RU2677120C1

RU2677120C1 - Ionizing radiation absorbed doses monitoring system

Info

Publication number: RU2677120C1
Application number: RU2017145675A
Authority: RU
Inventors: Виктор Владимирович Приходько; Сергей Геннадьевич Новиков; Алексей Валентинович Беринцев; Александр Сергеевич АЛЕКСЕЕВ; Андрей Ильич Сомов; Павел Анатольевич Гуськов; Вячеслав Викторович Светухин
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2019-01-15

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to the ionizing radiation dosimetry. Ionizing radiation absorbed doses monitoring system contains a personal ionizing radiation absorbed dose measuring device, containing detector, representing two closed by the opaque shell photodetectors, located on a dielectric substrate, one of which photosensitive area is covered by the sensitive to the accumulated dose film sensor, and the photosensitive area of the second is covered with the compensator with the transmission coefficient close to that of the non-irradiated film sensor, to which optical radiation is falling from located on the substrate in the same plane with the photoreceivers the optical radiation source, radiating in the several spectral ranges, reflected from the optical flow divider with the external mirror coating, electrically connected to the measuring unit, which is electrically connected to the connected to the antenna information transfer device and providing the radio frequency communication channel with the device reading the readings from the absorbed doses measuring device, equipped with the antenna and the software, allowing performance of the measurement results processing and accumulation.EFFECT: increase in the measurement speed and the measurement results interpretation, reduction in the dosimeter weight and dimensions, expansion of functionality.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к дозиметрии ионизирующих излучений, а именно к дозиметрическим системам мониторинга поглощенных доз ионизирующего излучения на основе пленочных химических сенсоров ионизирующих излучений и радиочастотным каналом передачи измеряемой информации, и может быть использовано для измерения поглощенных доз гамма-излучения в радиационной технике и технологиях.The invention relates to dosimetry of ionizing radiation, and in particular to dosimetric systems for monitoring absorbed doses of ionizing radiation based on film chemical sensors of ionizing radiation and a radio frequency channel for transmitting measured information, and can be used to measure absorbed doses of gamma radiation in radiation engineering and technology.

Известны пленочные химические дозиметры и цветовые визуальные индикаторы дозы ионизирующих излучений (RU 2454681, RU 2451303). Подобные индикаторы поглощенной дозы ионизирующего излучения содержат гибкую подложку, адгезионный подслой, отражающий слой, радиационно-чувствительный слой, состоящий из полимерного связующего, включающего полимеры и сополимеры винилового ряда, люминофора пиразолинового ряда, бромсодержащего сенсибилизатора и пластификатора, и фильтровый слой, при этом в радиационно-чувствительном слое в качестве бромсодержащего сенсибилизатора используют декабромдифенилоксид. Данные индикаторы позволяют определять достаточно большие дозы - более 1,0 кГр. Недостатками таких устройств является плохая воспроизводимость результатов, наличие большого "пост-эффекта", т.е. изменения оптической плотности дозиметра при хранении и их чувствительность к ультрафиолетовому и видимому свету.Known film chemical dosimeters and color visual indicators of the dose of ionizing radiation (RU 2454681, RU 2451303). Such indicators of the absorbed dose of ionizing radiation contain a flexible substrate, an adhesive sublayer, a reflective layer, a radiation-sensitive layer consisting of a polymer binder, including polymers and copolymers of a vinyl series, a pyrazoline phosphor, a bromine-containing sensitizer and plasticizer, and a filter layer, while - sensitive layer as a bromine-containing sensitizer using decabromodiphenyl oxide. These indicators allow us to determine sufficiently large doses - more than 1.0 kGy. The disadvantages of such devices are poor reproducibility of the results, the presence of a large "post-effect", i.e. changes in the optical density of the dosimeter during storage and their sensitivity to ultraviolet and visible light.

Для количественной оценки поглощенных доз в таких дозиметрах необходимо использование дополнительных цветовых сканеров или спектрометров, что значительно снижает оперативность съема и обработки информации.To quantify the absorbed doses in such dosimeters, it is necessary to use additional color scanners or spectrometers, which significantly reduces the efficiency of data acquisition and processing.

Известны термолюминесцентные дозиметры (RU 2 513 651).Thermoluminescent dosimeters are known (RU 2 513 651).

Комплектация стандартного термолюминесцентного дозиметра (ТЛД) включает кассеты с фильтрами различной толщины (обычно медные или пластмассовые) и картридж с термолюминесцентным материалом. Прибор, считывающий показания с дозиметра, оснащен системой для нагревания термолюминесцентного материала, устройством преобразующим свечение в электрический импульс, а также другой связанной электроникой, обеспечивающей работу системы. В ТЛД может быть использован как прямой нагрев датчиков, так и СВЧ нагрев. Нагревание дозиметров в ходе считывания происходит в атмосфере инертных газов, что позволяет уменьшить термолюминесцентные эффекты, имеющие нерадиационное происхождение.The standard thermoluminescent dosimeter (TLD) package includes cartridges with filters of various thicknesses (usually copper or plastic) and a cartridge with thermoluminescent material. The device, which reads the readings from the dosimeter, is equipped with a system for heating the thermoluminescent material, a device that converts the glow into an electrical impulse, as well as other connected electronics, which ensures the operation of the system. In TLD, both direct sensor heating and microwave heating can be used. The dosimeters are heated during reading in an atmosphere of inert gases, which makes it possible to reduce the thermoluminescent effects of non-radiation origin.

Основной недостаток термолюминесцентных дозиметров -однократное получение информации (при нагреве) без возможности воспроизведения. Под влиянием тепла и света имеется риск потери информации о дозе излучения, а после- отжига уменьшается чувствительность ТЛД. Кроме того, процедура считывания информации предполагает использование специального стационарного оборудования, что исключает возможность оперативного съема информации.The main disadvantage of thermoluminescent dosimeters is the repeated receipt of information (when heated) without the possibility of reproduction. Under the influence of heat and light, there is a risk of loss of information about the radiation dose, and after annealing, the sensitivity of TLDs decreases. In addition, the procedure for reading information involves the use of special stationary equipment, which excludes the possibility of operational information retrieval.

Известно мобильное радиоустройство с дозиметром-радиометром (RU 154704, RU 118076), которое содержит измерительный блок, состоящий из последовательно включенных повышающего трансформатора, выпрямителя, детектора излучения, формирователя импульсов и блока сопряжения, и мобильное радиоустройство, в корпусе которого размещен блок питания с возможностью подачи питающих напряжений ко всем электронным узлам и блокам, расположенным в корпусе мобильного радиоустройства, процессор, соответствующие входы и выходы которого соединены с радиоблоком и с блоком памяти, блок индикации, вход которого подключен к соответствующему выходу процессора, и клавиатура, подключенная к соответствующему входу процессора, а также аудиоблок, подключенный к процессору, а вход аудиоблока соединен с первым выходом блока сопряжения. В состав измерительного блока введены последовательно включенные преобразователь напряжения и генератор, а также последовательно включенные делитель напряжения и аналогоцифровой преобразователь, причем выход аудиоблока соединен с входом преобразователя, выход генератора соединен с входом повышающего трансформатора, вход делителя напряжения соединен с выходом выпрямителя, а выход аналогоцифрового преобразователя соединен с вторым входом блока сопряжения, второй выход блока сопряжения соединен со вторым входом генератора. Изобретение обеспечивает создание надежного мобильного устройства, на базе мобильного телефона, которое обеспечивает оперативный контроль радиоактивности и оперативную передачу результатов контроля радиоактивности контролируемого образца или контролируемого участка местности.A mobile radio device with a dosimeter-radiometer (RU 154704, RU 118076) is known, which comprises a measuring unit consisting of a step-up step-up transformer, a rectifier, a radiation detector, a pulse shaper and an interface unit, and a mobile radio device in which the power supply is housed supply voltage to all electronic components and units located in the housing of a mobile radio device, a processor, the corresponding inputs and outputs of which are connected to the radio unit and Locke memory display unit, the input of which is connected to a corresponding output of the processor, and a keyboard connected to the corresponding input of the processor, and the audio unit coupled to the processor, and the audio unit input coupled to the first output interface unit. The measuring unit includes series-connected voltage converter and generator, as well as series-connected voltage divider and analog-digital converter, with the output of the audio unit connected to the input of the converter, the output of the generator connected to the input of the step-up transformer, the input of the voltage divider connected to the output of the rectifier, and the output of the analog-digital converter connected to the second input of the interface unit, the second output of the interface unit is connected to the second input of the generator. The invention provides the creation of a reliable mobile device based on a mobile phone, which provides operational monitoring of radioactivity and the operational transfer of the results of monitoring the radioactivity of a controlled sample or a controlled area.

Недостатки предлагаемого устройства заключаются в использовании высокого напряжения для питания сенсорного элемента, необходимости электрического соединения измерительного блока с мобильным устройством для передачи измеряемой информации.The disadvantages of the proposed device are the use of high voltage to power the sensor element, the need for electrical connection of the measuring unit with a mobile device for transmitting measured information.

Известны RFID-дозиметры (US 8592782, US 9329278), содержащие: дозиметр для измерения одной или нескольких доз излучения, включающий в себя RFID-метку со встроенными: антенной для коммуникации со считывателем посредством радиоканала, энергонезависимой памятью для хранения данных. При этом дозиметр может содержать один или более сенсор на основе оптически стимулированной люминесценции. Принцип работы таких сенсоров заключается в следующем: интенсивность оптически стимулированной люминесценции (ОСЛ) сенсорного элемента пропорциональна накопленной им за время облучения поглощенной дозе. Дозиметр может быть оснащен оптически стимулированными сенсорами для различных видов излучения в примерной конфигурации: сенсор для гамма-, рентгеновского и нейтронного излучений, сенсор для гамма- и рентгеновского излучений, калибровочный сенсор для гамма- и рентгеновского излучений. Чувствительность оптически стимулированного сенсора к определенному виду ионизирующего излучения определяется применением специальных конвертирующих, компенсирующих, рассеивающих фильтров, влияние которых на величину поглощенной дозы при облучении принимается во внимании во время интерпретации результата считывания. Процесс определения величины поглощенной сенсором дозы (считывания) начинается с установки дозиметра в специальное посадочное место в отдельном устройстве - считывателе, в котором затем происходит оптическая стимуляция сенсора, детектирование и интерпретация ответной люминесценции сенсора.Known RFID dosimeters (US 8592782, US 9329278), containing: a dosimeter for measuring one or more radiation doses, including an RFID tag with built-in: an antenna for communication with a reader via a radio channel, non-volatile memory for storing data. In this case, the dosimeter may contain one or more sensors based on optically stimulated luminescence. The principle of operation of such sensors is as follows: the intensity of optically stimulated luminescence (OSL) of the sensor element is proportional to the absorbed dose accumulated by it during irradiation. The dosimeter can be equipped with optically stimulated sensors for various types of radiation in an exemplary configuration: a sensor for gamma, X-ray and neutron radiation, a sensor for gamma and X-ray radiation, and a calibration sensor for gamma and X-ray radiation. The sensitivity of an optically stimulated sensor to a certain type of ionizing radiation is determined by the use of special converting, compensating, scattering filters, the influence of which on the value of the absorbed dose during irradiation is taken into account during interpretation of the reading result. The process of determining the dose (reading) absorbed by the sensor begins with the dosimeter installed in a special seat in a separate device, the reader, in which the sensor is then optically stimulated, and the response luminescence of the sensor is detected and interpreted.

Дозиметр может быть выполнен с возможностью. хранения значений поглощенных доз излучения в энергонезависимой памяти RFID-метки за долгосрочный период считывателем, который осуществляет первичный съем текущей дозиметрической информации с одного или нескольких оптически стимулированных сенсоров, встроенных в дозиметр, и обработку полученного значения поглощенной дозы с учетом предыдущих значений, считанных из энергонезависимой памяти RFID-метки, запись скорректированного значения поглощенной дозы в энергонезависимую память RFID-метки. Дозиметр позволяет реализовать операции первичного съема дозиметрических данных, чтения и записи в энергонезависимую память RFID-метки одному или нескольким совместимым считывателям.The dosimeter may be configured to. storing the values of the absorbed radiation doses in the non-volatile memory of the RFID tag for a long period of time by the reader, which carries out the initial reading of the current dosimetric information from one or more optically stimulated sensors built into the dosimeter, and processes the obtained value of the absorbed dose taking into account the previous values read from the non-volatile memory RFID tags, writing the corrected absorbed dose value to the non-volatile memory of the RFID tags. The dosimeter allows the implementation of the primary removal of dosimetric data, reading and writing to non-volatile memory of RFID tags to one or more compatible readers.

Кроме этого, данные находящиеся в энергонезависимой памяти RFID-метки, могут быть считаны и записаны с использованием независимого RFID-считывателя, подключенного к персональному компьютеру или другому устройству ввода данных.In addition, data stored in non-volatile memory of RFID tags can be read and written using an independent RFID reader connected to a personal computer or other data input device.

В отдельных реализациях данные, находящиеся в дозиметре, могут синхронизироваться с сервером базы данных с помощью функционала считывателя, который может осуществлять связь с удаленным сервером базы данных, используя проводное или беспроводное соединение, оптоволоконный канал, Интернет, телефонную линию, и т.д.In some implementations, the data in the dosimeter can be synchronized with the database server using the reader functionality, which can communicate with the remote database server using a wired or wireless connection, fiber optic channel, Internet, telephone line, etc.

Например, RFID-метка может содержать следующую информацию: идентификатор модели дозиметра, серийный номер дозиметра и идентификационный номер для носителя, данные калибровок для каждого OSL-датчика, информацию о дате и времени, необходимую для оценки величины вклада фонового излучения, общую дозу облучения и дозу, накопленную при гамма- и нейтронном облучении, информацию о количестве считываний с указанием времени и даты, а также служебные данные, связанные с осуществлением контроля качества во время процесса считывания данных с указанием идентификатора считывателя и т.п.For example, an RFID tag may contain the following information: dosimeter model identifier, dosimeter serial number and carrier identification number, calibration data for each OSL sensor, date and time information needed to estimate the amount of background radiation contribution, total radiation dose and dose accumulated during gamma and neutron irradiation, information on the number of readings with the time and date, as well as service data related to the implementation of quality control during the process of reading data indicating dentifikatora reader, etc.

К недостаткам изобретений относится отсутствие возможности дистанционного получения текущего значения персональной дозы облучения, считывание которого возможно только в стационарных условиях при помощи специализированного считывающего устройства. Кроме того, дозиметры по настоящим изобретениям работают от батареи, что ограничивает срок непрерывного пользования устройством.The disadvantages of the invention include the inability to remotely obtain the current value of the personal dose of radiation, the reading of which is possible only in stationary conditions using a specialized reader. In addition, the dosimeters of the present invention operate on battery power, which limits the duration of continuous use of the device.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является создание системы мониторинга поглощенной дозы на основе малогабаритного носимого персонального измерителя поглощенной дозы ионизирующего излучения с радиочастотным каналом передачи информации и распределенной сети считывателей на базе мобильных устройств и персональных компьютеров, образующих единую информационную систему обработки и накопления результатов измерений.The problem solved by the claimed invention is the creation of a system for monitoring the absorbed dose based on a small portable personal meter of absorbed dose of ionizing radiation with a radio-frequency channel for transmitting information and a distributed network of readers based on mobile devices and personal computers that form a single information system for processing and accumulating measurement results.

Технический результат - уменьшение массогабаритных показателей малогабаритного носимого персонального измерителя поглощенной дозы, повышение скорости измерений и интерпретации результатов измерений, расширение функциональных возможностей.EFFECT: reduced weight and size indicators of a small-sized portable personal meter of absorbed dose, increased measurement speed and interpretation of measurement results, enhanced functionality.

Достижение технического результата осуществляется за счет того, что система мониторинга поглощенных доз ионизирующего излучения содержит персональные устройства для измерения поглощенных доз ионизирующего излучения, связанные посредством радиоканала с приборами, дистанционно считывающими показания с устройств для измерения поглощенных доз, организованными в единую распределенную сеть на базе информационной системы обработки и накопления результатов измерений.The achievement of the technical result is achieved due to the fact that the monitoring system of absorbed doses of ionizing radiation contains personal devices for measuring absorbed doses of ionizing radiation, connected via a radio channel with devices remotely reading readings from devices for measuring absorbed doses, organized in a single distributed network based on an information system processing and accumulation of measurement results.

Персональное устройство для измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения содержит детектор, представляющий собой закрытые светонепроницаемой оболочкой два фотоприемника, расположенные на диэлектрической подложке, фоточувствительная область одного из которых покрыта чувствительным к накопленной дозе пленочным сенсором, а фоточувствительная область второго покрыта компенсатором с коэффициентом пропускания, близким к коэффициенту пропускания необлученного пленочного сенсора, на которые попадает оптическое излучение от расположенного на подложке в одной плоскости между фотоприемниками источника оптического излучения, излучающего в нескольких спектральных диапазонах, отражаемое от делителя оптического потока с внешним зеркальным покрытием. При этом, наличие двух фотоприемников позволяет осуществить измерение не только абсолютных показателей, но и проводить относительные измерения изменений в чувствительном к накопленной дозе пленочном сенсоре. Наличие нескольких оптических диапазонов измерения позволяет значительно повысить чувствительность измерительного блока. Уменьшение массогабаритных показателей и упрощение конструкции осуществляется за счет исключения источника питания из схемы.A personal device for measuring the absorbed dose of ionizing radiation contains a detector, which is two photodetectors closed on a dielectric substrate, the photosensitive region of one of which is covered by a dose-sensitive film sensor, and the photosensitive region of the second is covered by a compensator with a transmittance close to the coefficient transmittance of an unirradiated film sensor, to which optical radiation from Assumption on the substrate in a single plane between the photodetectors of the optical radiation source emitting at several spectral bands reflected from the optical flow divider with an external mirror coating. At the same time, the presence of two photodetectors makes it possible to measure not only absolute indicators, but also to carry out relative measurements of changes in the film sensor sensitive to the accumulated dose. The presence of several optical measurement ranges can significantly increase the sensitivity of the measuring unit. The reduction of overall dimensions and simplification of the design is carried out by eliminating the power source from the circuit.

Предлагаемый детектор на базе пленочного сенсора позволяет осуществлять первичное преобразование измеряемой величины (поглощенная доза излучения) в электрический сигнал на уровне персонального измерителя поглощенной дозы, в связи с чем становится возможным автоматизированное дистанционное считывание актуальной дозиметрической информации любым совместимым RFID-считывателем посредством радиочастотного канала без необходимости, как в случае с существующими решениями детекторов радиационного излучения на основе ТЛД-, ОСЛ- сенсоров и пленочных сенсоров в пассивном исполнении, проведения данной операции в ручном режиме, что требует специального оборудования и предварительного извлечения сенсорного элемента, а значит, повышает риск повреждения детектора и сокращает срок его службы. Наличие радиочастотного канала передачи измеряемой информации также позволяет использование устройства с мобильными или стационарными считывателями, в том числе территориально-распределенными и объединенными в единую систему мониторинга персональных поглощенных доз. При этом сбор и обработка измеряемой информации осуществляется на мобильных устройствах и персональных компьютерах, подключаемых к считывателю с установленным специальным программным обеспечением.The proposed detector based on a film sensor allows the primary conversion of the measured value (absorbed radiation dose) into an electrical signal at the level of a personal meter of the absorbed dose, which makes it possible to automatically remotely read the current dosimetric information by any compatible RFID reader via an RF channel without the need, as is the case with existing solutions of radiation detectors based on TLD, OSL sensors and lenochnyh sensors in passive design, carry out this operation in a manual mode, which requires special equipment and the preliminary extraction of the sensor element, and thus increases the risk of damage to the detector, and reduces the battery life. The presence of a radio frequency channel for transmitting measured information also allows the use of a device with mobile or stationary readers, including geographically distributed and integrated into a single system for monitoring personal absorbed doses. In this case, the collection and processing of measured information is carried out on mobile devices and personal computers connected to the reader with installed special software.

Структурная схема системы мониторинга поглощенных доз ионизирующего излучения приведена на фиг. 1.A block diagram of a system for monitoring absorbed doses of ionizing radiation is shown in FIG. one.

Персональный измеритель поглощенной дозы ионизирующего излучения с радиочастотным каналом передачи информации, кроме детектора, включает в себя измерительный блок, электрически соединенный с устройством передачи информации посредством радиоканала, и антенну. Антенны используются для наведения электромагнитного поля и получения - информации от меток, попавших в это поле.A personal meter of the absorbed dose of ionizing radiation with a radio-frequency channel for transmitting information, in addition to a detector, includes a measuring unit electrically connected to the device for transmitting information through a radio channel, and an antenna. Antennas are used to direct the electromagnetic field and obtain information from tags that have fallen into this field.

Все указанные компоненты составляют компактное корпусированное персональное носимое устройство, в котором сохраняется информация о накопленной дозе ионизирующего излучения. Для передачи информации в предлагаемом изобретении может использоваться один из четырех частотных диапазонов: 125-150 кГц, 13,56 МГц, 862-950 МГц и 2,4-5 ГГц. Приемником передаваемой информации является антенна, соединенная со считывателем, в котором проводится дальнейшая обработка измеряемой информации. Считыватель также может быть носимым или стационарным. Считыватель может быть соединен с персональным компьютером.All these components constitute a compact, personalized portable device that stores information about the accumulated dose of ionizing radiation. To transmit information in the present invention, one of four frequency ranges can be used: 125-150 kHz, 13.56 MHz, 862-950 MHz and 2.4-5 GHz. The receiver of the transmitted information is an antenna connected to a reader, in which further processing of the measured information is carried out. The reader may also be wearable or stationary. The reader can be connected to a personal computer.

Формат хранения дозиметрической информации в персональном измерителе поглощенной дозы документально фиксируется, в связи с чем хранимые данные могут быть извлечены любым аппаратно-совместимым RFID-устройством чтения-записи. Считыватель включает в себя RFTD-устройство чтения-записи, соединенное либо с мобильным устройством, либо с персональным компьютером с установленным специальным программным обеспечением, которое позволяет организовать прием и передачу дозиметрической информации с персонального измерителя, аккумулировать и анализировать полученную информацию, объединять персональные измерители поглощенной дозы и считыватели в единую систему индивидуального дозиметрического контроля на предприятии, а также формировать и осуществлять передачу отчетной документации в учетные системы. Такая система мониторинга поглощенных доз может быть как централизованной, так и самоорганизующейся. Возможен вариант реализации системы, при котором обеспечивается отслеживание изменений персональной накопленной дозы при перемещении контролируемого субъекта по мониторируемой территории за счет использования множества считывателей установленных в различных местах, фиксирующих идентификатор персонального измерителя поглощенной дозы, дату, время и место при выполнении каждого акта считывания. В этом варианте возможна интеграция системы мониторинга дозы с корпоративной системой контроля и управления доступом и иными информационными системами.The format for storing dosimetric information in a personal meter of absorbed dose is documented, and therefore the stored data can be extracted with any hardware-compatible RFID read-write device. The reader includes an RFTD reader / writer connected either to a mobile device or to a personal computer with special software installed, which allows organizing the reception and transmission of dosimetric information from a personal meter, accumulating and analyzing the received information, and combining personal meters of absorbed dose and readers into a single system of individual dosimetric control at the enterprise, as well as generate and transmit a report oh documents into accounting systems. Such a system for monitoring absorbed doses can be either centralized or self-organizing. A system implementation option is possible, in which it is possible to track changes in the personal accumulated dose when moving the controlled subject through the monitored area through the use of multiple readers installed in various places that record the identifier of the personal meter of absorbed dose, date, time and place during each reading act. In this option, it is possible to integrate a dose monitoring system with a corporate access control and management system and other information systems.

На фиг. 2 приведен основной элемент персонального измерителя поглощенной дозы ионизирующего излучения - детектор. Детектор представляет собой закрытые светонепроницаемой оболочкой 1 два фотоприемника 2, расположенные на диэлектрической подложке 3, фоточувствительная область одного из которых покрыта чувствительным к накопленной дозе пленочным сенсором 4, а фоточувствительная область второго покрыта компенсатором 5 с коэффициентом пропускания к коэффициенту пропускания пленочного сенсора 4, на которые попадает оптическое излучения от расположенного на подложке в одной плоскости между фотоприемниками 2 источника оптического излучения 6, излучающего в трех спектральных диапазонах, отражаемое от делителя оптического потока 7 с внешним зеркальным покрытием 8. Для электрического соединения детектора с измерительным блоком предусмотрен электрический разъем 9.In FIG. 2 shows the main element of a personal meter of absorbed dose of ionizing radiation - a detector. The detector consists of two photodetectors 2 closed by an opaque shell 1, located on a dielectric substrate 3, the photosensitive region of one of which is covered by a dose-sensitive film sensor 4, and the photosensitive region of the second is covered by a compensator 5 with a transmittance to the transmittance of the film sensor 4, which the optical radiation from the optical radiation source 6 located on the same plane between the photodetectors 2 in three spectral ranges, reflected from the optical flux divider 7 with an external mirror coating 8. For electrical connection of the detector with the measuring unit, an electrical connector 9 is provided.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

Перед началом использования устройства проводится оценка нулевого значения накопленной дозы путем считывания коэффициентов пропускания пленочного сенсорного элемента на нескольких длинах волн. Для этого, устройство помещается вблизи антенны, подключенной к считывателю, которая посредством возбуждения электромагнитного поля наводит ЭДС в антенне персонального измерителя поглощенной дозы ионизирующего излучения. Этой ЭДС достаточно для питания электронной схемы устройства в течении акта считывания и предварительной обработки коэффициентов пропускания пленочного сенсорного элемента на нескольких длинах волн, а также передачи обработанной информации посредством встроенного устройства передачи информации и антенны на считыватель. Также совместно с информацией о начальных значениях коэффициентов пропускания в момент первого считывания проводится регистрация персонального идентификатора в информационной системе.Before using the device, the zero value of the accumulated dose is estimated by reading the transmittance of the film sensor element at several wavelengths. For this, the device is placed near an antenna connected to a reader, which, by exciting an electromagnetic field, induces an EMF in the antenna of a personal meter of absorbed dose of ionizing radiation. This EMF is enough to power the electronic circuit of the device during the act of reading and pre-processing the transmittance of the film sensor element at several wavelengths, as well as transmitting the processed information through the built-in information transfer device and antenna to the reader. Also, together with information about the initial values of the transmittance at the time of the first reading, a personal identifier is registered in the information system.

При повседневном использовании персонального измерителя поглощенной дозы ионизирующего излучения при взаимодействии ионизирующего излучения с чувствительным к накопленной дозе пленочным сенсором в составе измерителя происходят физико-химические процессы, приводящие к изменению оптических спектров пропускания сенсора. Характер изменения спектров в зависимости от накопленной дозы ионизирующего излучения является линейным. Изменения спектров после взаимодействия сенсора с излучением являются необратимыми. Это обстоятельство позволяет говорить об эффективности использования пленочных сенсоров для мониторинга поглощенной дозы.In everyday use of a personal meter of absorbed dose of ionizing radiation during the interaction of ionizing radiation with a dose-sensitive film sensor, physicochemical processes occur in the meter, leading to a change in the optical transmission spectra of the sensor. The nature of the change in the spectra depending on the accumulated dose of ionizing radiation is linear. Changes in the spectra after the interaction of the sensor with radiation are irreversible. This circumstance allows us to talk about the effectiveness of the use of film sensors for monitoring the absorbed dose.

В дальнейшем чтение данных с персонального измерителя поглощенной дозы ионизирующего излучения осуществляется в моменты, когда устройство попадает в поле действия, электромагнитного поля, создаваемого антенной, подключенной к считывателю. Информация из считывателя передается в систему управления и далее в учетную систему, на основании которой формируется учетный персональный документ о накопленной дозе.In the future, reading data from a personal meter of the absorbed dose of ionizing radiation is carried out at the moments when the device falls into the field of action of the electromagnetic field created by the antenna connected to the reader. Information from the reader is transmitted to the control system and then to the accounting system, on the basis of which an accounting personal document on the accumulated dose is generated.

Таким образом, разработана система мониторинга поглощенных доз ионизирующего излучения, содержащая персональные устройства для измерения поглощенных доз ионизирующего излучения, приборы, считывающие показания с устройств для измерения поглощенных доз, и программное обеспечение. Персональное устройство для измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения содержит детектор, представляющий собой закрытые светонепроницаемой оболочкой два фотоприемника, расположенные на диэлектрической подложке, фоточувствительная область одного из которых покрыта чувствительным к накопленной дозе пленочным сенсором, а фоточувствительная область второго покрыта компенсатором с коэффициентом пропускания, близким к коэффициенту пропускания необлученного пленочного сенсора, на которые попадает оптическое излучение от расположенного на подложке в одной плоскости с фотоприемниками источника оптического излучения, излучающего в нескольких спектральных диапазонах, отражаемое от делителя оптического потока с внешним зеркальным покрытием., электрически соединенный с измерительным блоком, который электрически соединен с устройством передачи информации, подключенным к антенне и обеспечивающим радиочастотный канал связи с прибором, считывающим показания с устройства для измерения поглощенных доз, снабженным антенной и программным обеспечением, позволяющим проводить обработку и накопление результатов измерений. Основным техническим результатом разработки является уменьшение массогабаритных показателей малогабаритного носимого персонального измерителя поглощенной дозы, повышение скорости измерений и интерпретации результатов измерений, расширение функциональных возможностей. Срок службы персональные устройства для измерения поглощенных доз ионизирующего излучения за счет отсутствия собственного источника питания ограничен только максимальной дозой облучения, которую он способен зарегистрировать, которая зависит от способности фотоприемника регистрировать оптический поток, проходящий через темнеющий от полученной дозы облучения пленочный сенсор.Thus, a monitoring system for absorbed doses of ionizing radiation has been developed, comprising personal devices for measuring absorbed doses of ionizing radiation, devices that read readings from devices for measuring absorbed doses, and software. A personal device for measuring the absorbed dose of ionizing radiation contains a detector, which is two photodetectors closed by an opaque shell located on a dielectric substrate, a photosensitive region of one of which is covered by a dose-sensitive film sensor, and a photosensitive region of the second is covered by a compensator with a transmittance close to the coefficient transmittance of an unirradiated film sensor, to which optical radiation from an optical radiation source lying in the same plane with photodetectors that emits in several spectral ranges, reflected from an optical flux divider with an external mirror coating., electrically connected to a measuring unit, which is electrically connected to an information transmission device connected to the antenna and providing an RF channel communication with the device that reads the readings from the device for measuring absorbed doses, equipped with an antenna and software, allowing m carry out processing and accumulation of measurement results. The main technical result of the development is to reduce the overall dimensions of a small-sized portable personal meter of absorbed dose, increase the speed of measurement and interpretation of measurement results, expand the functionality. The life of a personal device for measuring absorbed doses of ionizing radiation due to the lack of its own power source is limited only by the maximum radiation dose that it can detect, which depends on the ability of the photodetector to detect the optical flux passing through the film sensor darkening from the received radiation dose.

Claims

A system for monitoring absorbed doses of ionizing radiation, comprising personal devices for measuring absorbed doses of ionizing radiation, devices that read readings from devices for measuring absorbed doses, and software, characterized in that the personal device for measuring absorbed doses of ionizing radiation contains a detector that is closed two photodetectors located on a dielectric substrate, a photosensitive region of one of the co of which is covered by a dose-sensitive film sensor, and the photosensitive region of the second is covered by a compensator with a transmittance close to the transmittance of an unirradiated film sensor, which receives optical radiation from an optical radiation source located on the same plane as the photodetectors emitting in several spectral ranges reflected from the optical flow divider with an external mirror coating, electrically connected to the measuring unit com, which is electrically connected with the information transmission device connected to an antenna and providing an RF communication link with the device, the reading readings with a device for measuring absorbed doses, provided with antenna and software allowing to perform processing and storage of the measurement results.