RU2731655C1 - Фотолюминесцентный индикатор дозы ультрафиолетового излучения - Google Patents
Фотолюминесцентный индикатор дозы ультрафиолетового излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731655C1 RU2731655C1 RU2020110527A RU2020110527A RU2731655C1 RU 2731655 C1 RU2731655 C1 RU 2731655C1 RU 2020110527 A RU2020110527 A RU 2020110527A RU 2020110527 A RU2020110527 A RU 2020110527A RU 2731655 C1 RU2731655 C1 RU 2731655C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- dose
- indicator
- ultraviolet radiation
- photoluminescent
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 60
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 claims abstract description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 abstract description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- GCOXPGMXEMCJLH-UHFFFAOYSA-N 1-[4-(4-propylcyclohexyl)phenyl]octane-1,3-dione Chemical compound CCCCCC(=O)CC(=O)c1ccc(cc1)C1CCC(CCC)CC1 GCOXPGMXEMCJLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- -1 rare earth ion Chemical class 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- MWVTWFVJZLCBMC-UHFFFAOYSA-N 4,4'-bipyridine Chemical class C1=NC=CC(C=2C=CN=CC=2)=C1 MWVTWFVJZLCBMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- PSHMSSXLYVAENJ-UHFFFAOYSA-N dilithium;[oxido(oxoboranyloxy)boranyl]oxy-oxoboranyloxyborinate Chemical compound [Li+].[Li+].O=BOB([O-])OB([O-])OB=O PSHMSSXLYVAENJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 2
- 229910001940 europium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N europium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Eu+3].[Eu+3] AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000002879 Lewis base Substances 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical group O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052773 Promethium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LNBHUCHAFZUEGJ-UHFFFAOYSA-N europium(3+) Chemical compound [Eu+3] LNBHUCHAFZUEGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005660 hydrophilic surface Effects 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 150000007527 lewis bases Chemical class 0.000 description 1
- OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N lutetium atom Chemical compound [Lu] OHSVLFRHMCKCQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003605 opacifier Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N promethium atom Chemical compound [Pm] VQMWBBYLQSCNPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N samarium atom Chemical compound [Sm] KZUNJOHGWZRPMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- ULJUVCOAZNLCJZ-UHFFFAOYSA-K trichloroterbium;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Tb+3] ULJUVCOAZNLCJZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7743—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing terbium
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/58—Photometry, e.g. photographic exposure meter using luminescence generated by light
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области оптических измерений и касается фотолюминесцентного индикатора дозы ультрафиолетового излучения. Индикатор представляет собой пленку люминофора, расположенную между пластинами кварца. В качестве люминофора используют комплекс трис [1-(4-(4-пропилциклогексил)фенил)октан-1,3-дионо]-[1,10-фенантролин]тербия формулы
Технический результат заключается в повышении светопропускающей способности и интенсивности люминесценции и обеспечении возможности многократного измерения дозы ультрафиолетового излучения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области оптических измерений и касается фотолюминесцентных индикаторов для определения дозы ультрафиолетового излучения.
Солнечный свет играет важную роль в процессе развития растений и жизнедеятельности большинства живых организмов, в том числе и человека. При этом жизненно необходимым является излучение в ультрафиолетовой области спектра в диапазоне от 250 до 400 нм. Такое УФ-излучение широко распространено в повседневной жизни, т.к. присутствует в спектре многих светоизлучающих приборов. Однако, чрезмерное воздействие ультрафиолетового излучения ближнего и среднего диапазона, при высокой интенсивности, на человеческий организм может приводить к нежелательным последствиям. При этом, ультрафиолетовое излучение ближнего и средневолнового диапазона практически неощутимо для глаз человека, что является дополнительным фактором риска.
Для простого и надежного контроля дозы ультрафиолетового излучения активно используются индикаторы ультрафиолетового излучения. Они позволяют определять наличие и интенсивность ультрафиолетового излучения.
В настоящее время в качестве компонентов и веществ для индикаторов дозы ультрафиолетового излучения активно используются органические полимеры, красители и хромофоры. При воздействии ультрафиолетового излучения такие материалы необратимо изменяют свои физико-химические свойства (цвет, интенсивность излучения, оптическую плотность, прозрачность и т.д.) в результате протекающих физико-химических процессов или фотохимических реакций, что не позволяет использовать их многократно.
Из уровня техники известна пленка для измерения дозы УФ-излучения, электронно-лучевого излучения или того и другого с чувствительным к излучению слоем, причем покрывающие пленки предусмотрены на обеих сторонах чувствительного к излучению слоя (US 20070221864 A1, МПК G01J 1/42; G01J 1/48; G01J 1/50; G01T 1/04, опуб. 27.09.2007). Чувствительный к излучению слой содержит нитрозил парарозанилина, а также помутнитель, в частности оксид железа, образованные осаждением растворителя на одну из покрывающих пленок или адгезивно связаны с одной или двумя покрывающими пленками. Толщина чувствительного к излучению слоя составляет от 1 до 150 мкм. В качестве покрывающих пленок используются пластик, мелованная бумага или оба материала, на которые нанесен металлический отражающий слой вакуумным напылением
Основной недостаток данного пленочного дозиметра заключается невозможности его использования более одного р аза.
Известен фотолюминесцентный запоминающий люминофор для накопления излучения, содержащий:
а) по меньшей мере, один редкоземельный элемент в степени окисления +3 и в котором при облучении рентгеновским, γ-излучением или УФ-излучением степень окисления +3 снижается до степени окисления +2 и где редкоземельный элемент выбран из группы, состоящей из церия, празеодима, неодима, прометия, самария, тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, тулия, иттербия и лютеция;
б) фотовозбуждаемый запоминающий люминофор, представленный формулой MeX1X2 : RE3+, где Me представляет собой ион металла, X1 и X2 представляют собой независимые друг от друга атом галогена, выбранный из группы, состоящей из хлора, фтора, брома и йода; и RE представляет собой редкоземельный элемент в степени окисления +3 и в котором при облучении рентгеновским, γ-излучением или УФ-излучением степень окисления +3 снижается до степени окисления +2 (US 8405060 B2, МПК C09K 11/77; G01N 23/04, опуб. 21.05.2009).
Недостатком такого люминесцентного запоминающего люминофора является невозможность многократного использования вследствие перехода иона редкоземельного элемента из степени окисления +3 в степень окисления +2 под действием ионизирующего излучения.
Известно фотохромное люминесцентное стекло, содержащее тетраборат лития Li2B4O7 и оксид европия Eu2O3, отличающееся тем, что содержит оксид европия Eu2O3 в концентрации 0,43-0,49 мас. % и тетраборат лития Li2B4O7 - остальное. Стекло интенсивно люминесцирует при воздействии ультрафиолетового излучения и практически мгновенно изменяет окраску при изменении интенсивности УФ-излучения (RU 2583967, МПК С03С 3/15, опуб. 05.05.2015).
Недостатком такого фотохромного люминесцентного стекла является отсутствие возможности измерения дозы ультрафиолетового излучения.
Известна светопреобразующая полимерная композиция, содержащая полиметилметакрилат и активную добавку трис[1-(4-(4-пропилциклогексил)фенил)октан-1,3-дионо]-[2,2'-бипиридин]европия формулы
(RU 2633539, МПК C09K 11/77, C08L 33/12, опуб. 11.10.2016).
Недостатками известной светопреобразующей полимерной композиции является невозможность определения дозы ультрафиолетового излучения, а также невысокая радиационная устойчивость, связанная с быстрой деградацией полиметилметакрилата под действием УФ-излучения, что не позволяет использовать данный материал многократно.
Наиболее близким к заявленному индикатору УФ-излучения является индикатор УФ-излучения, состоящий из нанесенных на подложку светочувствительного слоя, включающего поливиниловый спирт, водорастворимый полимер и светочувствительный компонент, и шкалы цветов, соответствующих разным дозам облучения и покрытых защитным слоем (RU 2116634, МПК G01J 1/50, опуб. 10.06.1997). Между подложкой и светочувствительным слоем нанесен полимерный слой с гидрофильной поверхностью, а в качестве светочувствительного компонента использовано N,N'-замещенное производное 4,4'-дипиридила при соотношении компонентов, мас. %:
N,N'-замещенное производное 4,4'-дипиридила 0,5-20,0 водорастворимый полимер 4-50 поливиниловый спирт остальное Основным недостатком такого индикатора является небольшой спектральный интервал измерения ультрафиолетового излучения, ограниченный областью длин волн 260-280 нм, и небольшое число повторных измерений (не более 12).
Технической проблемой является создание пленочного фотолюминесцентного индикатора дозы ультрафиолетового излучения во всей ближней и средней областях УФ-излучения многоразового действия, обладающего высокой светопропускающей способностью и интенсивной люминесценцией.
Техническая проблема решается фотолюминесцентным индикатором дозы УФ-излучения, который представляет собой пленку люминофора между покрывающими кварцевыми пластинами, при этом в качестве люминофора используют комплекс трис[1-(4-(4-пропилциклогексил)фенил)октан-1,3-дионо]-[1,10-фенантролин]тербия формулы
Предлагаемый индикатор обладает высокой светопропускающей способностью в области 410-1000 нм и интенсивной люминесценцией в области 545 нм и может быть использован для измерения дозы ультрафиолетового излучения многократно (не менее 20 раз).
Люминофор представляет собой комплекс трис[1-(4-(4-пропилциклогексил)фенил)октан-1,3-дионо]-[1,10-фенантролин]тербия. Под действием УФ-излучения происходит изменение геометрической конфигурации внутренних координационных сфер иона Tb3+, что в свою очередь изменяет триплетное состояние лигандов. В результате внутримолекулярный процесс переноса энергии от лигандов к иону Tb3+ становиться более эффективным и наблюдается возрастание интенсивности люминесценции индикатора. Искаженная структура координационной сферы комплекса возвращается в исходное состояние при выдерживании в течении 10 минут при температуре плавления люминофора 110°С, в результате после охлаждения индикатор восстанавливает исходные фотофизические свойства, что позволяет использовать его многократно. При отсутствии ультрафиолетового излучения люминофор является практически бесцветным с небольшим желтоватым оттенком. При УФ-облучении люминофор проявляет интенсивную зеленую люминесценцию. Интенсивность люминесценции зависит от дозы облучения. Люминесценция может сохраняться в течение длительного времени (до 2-х месяцев).
Оптимальная толщина пленки люминофора составляет 3-20 мкм. При толщине пленки менее 3 мкм люминесценция люминофора имеет низкую интенсивность, а использование пленки толщиной более 20 мкм нецелесообразно, так как интенсивность люминесценции не изменяется.
Выбор кварцевых пластин, в качестве покрывающих, обусловлен высокой светопропускающей способностью кварца в видимой и ультрафиолетовой областях, а также тем, что кварц не подвержен деструктивному воздействию ультрафиолетового излучения и окружающей среды.
Изобретение поясняется фиг. 1-4,
где на фиг. 1 показано схематичное изображение фотолюминесцентного индикатора дозы УФ-излучения,
на фиг. 2 приведена зависимость светопропускания T фото люминесцентного индикатора дозы УФ-излучения от длины волны λ падающего света,
на фиг. 3 - зависимость интенсивности люминесценции I фотолюминесцентного индикатора дозы УФ-излучения при 545 нм от времени t при воздействии ультрафиолетового излучения,
на фиг. 4 - зависимость интенсивности люминесценции I фотолюминесцентного индикатора дозы УФ-излучения при 545 нм при нескольких циклах облучения УФ-светом с длиной волны 337 нм.
Комплекс трис[1-(4-(4-пропилциклогексил)фенил)октан-1,3-дионо]-[1,10-фенантролин]тербия получают по известной методике [Knyazev A.A. et al. Influence of Lewis Bases on the Mesogenic and Luminescent Properties of Homogeneous Films of Europium (III) Tris (P-diketonate) Adducts // European Journal of Inorganic Chemistry. - 2017. - T. 2017. - №. 3. - C. 639-645]: к горячему спиртовому раствору, содержащему 3 ммоль β-дикетона (1-(4-(4-пропилциклогексил)фенил)октан-1,3-дион), 1 ммоль основания Льюиса (1,10-фенантролин) и 3 ммоль гидроксида натрия, при интенсивном перемешивании по каплям прибавляют 1 ммоль гексагидрата хлорида тербия в 2 мл этилового спирта. Образовавшийся светло-желтый осадок отфильтровывают, промывают горячим спиртом и сушат в вакууме при 50°С и остаточном давлении 20 мбар. Состав и строение полученного комплекса трис[1-(4-(4-пропилциклогексил)фенил)октан-1,3-дионо]-[1,10-фенантролин]тербия подтверждены данными элементного анализа, ИК-спектроскопией и масс-спектрометрией. MM m/z: 1363 (М+). Найдено (%):С - 71,32; Н - 7,94; N - 2,03, что соответствует C81H107TbN2O6. Вычислено (%): С - 71,34; H - 7,91; N - 2.05.
Фотолюминесцентный индикатор дозы УФ-излучения изготавливают следующим образом. На кварцевую пластину размером 20x20 мм наносят необходимое количество порошка люминофора, покрывают второй пластиной, затем нагревают до температуры плавления люминофора равной 110°С и выдерживают в течение 10 минут. Толщина пленки люминофора регулируется с помощью полосок пленки политетрафторэтилена, размещенных по периметру кварцевой пластины. Полученный фотолюминесцентный индикатор охлаждают до комнатной температуры. Толщина пленки люминофора между покрывающими пластинами может варьироваться от 3 до 20 мкм в зависимости от выбора толщины пленки тетрафторэтилена. Благодаря тому, что пленку люминофора получают путем плавления порошка между кварцевыми пластинами, достигается высокая адгезия между люминофором и пластинами.
Фотолюминесцентный индикатор дозы УФ-излучения представляет собой две кварцевые пластины 1, между которыми расположена пленка 2 люминофора, по периметру кварцевых пластин имеются полоски пленки политетрафторэтилена 3, определяющие толщину люминофора (фиг. 1).
Светопропускающую способность полученного фотолюминесцентного индикатора дозы УФ-излучения исследовали на спектрофотометре UV-Vis Perkin Elmer Lambda 35 в интервале длин волн 200-1000 нм. Результаты измерений представлены на фиг. 2.
Как видно из фиг. 2, благодаря использованию в качестве люминофора комплекса трис[1-(4-(4-пропилциклогексил)фенил)октан-1,3-дионо]-[1,10-фенантролин]тербия, полученный фотолюминесцентный индикатор дозы УФ-излучения обладает высокой светопропускающей способностью в спектральном диапазоне от 410 до 1000 нм. В результате предлагаемый индикатор не реагирует на видимую часть спектра солнечного излучения, которое является мощным источником оптических помех. Также на индикатор не влияет излучение от нагретых частей оборудования, так как практически все излучение в сильно разогретых телах (лампах накаливания, галогенных и люминесцентных лампах, печах и др.) приходится на видимую и инфракрасную области спектра. При этом фотолюминесцентный индикатор дозы УФ-излучения полностью поглощает ультрафиолетовое излучение в интервале длин волн от 200 до 410 нм.
Исследование влияния дозы ультрафиолетового излучения на интенсивность люминесценции полученного фотолюминесцентного индикатор а проводили по следующей методике.
Фотолюминесцентный индикатор дозы УФ-излучения облучают ультрафиолетовым светом в течении различного времени. В качестве источника ультрафиолетового излучения используют импульсный азотный лазер LGI-21 с длиной волны 337 нм и мощностью 1,5 мВт. В условиях этого эксперимента источник ультрафиолетового излучения располагается на расстоянии 1 метр. Через равные промежутки времени облучения индикатора регистрируют интенсивность его люминесценции при 545 нм. Интенсивность люминесценции определяют на спектрофлюориметре Сагу Eclipse Varian. Результаты измерений представлены на фиг. 3.
Как видно из фиг. 3 при освещении индикатора интенсивным ультрафиолетовым излучением с длиной волны 337 нм происходит постепенное увеличение интенсивности люминесценции при 545 нм. Предельная интенсивность люминесценции достигается через 100 минут, что соответствует величине дозы ультрафиолетового излучения равной 9 Дж/см2.
Испытания возможности многократного использования полученного фотолюминесцентного индикатора дозы УФ-излучения проводили по следующей методике.
Индикатор освещают импульсным азотным лазером LGI-21 с длиной волны 337 нм и мощностью 1,5 мВт в течении двух часов и измеряют интенсивность его люминесценции. После облучения индикатор выдерживают при температуре 110°С в течении 10 минут, охлаждают до комнатной температуры, после чего снова измеряют интенсивность его люминесценции. Процесс облучения/нагревания повторили 20 раз. Результаты представлены на фиг. 3.
Как видно из фиг. 4 изменение интенсивности фотолюминесценции предлагаемого индикатора является обратимым при многократных циклах облучения-нагревания (экспериментально подтверждено на примере 20 циклов, дальнейшие измерения не проводились), при этом изменение максимума и минимума значений интенсивности остаются постоянными.
Фотолюминесцентный индикатор дозы УФ-излучения работает следующим образом: индикатор подвергают воздействию ультрафиолетового, солнечного или искусственного излучения и выдерживают необходимое количество времени. Накопленную дозу излучения определяют с помощью измерения интенсивности люминесценции, например, с помощью спектрофлюориметра Сагу Eclipse Varian. Для повторных измерений индикатор нагревают до температуры 110°С, выдерживают при этой температуре в течении 10 мин и охлаждают до комнатной температуры.
Таким образом, предлагаемый фотолюминесцентный индикатор дозы ультрафиолетового излучения обладает высокой светопропускающей способностью в области 410-1000 нм и интенсивной люминесценцией в области 545 нм и может быть многократно использован для измерения дозы ультрафиолетового излучения.
Claims (3)
1. Фотолюминесцентный индикатор дозы ультрафиолетового излучения, представляющий собой пленку люминофора между покрывающими пластинами, отличающийся тем, что в качестве покрывающих пластин используют пластины из кварца, а в качестве люминофора - комплекс трис [1-(4-(4-пропилциклогексил)фенил)октан-1,3-дионо]-[1,10-фенантролин]тербия формулы
2. Фотолюминесцентный индикатор по п. 1, отличающийся тем, что пленка люминофора имеет толщину 3-20 мкм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020110527A RU2731655C1 (ru) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Фотолюминесцентный индикатор дозы ультрафиолетового излучения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020110527A RU2731655C1 (ru) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Фотолюминесцентный индикатор дозы ультрафиолетового излучения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2731655C1 true RU2731655C1 (ru) | 2020-09-07 |
Family
ID=72421865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020110527A RU2731655C1 (ru) | 2020-03-12 | 2020-03-12 | Фотолюминесцентный индикатор дозы ультрафиолетового излучения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2731655C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11719574B2 (en) | 2021-04-16 | 2023-08-08 | Saf-T-Glo Limited | Indicator |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110063592A1 (en) * | 2008-03-10 | 2011-03-17 | Nikon Corporation | Fluorescent film, method of forming fluorescent film, multilayer dielectric film, optical element, optical system, imaging unit, optical property measuring apparatus, method of measuring optical property, exposure apparatus, exposure method, and method of manufacturing device |
| RU2499022C1 (ru) * | 2012-05-29 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | Трис[1-(4-(4-пропилциклогексил)фенил)декан-1,3-дионо]-[1,10-фенантролин]европия в качестве люминесцентного материала |
| WO2016063304A1 (en) * | 2014-10-21 | 2016-04-28 | Council Of Scientific & Industrial Research | Luminescent lanthanide complexes and method of preparation thereof |
-
2020
- 2020-03-12 RU RU2020110527A patent/RU2731655C1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110063592A1 (en) * | 2008-03-10 | 2011-03-17 | Nikon Corporation | Fluorescent film, method of forming fluorescent film, multilayer dielectric film, optical element, optical system, imaging unit, optical property measuring apparatus, method of measuring optical property, exposure apparatus, exposure method, and method of manufacturing device |
| RU2499022C1 (ru) * | 2012-05-29 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | Трис[1-(4-(4-пропилциклогексил)фенил)декан-1,3-дионо]-[1,10-фенантролин]европия в качестве люминесцентного материала |
| WO2016063304A1 (en) * | 2014-10-21 | 2016-04-28 | Council Of Scientific & Industrial Research | Luminescent lanthanide complexes and method of preparation thereof |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Карякин М.Е. и др. "Эффективные конвертеры света на основе мезогенных соединений лантаноидов", ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ НОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПРОДУКТОВ, IX Международная конференция Российского химического общества имени Д. И. Менделеева, тезисы докладов, 2018 г., стр. 133-134. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11719574B2 (en) | 2021-04-16 | 2023-08-08 | Saf-T-Glo Limited | Indicator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Huston et al. | Remote optical fiber dosimetry | |
| JP3055124B2 (ja) | 複合材料線量計 | |
| Proki_ | Dosimetric characteristics of Li2B4O7: Cu, Ag, P solid TL detectors | |
| Ekendahl et al. | Retrospective dosimetry with alumina substrate from electronic components | |
| Annalakshmi et al. | Synthesis and characterisation of BaSO4: Eu thermoluminescence phosphor | |
| RU2731655C1 (ru) | Фотолюминесцентный индикатор дозы ультрафиолетового излучения | |
| US20200386899A1 (en) | Determining the amount of a predetermined type of radiation irradiated on a sensor material | |
| Kinashi et al. | Radiochromic film containing spiropyran dye for dosimetry of low energy X‐rays | |
| US6414324B1 (en) | Method of preparing detection materials for use in UV detection using phototransferred thermoluminescence | |
| Gameiro et al. | Lanthanide complexes dispersed in enamel: a promising new material for photonic devices | |
| Kawamoto et al. | Elucidation of electron and hole transfer at high temperature in Ag-doped Na and Al phosphate glasses | |
| Barve et al. | Optically stimulated luminescence in Cu+ doped lithium orthophosphate | |
| Prokic | MgB4O7: Mn as a new TL dosemeter | |
| Kato et al. | Evaluation of quantum yields and thermally stimulated luminescence glow curves of Ag-doped phosphate glasses | |
| KR20240035995A (ko) | 방사선의 양을 결정하는 방법 | |
| Buckman et al. | Photostimulated thermoluminescence of lithium fluoride as an ultraviolet radiation dosimeter | |
| Kato et al. | Na-concentration dependence on radiophotoluminescence properties of CaF2 | |
| Pradhan et al. | Use of OSL and TL of electronic components of portable devices for retrospective accident dosimetry | |
| Mohammed et al. | Impact of Zn2+ ions co-doping on the TL properties of Cu2+ ion-doped calcium lithium borate glass irradiated by various radiation sources | |
| Driewer et al. | Radiation hardness of the storage phosphor europium doped potassium chloride for radiation therapy dosimetry | |
| Narayan et al. | Application of commercial glasses for high dose measurement using the thermoluminescent technique | |
| Bhatt et al. | A comparative study of the dosimetric characteristics of BaSO4: Eu and CaSO4: Dy Teflon TLD discs | |
| RU2782188C1 (ru) | Способ изготовления люминесцентного ратиометрического термоиндикатора | |
| RU211106U1 (ru) | Люминесцентный ратиометрический термоиндикатор | |
| US3962586A (en) | Sensitized thermoluminescent phosphor and method |