электретный дозиметр ионизирующего излучения

Формула изобретения

Применение слюдопластов из слюды фторфлогопит в качестве электретных дозиметров ионизирующего излучения в интервале доз 0,02 - 10 Мрад.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений индивидуальными дозиметрами и может быть использовано для контроля доз, получаемых персоналом, работающим с рентгеновским излучением или радиоактивными изотопами.

Известно использование в качестве чувствительного элемента материала с широкой запрещенной зоной, глубокими уровнями захвата и с высокой подвижностью носителей заряда в частности алмаза. Для измерения остаточного заряда после облучения чувствительного элемента измеряемым ионизирующим излучением чувствительный элемент освещают зондирующим светом с интенсивностью в 10-1000 раз меньше, чем при создании электретного состояния и измеряют изменение тока во внешней цепи [1] .

Известно использование для измерения дозы ионизирующего излучения кристаллов слюды [2] . Из исследований спектров ТСД установлено, что электретное состояние в кристаллах слюды обусловлено электрически активными поверхностными центрами захвата электронов и дырок, концентрация которых зависит от степени гидратации кристаллов. Электрически активные центры могут отжигаться в процессе нагревания и вновь восстанавливаться после облучения ионизирующим излучением. Электретные свойства кристаллов слюды, прогретых в течение 1 ч при Т = 650 К, обратимо восстанавливаются после их облучения ионизирующими излучениями - рентгеновским или -излучением Co⁶⁰.

Наиболее близким к изобретению является индивидуальный дозиметр ионизирующего излучения, выполненный в виде электрета, заключенного в герметический корпус, содержащий газ, например воздух [3] . Под действием излучения происходит бомбардировка поверхности электрета ионами из воздуха, которые ускоряются полями напряженностью до 30 кВ/см. В результате этого электрет деполяризуется. Необратимость этого процесса обеспечивает "Запоминание" зарегистрированной дозы.

Основным недостатком прототипа является то, что чувствительный элемент ЭД может деполяризоваться за счет собственной проводимости материала электрета, что является дополнительным источником погрешностей при определении дозы ионизирующего излучения.

Цель изобретения - исключение мешающего влияния деполяризации ЭД в процессе хранения.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве ЭД используется слюдопласт на основе фторфлогопита. При этом в процессе регистрации дозы ионизирующего излучения ЭД находится в неполяризованном состоянии, поэтому процесс естественной разрядки электретного дозиметра за счет проводимости материала дозиметра на результаты измерения дозы ионизирующего излучения влияния не оказывает. Поляризация ЭД производится непосредственно перед измерением дозы излучения, например при измерении спектров токов термостимулированной деполяризации слюдопласта.

Доза излучения измеряется предлагаемым дозиметром в интервале 0,02-10 Мрад. Интервал обусловлен тем, что от 0 до 10 Мрад величина тока ТСД в максимуме линейно зависит от дозы рентгеновского излучения. Выше 10 Мрад невозможно с точностью определить зависимость величины тока ТСД от дозы рентгеновского излучения. Нижний интервал 0,02 Мрад обусловлен чувствительностью дозиметра. Для определения дозы меньше 0,02 Мрад необходим более чувствительный дозиметр, что не входит в поставленную задачу.

Электретный дозиметр изготовлен и испытан следующим образом. Образец слюдопласта на основе слюды флогопит, геометрическими размерами 10х10 мм и толщиной 50 мкм отжигается в течение 1 ч при Т = 650^оС, а затем помещается в специальный карандаш из органического стекла. После облучения ионизирующим излучением (рентгеновская установка УРС-50 или РЭИС) электретный дозиметр запасает дозиметрическую информацию. Для считывания запасенной дозиметрической информации слюдопласт поляризуют в электрическом поле коронного разряда или электроэлектрированием. Поглощенную дозу излучения определяют по величине максимума деполяризационного тока в спектре ТД. После охлаждения до комнатной температуры ЭД готов к повторной регистрации ионизирующего излучения.

На фиг. 1 показаны спектры ТСД после облучения слюдопластового дозиметра различными дозами рентгеновского излучения (трубка с вольфрамовым антикатодом V = 40 кВ, I = 10 мА) соответствующими десяти (кривая 1), двадцати (кривая 2) и тридцати (кривая 3) минутам облучения; на фиг. 2 приведена зависимость наведенного максимума тока ТСД от времени (дозы) облучения. В указанном интервале доз 0,02-10 Мрад величина тока ТСД в максимуме линейно зависит от дозы рентгеновского излучения.

Основным преимуществом ЭД на основе слюдопластов из слюды фторфлогопит является то, что они способны накапливать дозу, получаемую в различные очень длительные промежутки времени. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 537549, кл. G 01 T 1/14, 1975.

2. Новиков Г. К. , Мецик М. С. и др. Электретный эффект и электрическая релаксация в кристаллах слюды. Известия ВУЗов, сер. Физика, N 10, 1991, с. 99-101.