SU361189A1

SU361189A1 - ЛЮМИНОФОР дл ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ ДОЗИМЕТРИИ НА ОСНОВЕ ФТОРИСТОГО ЛИТИЯ

Info

Publication number: SU361189A1
Application number: SU1603555A
Authority: SU
Original assignee: Л. С. Друскина , И. Шавер
Priority date: 1970-12-28
Filing date: 1970-12-28
Publication date: 1972-12-07
Also published as: FR2120028A1; FR2120028B1

Description

1

Изобретение относитс к составам люминофоров на основе фтористого лити , используемых в дозиметрии ионизирующих излучений как нри индивидуальном дозиметрическом контроле, так и в различных радиобиологических экспериментах.

Известен люминофор дл термолюминесuciiTHofi дозиметрии на основе фтористого лити с добавками кальци в количест1ве 0,01-0,1 Vo и магни з количестве 0,2-O. и суммарным содержанием нримесей т желых металлов не более 0,0001%. Недостатком известного люминофора вл етс наличие в кривой термовысвечивани люминофора Tipex максимумов.

Предложенный люминофор отличаетс от известно1о тем, что в его состав введен марганец . При этом предусматриваетс введение в люминофор кальци и марганца в виде фтористых солей в количестве 0,5-3 вес. % и 0,015-0,3 вес. % соответственно.

Указанное отличие обеспечивает повышение чувствительности люминофора к ионизирующему излучению до 0,001 рад (0,01 рад дл известного люминофора), получение криЗОЙ термовысвечивани с одним-двум максимумами , повыщение стабильности дозиметрической информации.

П|ример. В основу из фтористого лити с добавкой кальци ввод т мар-ганец. Фтористый литии примен ют с суммарным содержанием примесей т желых металлов, не превышающим (в пересчете па азггнец) O.OOUl°/o. Кальцнй (0,5-3,0%) и марганец (0,015- 0,3/о) примен ют в виде фтористых солей марки «чда.

Р1з исходной смеси в вакууме в графитовом тигле .выращивают монолитный цилиндр по методу, аналогичному методу Стокбаргера. В зависимости от концентрации примесей либо полностью нрозрачен (моэтот цилиндр нокристалл), либо представл ет собой мозаичную структуру спа нных один с другим Цилиндр режут по плоспрозрачных блоков. кости, перпендикул рной его оси, на таблетки толщиной 0,5 МЛ1, которые щлифуют н поли-руют . В тех случа х, когда не требуетс высока чувствительность, рон1,ение кристалла замен ют выдерживанием исходных компонентов при температуре 850° С. Конечным продуктом в этом случае вл етс расплав, который растирают в порощок с крупностью зерна 100-200 мк.

Спектр излучени люминофора приведен iia фиг. 1 и имеет максимум 500 нм.

Форма кривой термовысвечивани зависит от концентрации примесей кальци н марганца и от технологии приготовлени (конечный шродукт - монокристалл или порощок). Вли ние примесей кальци н марганца на люминесцентные свойства люминофора вндно нз кривых, нрнве,денных на фнг. 2 и 3. На фиг. 2 приведены четыре кривые термовысвечивани , измеренные на порошкообразных люминофорах (скорость нагрева 0,5 град1сек), содерл ащих одинако.вое количество кальци (30 вес. %), но различное марганца: крива / - следы ма рганца, крива 2-0,1 1вес. %, крива 3 - 0,3 иес. % и крива 4 - 0,8 вес. % марганца. На фИГ. 2 с увеличением концентрации марганца в люминофоре растет нолоса с максимумом около 300° С (здесь и далее указана темнература нагревател ). На фиг. 3 нриведены кривые термовысвечивани люминофоров, содержащих одинаковое количество марганца (0,3 вес. %), но разное кальци : крнва / - слеаы кальци , мрива 2 - 3,0 вес. %; н крива 3 - 5,0 вес. % кальци . От количества кальци в люминофоре зависит интенсивность нолосы с максимумом около 200° С. Что касаетс нолосы с максимумом около 100° С, то она характерна дл основного вещества. При наличии нримесей эта полоса либо частично, либо полностью подавл етс , в особенности, если конечным продуктом вл етс монокристалл. Таким образом, как .видно из фиг. 2 и 3, варьиру концентрации кальци и марганца, получать люмннофоры с различными термолюминесцентными свойствами в зависнмостн от того, нреобладает ли нолоса, обусловленна кальцием (около 200° С) или марганцем (около 300° С). Спектр испускани люминофора при этом не измен етс . На фиг. 4 и 5 приведены кривые термовысвечивани дл монолитных образцов люминофора с концентраци ми кальци и мар-, ганца в нервом случае 3,0 и 0,015 вес. % и во втором - 0,5 и 0,3 вес. %. В первом случае получают практически одну полосу термолюминесценции , во втором - две. Если люминофор нримен ют в порошкообразном виде и, в особенности, при длительном размельчении и просушивании, в необлученном образце присутствует полоса высвсчивани , максимум которой расположен в области 350-400° С (см. фиг. 6). Эта полоса обусловлеиа , главным образом, влением триботермолюминесценцни . Спектр испускани ее сложный. В состав его входит и основна полоса свеченн с максимумом 500 нм. При прогревании в инертной атмосфере триботермолюминесценци резко уменьшаетс . В .монолнтных образцах она практически отсутствует . Чувствительность люминофора определ ют ИСХОДЯ из отношени (К) разности светосуммы облученного (5обл.)и необлученного ..) люминофора к светосумме необлученного люминофора , т. е. но формуле: /1 Дрбл. Ьщ.обл. 1 - - Нижний предел измер емых доз соот/ветст1вует . Дл предлагаемого люминофора может быть нолучено нри экспозиционной дозе, равной 1 мрад (по 226 Ra). Зависимость величины светосуммы (S) от дозы гамма-излучени (Д) вл етс практически линейной функцией до 5X10 рад (см. фиг. 7), начина с 10 рад крива имеет тенденцию к насыщению. Сохран емость светосуммы облученного люминофора зависит от положени основного максимума кривой тер.мавьювечивани . Так как соотношение максимумов кальци и Марганца зависит от их концентраций, то можно получить люминофор с различным «федингом . Дл концентрации 3,0% кальци и 0,3°/о марганца потери оветосуммы в зависимости от Бремени хранени облученного люминофора видны нз фиг. 8. «Ход с жесткостью дл нредлагаемого люмннофора несколько больше, чем дл чистого лити за счет присутстви кальци и марганца. В зависимости от концентрации добавок эффективный атомиый номер люминофора с концентрацией 3,0% кальци и 0,015% марганца равен 9,23, а с концентрацией 0,5% кальци и 0,3°/о марганца - 8,60. Дл многократного использовани желательно примен ть кратковременный нагрев: нагревание до 300° С за 1 мин, охлаждение до комнатной температуры за 30 сек. Более длительный режим нагрева рекомендуетс проводить в инертной атмосфере. Предмет изобретени 1.Люминофор дл термолюминесцентной дозиметрии на основе фтористого лить с доба (вкой кальци , отличающийс тем, что, с целью повышени ч}вствительностн люминофора к иолизирующему излучению, получени кривой тар-мовьисвечивани люминофора с оД|НИ1М-1Дрд м .максимума, повышеит стабильности (Дозиметрической информации, в его состав введен марганец. 2.Люмниофор по п. 1, отличающийс тем. что кальций н марганец введены .в виде фтористых солей в количестве 0,5-3 и 0,015-0,3 вес. % соответственно.

1,0

ij

0,5

iOO200

300

т,с

иг. j

W

CQ

u

0.5

300

400

200

T°CФиг 5

tji %

э

f02 J03 аг. 7

5

4J I

«o f.O

,

200300

400 T°C 5GO

fue. б

Ю )0

Д,рад