of radio photoluminescent centers in the detector, while the second filter is designed so that the value of the short-wavelength boundary of its spectral transmission range is not less than than the value of the long-wavelength boundary of the spectrum of the background luminescence of the detectors.
RU96109995A 1996-05-20 1996-05-20 Method measuring absorbed dose of ionizing radiation and device for its implementation RU2093859C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96109995A RU2093859C1 (en) 1996-05-20 1996-05-20 Method measuring absorbed dose of ionizing radiation and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96109995A RU2093859C1 (en) 1996-05-20 1996-05-20 Method measuring absorbed dose of ionizing radiation and device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2093859C1 true RU2093859C1 (en) 1997-10-20
RU96109995A RU96109995A (en) 1998-01-20

Family

ID=20180780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96109995A RU2093859C1 (en) 1996-05-20 1996-05-20 Method measuring absorbed dose of ionizing radiation and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2093859C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA010207B1 (en) * 2003-10-07 2008-06-30 Номос Корпорейшн Planning system, method and apparatus for conformal radiation therapy
US8220941B2 (en) * 2007-03-13 2012-07-17 The Boeing Company Compact high intensity solar simulator
US8439530B2 (en) 2011-02-16 2013-05-14 The Boeing Company Method and apparatus for simulating solar light

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Кастнер Д., Камерон Б. и др. Новые разработки в фотолюминесцентной дозиметрии, "Микродозиметрия", Труды симпозиума по микродозиметрии, Испра (Италия), 13-15, II, 1967. - М.: Атомиздат, 1971, с. 100-158. 2. Максимов М.Т. Оджагов Г.0. Радиоактивные загрязнения и их измерение. - М.: Энергоатомиздат, 1989, с. 134-139. 3. Авторское свидетельство СССР N 1668960, кл. G 01 T 1/105, 1991. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA010207B1 (en) * 2003-10-07 2008-06-30 Номос Корпорейшн Planning system, method and apparatus for conformal radiation therapy
US8220941B2 (en) * 2007-03-13 2012-07-17 The Boeing Company Compact high intensity solar simulator
US8752970B2 (en) 2007-03-13 2014-06-17 The Boeing Company Compact high intensity solar simulator
US8439530B2 (en) 2011-02-16 2013-05-14 The Boeing Company Method and apparatus for simulating solar light

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4055768A (en) Light measuring apparatus
JP3307955B2 (en) A fast method for determining unknown absorbed radiation dose with high sensitivity using optically stimulated luminescence
Yukihara et al. State of art: Optically stimulated luminescence dosimetry–Frontiers of future research
Moses et al. Cerium fluoride, a new fast, heavy scintillator
Alfano et al. Human teeth with and without caries studied by laser scattering, fluorescence, and absorption spectroscopy
EP0231470B1 (en) Method of and apparatus for determination of trace constituents by simultaneous measurement of photoluminescence and photoacoustic signal
US6998624B2 (en) Apparatus and method for detecting radiation that uses a stimulate phosphor
US4320970A (en) Photon counting fluorimeter
JP3181594B2 (en) Radiation detection methods and measurements with increased sensitivity
RU2093859C1 (en) Method measuring absorbed dose of ionizing radiation and device for its implementation
US9213106B2 (en) Method of measuring luminescence of a material
Nascimento et al. Radiophotoluminescence and optically stimulated luminescence from Al2O3: C, Mg films using a 1D modular reader
GB1245513A (en) Improvements in or relating to spectroscopy
US4694176A (en) Method and apparatus for indicating quench of a liquid scintillation solution
Schneckenburger et al. Time-resolved investigations of radiophotoluminescence in metaphosphate glass dosimeters
Näther et al. Temporal and spectral separation of singlet oxygen luminescence from near infrared emitting photosensitizers
Flournoy Measurement of subnanosecond scintillation decay times by time-correlated single photon counting
RU96109995A (en) METHOD FOR MEASURING AN ABSORBED DOSE OF IONIZING RADIATION AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2399928C1 (en) Method of exciting dosimetric signal of optically stimulated luminescence of ionising radiation detectors based on aluminium oxide
RU2310889C1 (en) Device for measuring dosimetric signal of optically stimulated luminescence
WO1991006875A2 (en) Method for radiation detection and measurement
Jaek et al. Optically stimulated luminescence of some thermoluminescent detectors as an indicator of absorbed radiation dose
AU2008101046B4 (en) Apparatus and method for detecting ionizing radiation using storage phosphors with long fluorescence lifetime
Harihar et al. Ultraviolet fluorescence lifetime in trans-stilbene crystal with single photons
Snyder et al. Single photon counting lifetime measurements of weak, long-lived samples