Вещество для твердотельного дозиметра

Вещество для твердотельного дозиметра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВЕЩЕСТВО ДЛЯ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ДОЗИМЕТРА ионизирукяцего излучен1бя на основе оксида алнминия, легированно- .го примесью, от л и ч а ю. щ е. е с я; тем, что, с целью повышения-чувствительности дозиметра и точности измег :рений, в качестве примеси используют углерод 0,001-0,50 вес.%.

„SU„„10724 1

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(д) С 09 К 11/30 С 01 Т 1 11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ГЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

-1;"; . ir", ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AST0PСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21.) 3472355/18-25 (22) 19.07.82 (46) 15.12.84. Бюл. Ф 46 (72) М.С.Аксельрод, В..С.Кортов, И.И.Мильман, А.И.Мунчаев и А.П.Чиркин (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова (53) 539.1.074.9(088.8) (56) 1. Цинцадзе З.Г., Санадзе В.В. Эмиссионный дозиметр на основе рубина. Тезисы докладов II Всесоюзного симпозиума Экзоэлектронная эмиссия и ее применение. М., МГУ, 1982, с. 25-28.

2. Mehta S.Ê. Sehoupta S. Gamma

dosimetry with А1,0, thermo1uminescent phosphor Phys Med. Âio1 .1976, v. 21, N. 6, р. 955-964 (прототип). (54)(57) ВЕЩЕСТВО ДЛЯ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО

ДОЗИМЕТРА ионизирующего излучения на основе оксида алюминия, легйрованного примесью, о т л и ч а ю. щ е, е с я тем, что, с целью повышения чувстви-. тельности дозиметра и точности изме-. рений, в качестве примеси используют углерод 0,001-0,50 вес.X.

1072461 3

Изобретение относится к области дозиметрии ионизирующих излучений .и может быть использовано для создания термолюминесцентных и термоэкзоэлектронных твердотельных дозимет- 5 ров.

Известно. рабочее вещество для твердотельных дозиметров (1), представляющее собой соединение А1209, легированное хромом, позволяющее про- 0 водить одновременное измерение термостимулированной люминесценции (ТСЛ) и термостимулированной экзоэлектронной эмиссии (ТСЭЭ) . Использование А1202:Cr не позволяет сов- 15 дать дозиметр с высокой чувствительностью (нижний предел регистрируемых доз около 100 мР). Кроме того, спектр высвечивания близок к спектру нагревателя, что затрудняет выделение 20 полезного сигнала. .Наиболее..близким техническим решением, принятым за прототип, явля-. ется вещество для твердотельного дозиметра 2 на основе оксида алю- 25 миния, легированное кремнием

{0,03 вес.%) или титаном (0,003 вес.%) .1Дозиметр, выполненный на основе

А1 О :Si Ti позволяет измерять дозы

2 3 9

Б от нескольких миллирентген до 10.P 30 по спектрам ТСЛ и ТСЭЭ, однако обладает низкой чувствительностью из-за низкотемпературных максимумов в спектре высвечивания, увеличивающих фединг а также из-за неполного со9 35

: отве тствия спектра ТСЛ спектр аль ной чувствительности сурьмяно-цезиевых фотокатодов фотоумножителей. Другим недостатком является низкая точность измерений вследствие невысокой интен-40 сивиости спектра высвечивания.

Целью изобретения является повышение чувствительности дозиметра и точности измерений.

Цель достигается тем, что в ве- 45 ществе для твердотельного дозиметра ионизирующего излучения, легированного примесью, в качестве примеси использован углерод 0,091-0,50 вес.%..

При,легировании окиси алюминия углеродом образуются два сорта микродефектов, которые идентифицируются методами оптической спектроскопии.

Один из них соответствует центрам захвата примесного происхождения и обуславливает появление пиков ТСЭЭ и ТСЛ при 175 С, другой - кислородным вакансиям с одним или двумя электРодами (F H F — центр ) ляющимися центрами рекомбинации. Оба типа дефектов являются участками процессов, происходящих как на ста-, дии облучения, так и возникающих при нагревании облученного детектора, результатом которых является высокий выход,ТСЛ и. ТСЭЭ. В табл. 1 приведены данные, показывающие, что существует оптимальная концентрация углерода в матрице А12 О» равная

0,05 вес.%, обеспечивающая достиже- ние поставленной цели. л

Нижний пр едел ко нце нтр аций углерода в решетке А1,0 (0,001 вес.%) . обусловлен необходимостью создания центров захвата носителей зарядов, при котором вероятность процессов захвата превышает вероятность рекомбинации носителей зарядов в процессе облучения. Верхний предел содержания углерода (0,5 вес.%) связан с. концентрационным тушением ТСЛ (ТСЭЭ), так как повышение концентрации центров захвата увеличивает вероятность их ассоциации вплоть до образования агрегатов коллоидального типа, снижающих расстояние между центрами захвата и рекомбинации, что способствует образованию пар с.повьппенной вероятностью туннельной рекомбинации во время облучения детектора и .s конечном итоге снижению выхода

ТСЛ и ТСЭЭ.

На чертеже представлены кривые

ТСЛ и ТСЭЭ дозиметры на основе оксида алюминия, легированного

0,05 вес.% углерода, полученные после предварительного облучения его рентгеновским излучением дозой

0 1 рад.

Максимум интенсивности полосы оптического свечения детектора на основе А1209:С по длине волны .совпадает с аналогичными данными прототипа, одна полоса. высвечивания. почти вдвое уже и лучше соответствуют спектральной чувствительности сурьмяно-цезиевых фотокатодов, что повышает точность измерений путем увеличения отношения сигнал/шум.

Отсутствие низкотемпературных пикон

ТСЛ повьппает чувствительность дози-. метра, так как не происходит наложения на кривую ТСЛ теплового излучения нагревателя. Дозиметр на основе

А1202 . С имеет меньший фединг, чем

Т а б л и ц а 1

Содержание углерода, вес. Х

Чувствительность по ТСЛ, имп/рад

Чувствительность по; ТСЭЗ, имп/рад

5 10"

2,4-10

1,5 ФО

О, 001

6,3 10

0 05

1,3-10

2 7-10

0,5

3 1072461 4 прототип. Так sa.äså недели хране- А1,0З:Si, Ti, а также дозиметра ния облученного дозиметра на основе ТЛД-100, на основе LiF, принятого за

A1 0 :С не происходит потери дози- базовый объект. метрической информации, в то время . . Сравнение результатов измерений. как для дознметра на основе А1,0»$Бх, g основных дозиметрических параметров

Т наблюдается тединг 207, и 12% для - ТСЛ и ТСЭЭ показывает, что дозиметр температур ТСЛ 125 С и 175 С соот- на основе А1,0 :С по своей чувствиветственно. тельности превосходит известные

В табл. 2 приведены зксперимен- примерно в 100 раз по ТСЛ и в 10 раз тальные результаты измерений доли- 1ц по ТСЭЭ, может найти применение для. метрических параметров ТСЛ и. ТСЭЭ индивидуального и технологического .дозиметров на основе предложенного, контроля в иироком диапазоне доз вещества А1 О :С, прототипа - . от 10 до .10 рад. с

ФЧ о

ata

4 Э в

an ф ю Ф

Ф. 4 л

Ю о

Ю

4 °

an

ФЧ

Ю о

ЕЧ юо

t4 an

° -4Ч

° Q

° Ч л о э о.

n t ю л

) 07246}

t .О

РЪ л Ф

Ф о

4 . СЧ а и

° е4

Ф. &е

° a

В Ю. ata

44. о л

3 е4 рс (8,3i

3ke38

1072461

I,сТС

РедактоР О.ИРкова ТехРед Ц. Кузьма

Корректор О. сигор

Филиал ППП "Патент", г. УМарод, ул. Проектная ° 4

Заказ 9215/2 . Тираж 633 . : Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытый

113035, Москва, Ж-35, Рауйскаа наб., Д. 4/5