RU2408900C1 - Рабочее вещество для термолюминесцентного детектора ионизирующего излучения - Google Patents
Рабочее вещество для термолюминесцентного детектора ионизирующего излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2408900C1 RU2408900C1 RU2009143713/28A RU2009143713A RU2408900C1 RU 2408900 C1 RU2408900 C1 RU 2408900C1 RU 2009143713/28 A RU2009143713/28 A RU 2009143713/28A RU 2009143713 A RU2009143713 A RU 2009143713A RU 2408900 C1 RU2408900 C1 RU 2408900C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working medium
- ionising radiation
- particle size
- sio2
- dose
- Prior art date
Links
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению рабочего вещества, которое может быть использовано для изготовления термолюминесцентного детектора ионизирующего излучения, использующегося в индивидуальной дозиметрии для определения поглощенных доз персонала; для определения поглощенных доз пациентов при проведении рентгеновской диагностики и терапии; при определении поглощенных доз в поле облучения высокодозовых технологических установок. Технический результат - расширение диапазона регистрируемых доз ионизирующего излучения рабочего вещества по пику, обусловленному поглощением SiO2, с максимумом при 154°С, от 10-4 кГр до 1 кГр и по пику, обусловленному поглощением УДА, с максимумом при 270°С, от 1 кГр до 100 кГр. Рабочее вещество для термолюминесцентных детекторов ионизирующего излучения включает нанодисперсный порошок алмаза с размером частиц около 5 нм, порошок материала на основе SiO2, размельченный до крупности <0,08 мм, и силикатный клей в качестве связующего двух материалов. Синтез композитного рабочего вещества проводят путем смешивания SiO2 и УДА в пропорциях, мас.%: ультрадисперсный порошок алмаза с размером частиц около 5 нм - 25-65, SiO2 - 25-65, силикатный клей - остальное. 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к получению рабочего вещества, которое может быть использовано для изготовления термолюминесцентного детектора ионизирующего излучения, использующегося в индивидуальной дозиметрии для определения поглощенных доз персонала; для определения поглощенных доз пациентов при проведении рентгеновской диагностики и терапии; при определении поглощенных доз в поле облучения высокодозовых технологических установок.
Известно такое рабочее вещество, используемое для изготовления алмазных детекторов, как природные алмаз (патент РФ №2167435, МПК G01T 1/24, опубл. 20.05.2001), но, как известно, природные алмазы являются дорогостоящим материалом, к тому же изготовление детекторов проходит через множество стадий, что представляет собой трудоемкую и долговременную работу.
Известен состав (патент SE №424374, МПК G01T 1/115, G01T 1/02, опубл. 12.07.1982), в котором в качестве рабочего вещества для радиационных дозиметров используется смесь LiF, CaF2, CaSO4, Li2SO4. Использование данного многокомпонентного материала предложено в определенных условиях, после чего при помощи температуры происходит преобразование неизвестной поглощенной дозы в количество энергии, а затем ее регистрация. К недостаткам данного метода следует отнести сложность изготовления четырехкомпонентного рабочего вещества, а также проведение нескольких эквивалентных операций для построения калибровки, что затруднено постоянными изменениями свойств окружающей среды.
Известно использование в качестве рабочего вещества для изготовления детекторов материала двуокиси кремния SiO2 (патент РФ №2108598, МПК G01T 1/11, С09К 11/08, опубл. 10.04.1998). К недостаткам данного изобретения относится то, что рабочее вещество только является костноэквивалентным, а это не позволяет давать правильные оценки регистрированной поглощенной дозы в индивидуальной дозиметрии.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ, изложенный в патенте РФ №2200965 (МПК G01T 1/11, опубл. 20.03.2003), в котором предложено использование в качестве рабочего вещества для термолюминесцентного детектора (ТЛД) синтетического ультрадисперсного алмаза (УДА). Для реализации способа использованы алмазы, полученные химическими методами выделения и очистки УДА из алмазно-углеродной шихты с дисперсностью 5 нм.
К недостаткам данного рабочего вещества следует отнести чрезвычайно низкую интенсивность термолюминесцентного сигнала в области доз менее 1 кГр. Следовательно, детектор на основе данного вещества не может быть использован в области доз, характерных для индивидуальной дозиметрии персонала и даже пациентов.
Задачей изобретения является расширение диапазона регистрируемых доз ионизирующего излучения рабочего вещества для расширения дозиметрии как в сторону малых доз (менее 1 кГр), так и в сторону высоких доз (до 100 кГр).
Поставленная задача решается тем, что предлагается в качестве рабочего вещества для термолюминесцентных детекторов ионизирующего излучения использовать смесь ультрадисперсного алмаза, с размером частиц около 5 нм, двуокиси кремния SiO2 и силикатного клея в качестве связующей среды.
Синтез композитного рабочего вещества проводят путем смешивания SiO2 и УДА в пропорциях, мас.%: ультрадисперсный порошок алмаза, с размером частиц около 5 нм - 25-65, SiO2 - 25-65, силикатный клей - остальное, этот состав обеспечивает измерение поглощенных доз в широком диапазоне: по пику, обусловленному поглощением SiO2, с максимумом при 154°С, от 10-4 кГр до 1 кГр и по пику, обусловленному поглощением УДА, с максимумом при 270°С, от 1 кГр до 100 кГр. Вышеописанные диапазоны обусловлены возможностью получения достоверных результатов при использовании данного рабочего вещества (табл.1). Выбор температуры обусловлен регистрацией максимума на кривой термостимулированной люминесценции (ТСЛ) (см. чертеж). Полученное рабочее вещество далее помешают в формы при небольшом надавливании и выдерживают в течение часа при нормальных условиях. Затем вынимают полученные ТЛД и просушивают.
Пример
Смешивают SiO2 и УДА в пропорциях, мас.%: ультрадисперсный порошок алмаза, с размером частиц около 5 нм - 45, SiO2 - 45, силикатный клей - остальное, затем помешают в формы при небольшом надавливании и выдерживают в течение часа при нормальных условиях, вынимают готовые ТЛД и просушивают. Полученные ТЛД обеспечивают измерение поглощенных доз в широком диапазоне: по пику, обусловленному поглощением SiO2, с максимумом при 154°С, от 10-4 кГр до 1 кГр и по пику, обусловленному поглощением УДА, с максимумом при 270°С, от 1 кГр до 100 кГр. Полученное рабочее вещество ткане- и костноэквивалентно.
Примеры использования других массовых соотношений компонентов рабочего вещества приведены в табл.2.
Предлагаемое новое композитное рабочее вещество является не только костноэквивалентным, т.е. его эффективный атомный номер (Z) сравним с эффективным атомным номером костной ткани, что необходимо при регистрации доз в костноэквивалентных материалах, например почвы, керамика, кварц и т.д., но и обладает эквивалентностью мышечной ткани, что необходимо при регистрации поглощенных доз в индивидуальной дозиметрии (близкой по Z к характеристикам воды). Достоинствами вещества являются: расширенные пределы регистрации доз, для которых используются два рабочих пика ТСЛ, эквивалентность материала мышечной ткани человека, что обеспечивает адекватную дозиметрию на ткани человека, например, при использовании в дозиметрии медицинского облучения. Данное рабочее вещество является практически единственным, позволяющим получать возможность дозиметрии в области высоких интенсивностей и плотностей возбуждения, в том числе и импульсного.
| Таблица 1 | |
| Обоснование пределов определения поглощенных доз | |
| Поглощенная доза | Результат исследования |
| Пик температуры по двуокиси кремния SiO2 - 154°С | |
| менее 0.1 мГр | Чувствительность детектора ниже предела регистрации с использованием ТЛ комплексов |
| от 0.1 до 1 кГр | Регистрация поглощенных доз, получение достоверных результатов |
| более 1 кГр | Нет линейной зависимости на кривой ТСЛ, в связи с чем уменьшается достоверность результатов |
| Пик температуры по УДА - 270°С | |
| менее 1 кГр | Чувствительность детектора ниже предела регистрации с использованием ТЛ комплексов |
| от 1 до 100 кГр | Регистрация поглощенных доз, получение достоверных результатов |
| более 100 кГр | Нет линейной зависимости на кривой ТСЛ, в связи с чем уменьшается достоверность результатов |
| Таблица 2 | ||||||
| Примеры параметров | ||||||
| № примера | Соотношение компонентов (силикатный клей 10%), мас.% | Диапазон определения доз, кГр | Влияние на (по сравнению с Примером 1): | |||
| УДА | SiO2 | пик 154°С | пик 270°С | костноэквивалентность | тканеэквивалентность | |
| 10-4-2 | 60-90 | Значительно снижается | ||||
| 2 | 25 | 65 | ||||
| 10-4-1,7 | 30-80 | снижается | ||||
| 3 | 35 | 55 | ||||
| 10-2-0,8 | 0,8-100 | снижается | ||||
| 5 | 55 | 35 | ||||
| 0,1-0,7 | 0,7-100 | Значительно снижается | ||||
| 6 | 65 | 25 | ||||
Claims (1)
- Рабочее вещество для термолюминесцентных детекторов ионизирующего излучения, включающее ультрадисперсный алмаз и связующее, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит двуокись кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ультрадисперсный алмаз 25-65
двуокись кремния 25-65
силикатный клей в качестве связующего остальное
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009143713/28A RU2408900C1 (ru) | 2009-11-25 | 2009-11-25 | Рабочее вещество для термолюминесцентного детектора ионизирующего излучения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009143713/28A RU2408900C1 (ru) | 2009-11-25 | 2009-11-25 | Рабочее вещество для термолюминесцентного детектора ионизирующего излучения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2408900C1 true RU2408900C1 (ru) | 2011-01-10 |
Family
ID=44054715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009143713/28A RU2408900C1 (ru) | 2009-11-25 | 2009-11-25 | Рабочее вещество для термолюминесцентного детектора ионизирующего излучения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2408900C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504802C1 (ru) * | 2012-07-23 | 2014-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ПК СТ" | Способ изготовления чувствительного элемента термолюминесцентного дозиметра |
-
2009
- 2009-11-25 RU RU2009143713/28A patent/RU2408900C1/ru active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504802C1 (ru) * | 2012-07-23 | 2014-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ПК СТ" | Способ изготовления чувствительного элемента термолюминесцентного дозиметра |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Knežević et al. | Photon dosimetry methods outside the target volume in radiation therapy: Optically stimulated luminescence (OSL), thermoluminescence (TL) and radiophotoluminescence (RPL) dosimetry | |
| Huang et al. | Radio-photoluminescence glass dosimeter (RPLGD). | |
| Aznar et al. | Real-time optical-fibre luminescence dosimetry for radiotherapy: physical characteristics and applications in photon beams | |
| Gallo et al. | ESR dosimeter material properties of phenols compound exposed to radiotherapeutic electron beams | |
| Santos et al. | Characterisation of a real-time fibre-coupled beryllium oxide (BeO) luminescence dosimeter in X-ray beams | |
| Mones et al. | Ce-doped optical fibre as radioluminescent dosimeter in radiotherapy | |
| Marczewska et al. | OSL and RL of LiMgPO4 crystals doped with rare earth elements | |
| d'Amorim et al. | Characterization of α-spodumene to OSL dosimetry | |
| Ekdal et al. | Thermoluminescence characteristics of Li2B4O7 single crystal dosimeters doped with Mn | |
| Alqahtani et al. | Characterisation of borosilicate glass media as potential thermoluminescent dosimeters | |
| RU2408900C1 (ru) | Рабочее вещество для термолюминесцентного детектора ионизирующего излучения | |
| Boontueng et al. | Fast scintillating Ce3+ doped gadolinium aluminum fluoroborate glass for calorimetry in proton CT prototype: A preliminary work | |
| Groppo et al. | Luminescent response from BeO exposed to alpha, beta and X radiations | |
| Zhang et al. | A competitive radioluminescence material-LiF: Mg, Cu, P for real-time dosimetry | |
| Molina et al. | Characterization of a fiberoptic radiotherapy dosimetry probe based on Mg2SiO4: Tb | |
| Zahaimi et al. | Characterisation of the thermoluminescence (TL) properties of tailor-made Ge-doped silica glass fibre for applications in medical radiation therapy dosimetry | |
| Olsen et al. | ESR dosimetry in calibration intercomparisons with high-energy photons and electrons | |
| Donaldson et al. | A luminescence study of NaMgF3: Dy3+ and NaMgF3: Nd3+ for applications in radiation dosimetry | |
| JP5161141B2 (ja) | 熱中性子に有感な蛍光ガラス線量計用ガラス及び蛍光ガラス線量計 | |
| CN102879795B (zh) | KSr4(BO3)3:Ce3+在制备电子顺磁共振剂量计中的应用 | |
| Stella et al. | QA for calibration procedures of TLDs 100H in low doses range | |
| Zulkepely et al. | Preliminary results on the photo-transferred thermoluminescence from Ge-doped SiO2 optical fiber | |
| US3899679A (en) | Manganese activated phosphate glass for dosimetry | |
| Moon et al. | Reference dosimetry and calibration of glass dosimeters for Cs-137 gamma-rays | |
| WO2017119329A1 (ja) | 酸化マグネシウムを用いた線量計および放射線量計測方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110720 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20110823 |