Термолюминесцентного дозиметра
ОП И
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сова Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 03.VI.1969 (№ 1336160/26-25) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 14.VII.1972. Бюллетень № 22
Дата опубликования описания 23.UII I.1972
М. Кл. G Olt 1/11
Комитет по делам иаобретеиий k открытий при Совете Мииистров
СССР
УДЕ, 539.1.074 (088.8) Автор изобретения
P. И. Шехмаметьев
Заявитель Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. А. А. Жданова
ЛЮМИНОФОР ДЛЯ ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ДОЗИМЕТРА
ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Изобретение относится к радиационной физике твердого тела и может быть использовано для определения в широком диапазоне концентраций радиационных дефектов, образовавшихся в кварце под действием заряженных частиц (протонов, дейтронов, o:-частиц и т. д.).
Радиационные дефекты в твердых телах определяют путем измерения структурно-чувствительных свойств: электропроводности, резонансных свойств, люминесценции, термолюминесценции и т. д.
Известно, что при бомбардировке твердых тел заряженными частицами (например, а-частицами) происходят по крайней мере два процесса, влияющих на термолюминесценцию:
1) ионизация атомов кристаллов и образование свободных электронов и дырок, причем часть свободных электронов захватывается ловушками, имеющимися в кристалле;
2) смещение атомов кристалла, которые действуют как ловушки для электронов. Электроны, захваченные на ловушках, можно освободить, нагревая кристалл.
Следовательно, светосумма, запасаемая кристаллом при бомбардировке заряженными частицами, должна расти с увеличением числа падающих на кристалл частиц. Однако возможность использования интенсивности термолюминесценции кристаллов для определения дозы заряженных частиц до настоящего времени остается невыясненной.
Исследования термолюминесценции природных кварцев, которые подвергались действию
5 излучений естественных радиоактивных элементов (образцы кварца из урановых месторождений), а также термолюминесценции образцов кварца, облученных дейтронами на циклотроне, показали, что бомбардировка
10 кварца заряженными частицами ведет к образованию радиационных дефектов, которые уменьшают способность кварца к термолюминесценции.
Знание концентрации радиационных дефек15 тов в кварце можно использовать для поиска радиоактивных руд, разбраковки радиоактивных аномалий, определения возраста пород, а также для дозиметрни заряженных частиц, так как каждая заряженная частица создает
20 определенное число радиационных дефектов, количество которых определяют следующим образом.
Образцы кристаллического кварца, подвергнутые бомбардировке заряженными частица25 ми, облучают жестким излучением (например, рентгеновскими лучами) дозой, необходимой для заполнения ловушек и одинаковой для всех образцов, нагревают до температуры опустошения ловушек и измеряют возникающую
30 при нагревании термолюминесценции кварца, i342528
Составитель С. Лихтеров
Техред Т, Ускова
Редактор Т. Орловская
Корректор Т. Миронова
Заказ 258126 Изд. М 1100 Тираж 406 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415
Типография, пр. Сапунова, 2 интенсивность которой уменьшается с увеличением концентрации радиационных дефектов в образце.
Эту интенсивность сравнивают с заранее измеренными интенсивностями термолюминесценции эталонных образцов кварца, в которых известна концентрация радиационных дефектов.
Эталонные образцы — это образцы кварца, которые были подвергнуты бомбардировке известными дозами заряженных частиц определенных энергий и облучены жестким излучением с известными параметрами облучения.
Сравнение интенсивностей термолюминесценции исходных ч эталонных образцов кварца проводят с соблюдением условий измерения термолюминесценции.
Пример. Для облучения дейтронами использовали пластинки, вырезанные из монокристалла природного кварца. Толщина пластинок 80 мк, .площадь примерно 9Х9 мм2.
Кварцевые пластинки помещались в алюминиевые контейнеры (толщи а стенок контейнера 90 мк) и облучали дейтронами на циклотроне научно-исследовательского физического института Ленинградского университета. Энергия дейтронов, падающих на контейнер с образцами кварца, составляла 12 Мэв.
На образцы кварца дейтроны падали с энергией примерно 11 Мэв, так как часть энергии они теряли при прохождении через стенку контейнера.
Дейтроны с энергией 11 Мэв проходили через всю кварцевую пластинку, так что радиационные дефекты образовались во всем объеме образца. (Образование радиационных дефектов во всем объеме образца — необходимое условие для правильных измерений интенсивности термолюминесценции) .
Пластинки кварца, подвергнутые бомбардировке дейтронами, затем дополнительно облучали рентгеновскими лучами на установке
1РС-6С (трубка с медным анодом, ток в трубке 3,5 ма, напряжение 50 кв). Облучение проводилось при комнатной температуре в течение 40 мин.
В тех же условиях облучались рентгеновскими лучами и контрольные пластинки кварца, которые не подвергались бомбардировке дейтронами.
Т0 Измерения термолюминесценции рентгенизированных образцов кварца дали следующие результаты.
1. В контрольных образцах интенсивность термолюминесценции составила 40 — 50 условных единиц.
2. В образцах, подвергнутых бомбардировке дейтронами интегральным потоком (4—
6) 10 частиц на образец, интенсивность термолюминесценции составила 3,5 и 12 условных единиц, т. е. значительно уменьшилась .по сравнению с интенсивностью термолюминесценции контрольных образцов. Различие интенсивностей термолюминесценции этих образцов объясняется тем, что общее количество падающих на каждый образец дейтронов было неодинаково.
После прогрева образцы были вторично облучены рентгеновскими лучами, а затем была измерена их термолюминесценция. Рентгенизация прогретых пластинок кварца существенно не изменила интенсивности их термолюминесценции. Это указывает на то, что радиационные дефекты, возникшие под действием дейтронов, температурно устойчивы и не разрушаются при нагревании до температуры опустошения ловушек.
Предмет изобретения
Применение кварца в качестве люминофо40 ра для термолюминесцентного дозиметра заряженных частиц.
