RU2451604C1 - Device to measure dose of ionising radiations - Google Patents
Device to measure dose of ionising radiations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451604C1 RU2451604C1 RU2011108058/05A RU2011108058A RU2451604C1 RU 2451604 C1 RU2451604 C1 RU 2451604C1 RU 2011108058/05 A RU2011108058/05 A RU 2011108058/05A RU 2011108058 A RU2011108058 A RU 2011108058A RU 2451604 C1 RU2451604 C1 RU 2451604C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dose
- cone
- truncated cone
- measure
- ionising radiation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к техническим средствам, к области полимерных пленочных покрытий, а именно к устройствам измерения дозы низкоэнергетического ионизирующего излучения в условиях открытого космического пространства во время орбитальных полетов летательных аппаратов вокруг Земли.The invention relates to technical means, to the field of polymer film coatings, and in particular to devices for measuring the dose of low-energy ionizing radiation in open space during orbital flights of aircraft around the Earth.
Известно применение полиэтилентерефталатной металлизированной пленки для звукопоглощающего материала, выполненного с слоем из иглопроколотого пенополиэтилена, полученного экструзионным способом из полиэтилена высокого давления с индексом текучести расплава 1,5÷2,5 г/10 мин и имеющего плотность (40±15) кг/м3 и толщину 5-10 мм, на который нанесен клеевой слой со стороны входных отверстий игл, при этом проколы материала выполнены с помощью игл диаметром 1,8-2,2 мм с частотой 10÷44 на 1 см2. При этом он содержит полиэтилентерефталатную пленку толщиной 12÷20 мкм на термопластичной полимерной основе толщиной 30 мкм (RU 2307843).It is known to use a polyethylene terephthalate metallized film for a sound-absorbing material made with a layer of needle-punched polyethylene foam, extruded from high-pressure polyethylene with a melt flow index of 1.5 ÷ 2.5 g / 10 min and having a density (40 ± 15) kg / m 3 and a thickness of 5-10 mm, on which an adhesive layer is applied from the side of the inlet of the needles, while the punctures of the material are made using needles with a diameter of 1.8-2.2 mm with a frequency of 10 ÷ 44 per 1 cm 2 . Moreover, it contains a polyethylene terephthalate film with a thickness of 12 ÷ 20 μm on a thermoplastic polymer base with a thickness of 30 μm (RU 2307843).
Известен (RU 2224059, B32B 27/00) светоотражательный материал, который содержит внутренний слой из металлизированной полиэтилентерефталатной пленки и нанесенные на обе стороны внутреннего слоя грунтовочный слой из фторкаучука, полиуретанового полимера, полиизоцианата, триоксида сурьмы в этилацетате и лицевой поверхностный слой из 25%-ного раствора фторкаучука и цианурата меламина в этилацетате. Слои просушены после каждого нанесения при 50°C в течение 3 мин с последующей пролежкой 24 ч. Материал является облегченным, огне-, масло-, бензо-, морозостойким с незначительно изменяющимся коэффициентом диффузионного отражения в диапазоне длин волн 350-850 нм.Known (RU 2224059, B32B 27/00) is a retroreflective material that contains an inner layer of metallized polyethylene terephthalate film and a primer layer made of fluororubber, polyurethane polymer, polyisocyanate, antimony trioxide in ethyl acetate and a front surface layer of 25% - solution of fluororubber and melamine cyanurate in ethyl acetate. The layers are dried after each application at 50 ° C for 3 minutes, followed by 24 hours. The material is lightweight, fire-, oil-, benz-, frost-resistant with a slightly varying diffusion reflection coefficient in the wavelength range of 350-850 nm.
Изобретение относится к области полимерных пленочных покрытий и может быть использовано для изготовления искусственной кожи и пленочных материалов, предназначенных для маскировочных изделий (зимнего периода).The invention relates to the field of polymer film coatings and can be used for the manufacture of artificial leather and film materials intended for camouflage products (winter period).
Известен светоотражательный материал, имеющий внутренний слой, выполненный, например, из металлизированной полиэтилентерефталатной пленки, и нанесенные на него с обеих сторон отражательные слои (RU 2110454 C1, 10.05.98).Known reflective material having an inner layer made, for example, of a metallized polyethylene terephthalate film, and reflective layers deposited on both sides of it (RU 2110454 C1, 05/10/98).
Недостатками данного материала являются высокая масса 1 м2 - 500 г и резкое снижение величины коэффициента диффузного отражения в интервале длин волн 350-450 нм.The disadvantages of this material are the high mass of 1 m 2 - 500 g and a sharp decrease in the value of the coefficient of diffuse reflection in the wavelength range of 350-450 nm.
В уровне техники описаны устройства, позволяющие проводить измерения дозы ионизирующего излучения в условиях космического пространства.The prior art describes devices that allow you to measure the dose of ionizing radiation in outer space.
Из источника Радиационная опасность при космических полетах / Ковалев Е.Е., Коломенский А.В., Смиренный Л.Н., Петров В.М., Дозиметрия космических излучений / Акатов Ю.А., Архангельский В.В., Маркелов В.В., Скворцов С.С, Смиренный Л.Н., Туркин В.Н., Черных И.В. // В монографии физические и радиобиологические исследования на искусственных спутниках Земли/ под ред. Нефедова Ю.Г., Ковалева Е.Е. - М.: Атомиздат. - 1971. - С.7-50 (1) известны дозиметры, расположенные внутри фантома в каналах по вертикальной оси. Основное назначение фантома - измерение дозовых нагрузок на органы и ткани человека.From the source Radiation hazard during space flights / Kovalev E.E., Kolomensky A.V., Smireny L.N., Petrov V.M., Dosimetry of cosmic radiation / Akatov Yu.A., Arkhangelsky VV, Markelov V .V., Skvortsov S.S., Smyrenny L.N., Turkin V.N., Chernykh I.V. // In the monograph, physical and radiobiological studies on artificial Earth satellites / ed. Nefedova Yu.G., Kovaleva E.E. - M .: Atomizdat. - 1971. - S.7-50 (1) known dosimeters located inside the phantom in the channels along the vertical axis. The main purpose of the phantom is to measure dose loads on human organs and tissues.
Их недостатки:Their disadvantages:
массогабаритные параметры устройства определяют относительную экономическую неэффективность его применения в условиях космического полета для решения рассматриваемой задачи. В зависимости от модификаций минимальный диаметр фантома составляет 100 мм;weight and size parameters of the device determine the relative economic inefficiency of its use in space flight to solve the problem. Depending on the modifications, the minimum phantom diameter is 100 mm;
- конструкция не предусматривает проведение измерений за минимальной защитой (5·10-4 г/см2). Это не позволяет адекватно учитывать вклад в дозу α-, β-частиц;- the design does not provide for measurements with minimal protection (5 · 10 -4 g / cm 2 ). This does not adequately take into account the contribution to the dose of α-, β-particles;
- конструктивные элементы устройства не учитывают условий эксплуатации в открытом космическом пространстве и требуют дополнительной доработки.- the structural elements of the device do not take into account operating conditions in open space and require additional refinement.
Из источника Карцев И.С. Способы предохранения от непроизвольного самоотделения элементов приборов для эксплуатации в условиях космических полетов // Приборы+автоматизация. - №4. - 2010. - С.45-48 (2) известен полиэтиленовый шаровой фантом, известно моделирующее устройство для измерения дозы ионизирующих излучений на конкретный орган, выполненное в виде полого корпуса из тканеэквивалентного материала, форма и размер корпуса выполнены соответственно форме и размеру моделируемого органа, обеспечивающие имитацию эффекта его самоэкранирования, а во внутренней полости корпуса размещены пассивные и активные дозиметры.From the source Kartsev I.S. Ways of protection from involuntary self-separation of elements of devices for operation in space flight conditions // Devices + automation. - No. 4. - 2010. - P.45-48 (2) a polyethylene ball phantom is known, a simulator is known for measuring a dose of ionizing radiation on a specific organ, made in the form of a hollow body made of tissue-equivalent material, the shape and size of the body are made corresponding to the shape and size of the modeled organ, providing an imitation of the effect of its self-shielding, and passive and active dosimeters are placed in the internal cavity of the case.
Недостатки устройства:The disadvantages of the device:
- конструкция не предусматривает проведение измерений за минимальной защитой (5·10-4 г/см2);- the design does not provide for measurements with minimal protection (5 · 10 -4 g / cm 2 );
- устройство предназначено для измерения дозовых воздействий применительно к организму человека и выполнено из тканеэквивалентного материала;- the device is designed to measure dose effects in relation to the human body and is made of tissue-equivalent material;
- конструкция не предусматривает эксплуатацию в условиях открытого космического пространства и требует дополнительной доработки.- the design does not provide for operation in open space and requires additional refinement.
Наиболее близким к заявляемому решению является шаровой дюралюминиевый фильтр диаметром 120 мм. (1) Размещение дозиметров внутри фильтра производилось по трем взаимно перпендикулярным каналам. Основное назначение фильтра - измерение дозовых нагрузок в космическом пространстве за дюралюминиевой защитой, разной толщины.Closest to the claimed solution is a ball duralumin filter with a diameter of 120 mm. (1) The dosimeters were placed inside the filter through three mutually perpendicular channels. The main purpose of the filter is to measure dose loads in outer space behind a duralumin shield of different thicknesses.
Недостатки устройства:The disadvantages of the device:
- массогабаритные параметры устройства определяют относительную экономическую неэффективность его применения в условиях космического полета для решения рассматриваемой задачи. Устройство представляет собой полнотелый металлический шар;- weight and size parameters of the device determine the relative economic inefficiency of its use in space flight to solve the problem. The device is a solid metal ball;
- распределение материала фантома вокруг мест установки дозиметров - неравномерное. Это приводит к различной чувствительности дозиметров внутри фантома по отношению к воздействию изотропного ионизирующего излучения для данных телесных углов в диапазоне от 0 до 2π стерадиан;- the distribution of phantom material around the dosimeter installation sites is uneven. This leads to different sensitivity of dosimeters inside the phantom with respect to the effects of isotropic ionizing radiation for given solid angles in the range from 0 to 2π steradians;
- конструкция не предусматривает проведение измерений за минимальной защитой (5·10-4 г/см2);- the design does not provide for measurements with minimal protection (5 · 10 -4 g / cm 2 );
- большая трудоемкость изготовления образца.- the high complexity of the manufacture of the sample.
Техническим результатом изобретения является возможность измерения дозы ионизирующего излучения в открытом космическом пространстве за минимальной защитой (5·10-4 г/см2) с изотропной чувствительностью (уровень отклика на эквивалентное воздействие) каждого дозиметра внутри модели для данного телесного угла в диапазоне от 0 до 2π стерадиан.The technical result of the invention is the ability to measure a dose of ionizing radiation in open space with minimal protection (5 · 10 -4 g / cm 2 ) with isotropic sensitivity (response level to equivalent exposure) of each dosimeter inside the model for a given solid angle in the range from 0 to 2π steradian.
Технический результат достигается тем, что устройство для измерения ионизирующего излучения, содержащее металлический корпус, внутри которого размещены чувствительные элементы, характеризуется тем, что корпус устройства представляет собой усеченный конус с углом раствора конуса 90°±5°, причем со стороны меньшего основания конуса расположено входное окно для чувствительных элементов, которые защищены со стороны входного окна полиэтилентерефталатной металлизированной пленкой, а со стороны большего основания конуса закреплена крышка с размещенным на ней стержневым элементом с резьбой.The technical result is achieved in that a device for measuring ionizing radiation, comprising a metal case, inside which sensitive elements are placed, is characterized in that the case of the device is a truncated cone with a cone angle of 90 ° ± 5 °, and the input side is located on the side of the smaller base a window for sensitive elements that are protected on the input side by a polyethylene terephthalate metallized film, and on the side of the larger base of the cone a lid is fixed with threaded rod element placed on it.
Кроме того, соединение корпуса и крышки осуществляется винтами, корпус выполнен из дюралюминия с плотностью ρ≈2,7 г/см3, в качестве чувствительного элемента использован термолюминисцентный монокристаллический детектор с плотностью материала детектора ρ≈2,6 г/см3, а толщина полиэтилентерефталатной металлизированной пленки не более 5 мкм.Furthermore, the compound body and the lid is carried out by screws, the housing is made of duralumin with ρ≈2,7 density g / cm 3, as a sensing element used in single crystal thermoluminescent detector material with a density detector ρ≈2,6 g / cm 3 and a thickness polyethylene terephthalate metallized film no more than 5 microns.
Конструкция устройства поясняется фиг.1.The design of the device is illustrated in figure 1.
На представленном чертеже элементы дозиметрического устройства обозначены следующими позициями.In the drawing, the elements of the dosimetric device are indicated by the following positions.
Металлический корпус /1/, форма и размер которого обеспечивают изотропную чувствительность каждого пассивного дозиметра /2/ внутри корпуса при измерении дозы потока ионизирующего космического излучения в телесном угле от 0 до 2π стерадиан для данного дозиметра. Плотность материала дозиметра /2/ приблизительно равна плотности материала металлического корпуса /1/.A metal case / 1 /, the shape and size of which provides the isotropic sensitivity of each passive dosimeter / 2 / inside the case when measuring the dose of the ionizing cosmic radiation flux in solid angle from 0 to 2π steradian for a given dosimeter. The density of the material of the dosimeter / 2 / is approximately equal to the density of the material of the metal case / 1 /.
Внешнее крепление устройства к элементам конструкции летательного аппарата осуществляется при помощи резьбовой оси металлического цоколя /3/.External fastening of the device to the structural elements of the aircraft is carried out using the threaded axis of the metal base / 3 /.
Соединение корпуса /1/ с цоколем /3/ осуществляется винтами /4/. Стопорение винтов /4/ осуществляется без применения дополнительных материалов за счет ограничения их непроизвольного перемещения плоскостью установки устройства.The connection of the housing / 1 / with the base / 3 / is carried out by screws / 4 /. Locking screws / 4 / is carried out without the use of additional materials due to the limitation of their involuntary movement by the installation plane of the device.
Защита открытой поверхности дозиметра со стороны входного окна обеспечивается полиэтилентерефталатной металлизированной пленкой /5/ с толщиной не более 5 мкм.Protection of the open surface of the dosimeter from the input window side is provided by a polyethylene terephthalate metallized film / 5 / with a thickness of not more than 5 microns.
Увеличению глубины расположения дозиметров /2/ со стороны входного окна соответствует пропорциональное увеличение толщины стенки корпуса /1/.The increase in the depth of the location of the dosimeters / 2 / from the input window corresponds to a proportional increase in the wall thickness of the case / 1 /.
Корпус /1/ дозиметрического устройства может быть выполнен из дюралюминия с плотностью ρ≈2,7 г/см3, а в качестве дозиметра может быть использован термолюминисцентный монокристаллический детектор на основе LiF с плотностью материала детектора ρ≈2,6 г/см3.The housing / 1 / of the dosimetric device can be made of duralumin with a density ρ≈2.7 g / cm 3 , and as a dosimeter, a thermoluminescent single-crystal detector based on LiF with a density of the detector material ρ≈2.6 g / cm 3 can be used.
Возможно также использование и других типов пассивных дозиметров с близкими значениями плотности вещества. Применение дозиметров, выполненных из других материалов с существенно отличающимися значениями плотности, может быть реализовано соответствующей заменой материала корпуса /1/.It is also possible to use other types of passive dosimeters with close values of the density of the substance. The use of dosimeters made of other materials with significantly different density values can be realized by appropriate replacement of the case material / 1 /.
Дозиметрическое устройство используют следующим образом:The dosimetric device is used as follows:
Устройство в сборе (см. фиг.1) крепится при помощи резьбовой оси цоколя /3/ на поверхности элементов конструкции летательных аппаратов. При этом функция введения/выведения устройства в открытом космическом пространстве обеспечивается конструкцией летательного аппарата и методикой эксперимента. Расположение устройств одновременно на трех взаимно перпендикулярных плоскостях поверхности элементов летательного аппарата позволяет проводить интегральное измерение дозовых характеристик в телесном угле до 4π стерадиан. Обработка дозиметров устройства осуществляется после возвращения на Землю в лабораторных условиях.The device assembly (see figure 1) is mounted using the threaded axis of the cap / 3 / on the surface of the structural elements of aircraft. In this case, the function of introducing / removing the device in open space is provided by the design of the aircraft and the experimental technique. The arrangement of the devices simultaneously on three mutually perpendicular planes of the surface of the elements of the aircraft allows the integral measurement of dose characteristics in a solid angle of up to 4π steradians. Processing dosimeters of the device is carried out after returning to Earth in laboratory conditions.
Предлагаемое дозиметрическое устройство может быть использовано для измерения интегральной дозы ионизирующего излучения одним устройством за защитой от 5·10-4 г/см2 до 2 г/см2 для следующих вариантов:The proposed dosimetric device can be used to measure the integral dose of ionizing radiation with one device for protection from 5 · 10 -4 g / cm 2 to 2 g / cm 2 for the following options:
1. В условиях открытого космического пространства во время орбитальных полетов;1. In open space during orbital flights;
2. Внутри модулей пилотируемых космических аппаратов;2. Inside the modules of manned spacecraft;
3. Для мониторинга радиационной обстановки на объектах с повышенными уровнями радиационного воздействия потоков ионизирующих частиц (в том числе малых энергий).3. To monitor the radiation situation at facilities with elevated levels of radiation exposure to flows of ionizing particles (including low energies).
Дозиметрическое устройство обеспечивает:Dosimetric device provides:
- измерение интегральной дозы в условиях открытого космического пространства в орбитальном полете;- measurement of the integral dose in open space in orbital flight;
- измерение интегральной дозы низкоэнергетического ионизирующего космического излучения за защитой от 5·10-4 г/см2 до 2 г/см2.- measurement of the integrated dose of low-energy ionizing cosmic radiation for protection from 5 · 10 -4 g / cm 2 to 2 g / cm 2 .
- пожаробезопасность (элементы конструкции не поддерживают горение);- fire safety (structural elements do not support combustion);
- устойчивость к воздействию влаги и микроорганизмов;- resistance to moisture and microorganisms;
- экологичность и безопасность работы с устройством во время орбитального полета;- environmental friendliness and safety of working with the device during orbital flight;
- малые массогабаритные параметры, примеры конкретных материалов.- small overall dimensions, examples of specific materials.
Примеры материалов корпуса - сплавы на основе алюминия, материала детекторов - кристаллический LiF.Examples of case materials are aluminum-based alloys, and detector materials are crystalline LiF.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011108058/05A RU2451604C1 (en) | 2011-03-03 | 2011-03-03 | Device to measure dose of ionising radiations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011108058/05A RU2451604C1 (en) | 2011-03-03 | 2011-03-03 | Device to measure dose of ionising radiations |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2451604C1 true RU2451604C1 (en) | 2012-05-27 |
Family
ID=46231633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011108058/05A RU2451604C1 (en) | 2011-03-03 | 2011-03-03 | Device to measure dose of ionising radiations |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2451604C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU397073A1 (en) * | 1971-04-26 | 1983-10-30 | Radyvanyuk A M | Scintillation unit for detecting alpha- and beta-radiation |
| SU1080622A1 (en) * | 1982-07-23 | 1985-08-07 | Предприятие П/Я А-7924 | Film dosemeter of ionizing radiations |
| RU2012088C1 (en) * | 1992-05-27 | 1994-04-30 | Научно-инженерный центр "СНИИП" | Capacitor ionization chamber |
| RU2248588C2 (en) * | 2003-04-25 | 2005-03-20 | ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет - УПИ | Scintillation detector |
| EP1681584A2 (en) * | 2005-01-13 | 2006-07-19 | Aloka Co., Ltd. | Scintillator member and manufacturing method thereof, and radiation measuring device |
| RU2296352C1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-03-27 | Закрытое акционерное общество "ИНТРА" | Scintillative detecting arrangement |
-
2011
- 2011-03-03 RU RU2011108058/05A patent/RU2451604C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU397073A1 (en) * | 1971-04-26 | 1983-10-30 | Radyvanyuk A M | Scintillation unit for detecting alpha- and beta-radiation |
| SU1080622A1 (en) * | 1982-07-23 | 1985-08-07 | Предприятие П/Я А-7924 | Film dosemeter of ionizing radiations |
| RU2012088C1 (en) * | 1992-05-27 | 1994-04-30 | Научно-инженерный центр "СНИИП" | Capacitor ionization chamber |
| RU2248588C2 (en) * | 2003-04-25 | 2005-03-20 | ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет - УПИ | Scintillation detector |
| EP1681584A2 (en) * | 2005-01-13 | 2006-07-19 | Aloka Co., Ltd. | Scintillator member and manufacturing method thereof, and radiation measuring device |
| RU2296352C1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-03-27 | Закрытое акционерное общество "ИНТРА" | Scintillative detecting arrangement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Abdo et al. | Early Fermi Gamma-ray Space Telescope observations of the quasar 3C 454.3 | |
| Rosenfeld et al. | MOSFET dosimeters: the role of encapsulation on dosimetric characteristics in mixed gamma-neutron and megavoltage X-ray fields | |
| Dachev et al. | Space Shuttle drops down the SAA doses on ISS | |
| Ambrožová et al. | Monitoring on board spacecraft by means of passive detectors | |
| Barrantes et al. | Atmospheric corrections of the cosmic ray fluxes detected by the Solar Neutron Telescope at the Summit of the Sierra Negra Volcano in Mexico | |
| Semkova et al. | Observation of radiation environment in the International Space Station in 2012–March 2013 by Liulin-5 particle telescope | |
| RU2451604C1 (en) | Device to measure dose of ionising radiations | |
| Mishev et al. | Radiation environment in high-altitude Antarctic plateau: Recent measurements and model studies | |
| Jang et al. | Characterization of a scintillating fiber-optic dosimeter for photon beam therapy | |
| Beilicke et al. | Design and tests of the hard x-ray polarimeter X-Calibur | |
| Pöschl et al. | A novel CubeSat-sized antiproton detector for space applications | |
| Mrdja et al. | Study of radiation dose induced by cosmic-ray origin low-energy gamma rays and electrons near sea level | |
| McIntosh et al. | The Regener-Pfotzer Maximum during a Total Solar Eclipse | |
| Torii et al. | The CALET mission for detection of cosmic ray sources and dark matter | |
| Nan et al. | Design and performance study of the HEPP-H calorimeter onboard the CSES satellite | |
| Vilkov et al. | Investigation of the radiation-protective properties of a highly filled liquid glass material | |
| Wissmann et al. | Microdosimetric measurements in the secondary radiation field produced in 12 C-therapy irradiations | |
| Lebedev et al. | Using a 120-cm cyclotron to study the combined effects of ionizing radiation and hypomagnetic conditions on lettuce seeds | |
| Losekamm et al. | Real-Time Omnidirectional Radiation Monitoring on Spacecraft | |
| Sinnis et al. | HAWC: A Next generation all-sky VHE gamma-ray telescope | |
| Micheletti et al. | Aerosol Characterization at the Pierre Auger Obsrevatory | |
| Casadei | Neutron astronomy | |
| Bartlett | Dosimetry Methods for the Measurements of the Radiation Exposure of Civil Air Crew | |
| Takita | The ALPACA Project | |
| Kim et al. | Functional lightweight protective clothing shielding design for constant radiation shielding of flight attendants and Monte Carlo simulation verification |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180304 |