Способ дозиметрии ионизирующего излучения

 

Союэ Советскнк

Сощналнстнчвскнх

Республик

О и И -А- - Н -И"<1>5ОО704

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6i ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 2603.74 (21) 2008774/26-25 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 15,0680. Бюллетень 1чо 22 (51)М. Кл.2

G 0E T 1/203

Государствениый комитет

СССР оо делам изобретеиий и открытий (53) УДК 6 21 . 3 84 (088.8) Дата опубликовани я описания 18,0480 (72) Авторы изобретения

А.П. Мелешевич, P.ß. Страковская и Л.M. Коваленко (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт физической химии им. Л.В. Писаржевского (54) СПОСОБ ДОЗИМЕТРИИ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к доэиметрии ионизирующего излучения и может использоваться для доэиметрии больших доз. 5

Однако существующие способы дозиметрии больших поглощенных доз при использовании дозиметрических пленок и других дозиметрических веществ имеют верхний диапазон измерения, ограниченный значениями 20-100 Мрад, что связано с пределом радиационной стойкости указанных полимерных материалов; ограниченный температурный диапазон измерения, так как при температурах свыше 50-80оC резко возрастает температурный коэффициент дозы, аппаратура и методика регистрации изменений в дозиметрической системе (спектрофотометрирование) сложны, пленки для дозиметрии применяются специально приготовленные, например, с добавлением красителя, следует отметить, что серийное производство дозиметрических пленок в СССР до сего25 времени не налажено.

Цель изобретения — выбор способа, пригодного для измерения доэ ионизи-. рующего излучения свыше 100 Мрад при простой методике измерений. 30

Это достигается тем, что в качестве дозиметрической системы предполагается испольэовать неотвержденные эпоксидные смолы, а определение доэ ведут преимущественно рефрактометрическим способом, например, по изменению коэффициента преломления.

Предлагаемый способ дозиметрии с применением зпоксидных смол благодаря высокой радиационной стойкости вещества позволяет расширить верхний предел измерения доз до 700-800 и даже до 10 Мрад. Причем, изменение свойств системы можно обнаружить спектрофотометрическим, калориметрическим, ИК-спектрометрическим, рефрактометрическим и другими методами. Наиболее просто использовать рефрактометрический способ регистрации изменений. Коэффициент преломления смолы зависит от дозы. При увеличении поглощенной дозы коэффициент преломления увеличивается пропорционально дозе.

При линейной зависимости коэффициента преломления от дозы уравнение связи дозы 0 и коэффициента преломления и выглядит следующим образом: и = по (АО ° р (1) 500704 где и — коэффициент преломления дозиметрической системы в исходном состоянии (при нулевой дозе облучения), d — дозовый коэффициент (тангенс

Ъ угла наклона прямой линии, выражающей зависимость и .от D) .

Так как коэффициент преломления дозиметрической системы обычно зависит и от температуры, то измерения следует проводить прй одинаковой температуре. В случае, если измерения производятся при различных температурах, то должна быть учтена температурная зависимость коэффициента преломления. В этом случае и зависит от двух параметров D и с. Тогда уравнение (1) может быть записано в виде: л (D, й) = и (Оо t) Dî (Z) а величина п(О,t) при температуре t может быть выражена через значение и при температуре п(О,t) =- п(О„,t<) Ф (1 -1}, (3) где о — температурный коэффициент т показателя преломления.

Подставляя значение п(О,t) из формулы (3) в формулу (2), получим: п(D, t)=n(D,«о) Ф„(», -t)++D. (4)

Откуда получаем вйражение для измеряемой дозы в общем виде:

) > о (-t)(5)

n(D,t)-n(Do,t„) . с т

Ар схп 0

Таким образом, получено основное уравнение для определения дозы по измеренному коэффициенту преломления п(О,с) и исходному значению коэффициента преломления n(D,t ).

Практически для данйого вида дозиметрической системы должен быть сделан при постоянной температуре, например 20 С, градуированный график„ по которому определяется доза D в зависимости от измеренного значения коэффициента преломления и либо определяется по этому графику б. и вычисляется доза по Формуле (1), Для неотвержденной эпоксидной смолы ЭД-5 зависимость коэффициента преломления от дозы является линейной. Пропорциональность между коэффициентом преломления и дозой наблюдается до

700-800 Мрад, пока смола не станет густой из-за высокого содержания гель-фракции. Для смолы ЭД-5 тангенс угла наклона. дозовой кривой равен

1,1 ° 10 5 и не зависит от температуры измерения от 0 до 100оС. . Так как тангенс наклона градуироночной кривой не зависит от температуры, то достаточно определить зависимость коэффициента преломления от температуры для необлученной смо-. лы, а затем провести серию параллельных градуированных кривых, соотЦНИИПИ Заказ 4281/53 Т

Филиал ППП Патент, г. ветствующих различным температурам измерения.

По полученным градуировочным графикам можно определить поглощенную дозу в соответствии с предлагаемым способом.

Предлагаемый способ дозиметрии позволит. измерять дозы в диапазоне до 800 Мрад, повысить точность измерения больших доз, расширить темпе,О ратурный диапазон измерений.

В качестве дозиметрической системы используется сырой материал, для которого освоено промышленностью многотоннажное производство. Для дозиметрии может быть использован сырой материал без специальной очиСтки.

Для измерения доз требуется незначительное количество материала. При рефрактометрии достаточно использовать одну каплю смолы.

Аппаратура и методика измерения радиационных изменений в дозиметрической.системе могут быть максимально упрощены при использовании способа рефрактометрии.

В дозиметрической системе наблюдается линейная зависимость коэффициента преломления от дозы.

Дозиметрическая система не имеет

"пост-эффекта", т.е. сохраняет длительно свои свойства после облучения.

Дозиметрическая система не изменяет коэффициента преломления после облучения и прогрева, например, до

100 С к последующего охлаждения.

35 Дозиметрическая система может быть использована многократно, пока общая доза не превысит максимальную.

Дозиметрическая система может контролироваться различными способа40 ми: спектрофотометрически, рефрактометрически.и другими.

Таким образом, способ дозиметрии при использовании неотвержденных эпоксидных смол является более приемлемым, чем существующие„ для измерения больших доз.

Формула изобретения

1. Способ дозиметрии ионизирующего излучения, заключающийся в измерении оптических свойств облученного вещества, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозиметрии больших доэ, вплоть до

700-800 Мрад, получения линейных ха 5 рактеристик, а также упрощения измерений, определение дозы производят по изменению оптических свойств неотвержденных эпоксидных смол.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что определение доз о ведут преимущественно рефрактометрическим способом, например, по изменению коэффициента преломления, ираж 649 Подписное

Ужгород, ул. Проектная,4