Дозиметр поглощенной дозы ионизирующего излучения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ДОЗИМЕТР ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ(71) Заявители Белорусский государственный университет,Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета(73) Патентообладатели Белорусский государственный университет,Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белгосуниверситета(57) 1. Дозиметр поглощенной дозы ионизирующего излучения, содержащий датчик и измерительное устройство, отличающийся тем, что в качестве датчика использован датчик поглощенной дозы на основе галогенида серебра, а измерительное устройство выполнено в виде параллельно соединенных источника переменного тока и вольтметра переменного тока. 2. Дозиметр по п. 1, отличающийся тем, что датчик поглощенной дозы выполнен на основе иодида серебра.(56) 1. Поленов Б.В. Дозиметрические приборы для населения. - М. Энергоатомиздат, 1991. - С.37-39. 2. Иванов В.И. Курс дозиметрии. - М. Энергоатомиздат, 1988. - С. 158-160. 3.1596936 А 1,1995. 4.2061244 1, 1996. 5.2025745 1, 1994. 6.2156572 , 1985. 7.08313634 , 1996. 8.0052636 А 1,1982. 9.0062561 А 1,1982. 3673 1 Изобретение относится к технике регистрации ионизирующих излучений (ИИ) и может быть использовано для индивидуального дозиметрического контроля в атомной промышленности, медицине, а также при регистрации поглощенной дозы фоновых излучений окружающей среды. Известен фотопленочный дозиметр поглощенной дозы, включающий датчик радиации в виде чувствительной к излучению фотопленки и устройство для измерения оптической плотности 1. Однако необходимость подготовительных операций (проявление, фиксация) ограничивает возможности данного дозиметра. Кроме того, устройство непригодно для многократного использования, так как требует замены фотопленки после выполнения каждой операции регистрации поглощенной дозы. Известен также дозиметр, содержащий полупроводниковый датчик и регистрирующее устройство, в которое входят последовательно соединенные счетчик импульсов, электронный усилитель, интегратор и индикатор данных 2. Дозиметр отличается высокой чувствительностью при регистрации малых значений поглощенной дозы радиации. Основным недостатком данного дозиметра является необходимость непрерывного энергопитания для накопления,сохранения и считывания информации о величине поглощенной дозы, что существенно ограничивает возможность регистрации продолжительного действия радиации. Задача заявляемого технического решения - обеспечить возможность многократной регистрации продолжительного действия ионизирующих излучений в широком диапазоне доз при отсутствии энергозатрат на накопление и хранение информации о поглощенной дозе. Поставленная задача достигается тем, что предлагаемый дозиметр поглощенной дозы содержит соединенные параллельно источник переменного тока, вольтметр переменного тока и датчик поглощенной дозы, выполненный на основе галогенида серебра. В варианте дозиметра датчик выполнен на основе иодида серебра с применением серебряных токопроводящих контактов. На фиг. 1 представлена блок-схема дозиметра ИИ, фиг. 2 иллюстрирует устройство датчика ИИ, на фиг. 3 показан градуировочный график дозиметра в виде зависимости величины электропроводностидатчика на основе иодида серебра от величины поглощенной дозы , фиг. 4 поясняет физические принципы работы дозиметра. Дозиметр ИИ содержит измерительное устройство, включающее параллельно соединенные источник переменного тока 1, вольтметр переменного тока 2, и датчик поглощенной дозы 3 (фиг. 1). Датчик ИИ выполнен в виде спрессованной таблетки 4, например, из поликристаллического иодида серебра с нанесенными известными методами, например вакуумным напылением, серебряными токопроводящими контактами 5, заключен в корпус 6 с изолирующей прокладкой 7 (фиг. 2). Предлагаемый дозиметр работает следующим образом. Для предотвращения не связанных с радиацией необратимых изменений рабочего материала датчика за счет электролиза, в измерительном устройстве используются соединенные параллельно генератор 1 и вольтметр 2 переменного тока. Вызванное облучением уменьшение электропроводности регистрируется вольтметром переменного тока по увеличению падения напряжения переменного тока на датчике. Закономерное соответствие величины электропроводностипоглощенной дозе(фиг. 3) позволяет осуществить калибровку и отградуировать показания вольтметра переменного тока в единицах поглощенной дозы. Как показали исследования авторов, под действием ИИ в рабочем материале датчика происходит образование электронно-дырочных пар, при этом часть электронов захватывается ловушками, роль которых выполняют,например, дислокации в микрокристаллах и исходные электронейтральные атомы серебра (0, фиг. 4). Далее, в процессе рекомбинации захваченных ловушками электронов и подвижных ионов серебра, образуются дополнительные нейтральные атомы серебра (1, фиг. 4). Таким образом при облучении галогенида серебра происходит образование и рост (фиг. 4) кластеров 8 нейтрального серебра. Поскольку перенос заряда в галогениде серебра осуществляется преимущественно положительными ионами серебра 9, а кластеры атомов серебра стабильны во времени, то стимулированный радиацией переход ионов в нейтральное состояние ведет к снижению ионной составляющей электропроводности. Таким образом, применение в дозиметре ионизирующего излучения датчика на основе галогенида серебра обеспечивает, за счет закономерного соответствия величины ионной составляющей электропроводности поглощенной дозе и стабильности во времени кластеров атомов серебра, накопление и хранение информации о поглощенной дозе продолжительно непрерывно действующих ИИ. Это устраняет необходимость в счетчике импульсов, интеграторе и,следовательно, влечет за собой отсутствие энергозатрат на выполнение соответствующих операций. Таким образом,упрощение конструкции дозиметра повышает его надежность при улучшении экономичности. Кроме того, высокая чувствительность галогенидов серебра к действию ИИ при одновременной способности к эффективному образованию кластеров нейтрального серебра даже при больших значениях поглощенной энергии обеспечивает возможность регистрации широкого диапазона доз. Использование измерительного устройства, содержащего параллельно соединенные источник переменного тока и вольтметр переменного тока позволяет выполнять многократную регистрацию поглощенной дозы, не разрушающую информацию о ее значении, что позволяет контролировать дозу излучения в процессе ее накопления. Конструкция дозиметра предполагает возможность интегрального исполнения элементов измерительного устройства, что обеспечивает монтаж дозиметра в малогабаритном корпусе. Предлагаемый дозиметр спосо 2 3673 1 бен регистрировать поглощенные дозы в широком диапазоне, причем именно в области малых доз (единицы рентген) он обладает наибольшей чувствительностью (фиг. 3). Это делает предлагаемый дозиметр ИИ пригодным для массового использования не только профессионалами, но и населением. Согласно результатам исследований авторов, облучение датчиков на основе галогенидов серебра рентгеновскими квантами дозой 30 Р при напряжении на медном аноде 80 кэВ и мощности экспозиционной дозы в плоскости образца 0,5 Р/с вызывало изменение ионной составляющей электропроводности на 4, 5 и 16 в случае хлорида, бромида и иодида серебра соответственно. Таким образом, наибольшие изменения ионной составляющей электропроводности наблюдаются для иодида серебра. Поэтому его применение позволяет увеличить чувствительность дозиметра. Так, например, при облучении датчика на основе иодида серебра -излучением 60 Со(активности источника 1010 Бк) дозами 5, 20, 50, 100 и 200 рентген ионная составляющая электропроводности изменялась соответственно на 6, 14, 24, 32 и 40(фиг. 3). Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.