Люминофор для термолюминесцентной дозиметрии

" " о.зг П "Е Сощз Советских Социалистических Йсоубдикиа делам изобретений 3) Опублико ю 07,02,82. Бюллетеньткрыти 5) Дата опубликования описания 07.02.82, Рожков, В. Г, Кронгауз и им. А. ф, Иоффе о-технический инсти нин ДЛЯ ТЕРМОЛЮМИ Н ЕСЦЕНТНОйь;.-.= ж.:=, -".:.; .г. - .:.:.;.ДОЗИМЕТРИИ 54) ЛЮМИН е относится к люминофор- именно к люминофорам для ентной дозиметрии рентгема-излучения, и может быть для регистрации поглощенирующего излучения в индозиметрии, медицине и раИзобретениной технике, атер молю минесцновского и гампредназначеноных доз иониздивидуальнойдиобиолагии. Из известных люминофоров для термолюминесцентной дозиметрии наиболее совершенными люминесцентными свойствами обладают люминофоры на основе солей щелочноземельных элементов, например, на основе фторида кальция СаРо, активированного марганцем или одним из редкоземельных элементов 1.Эти люминофоры имеют высокую чувствительность к рентгеновскому и гамма-излучению и удобны для считывания информации спектра термолюминесцевцви.Однако люминофоры на основе Саго не позволяют с достаточной точностью регистрировать дозу рентгеновского и гамма-излучения, эквивалентную дозе, поглощенной костной тканью, вследствие значительного отклонения массового коэффициента поглощения энергии рентгеновского и гамма- излучения (р/р) ",люминофором Са 1=а от массового коэффициента поглощения энергии излучения костной тканью (/р),", особенно в области энергии 15 - 80;кэВ, првменение которых наиболее распространено в медицине и радиобиологии.Известен люминофор, применимый длятермолюминесцентной дозиметрии, на основе карбоната кальция, активированного марганцем или редкоземельным элементом, например диспрозием, который получают путем соосаждения карбоната кальция ф активатором и последующей высокотемпературной обработки осажденного продукта 12.15 Давный люминофор та 1 кже не возволяет в достаточно широком диапазоне энергий регистрировать дозы, рентгеновского и гамма-излучения, эквивалентные дозам, поглощенным костной тканью.Это следует, например, из данных таблицы 1, которые показывают, что (р,/р)",отличается примерно в 2 раза в об.ласти длин волн 15 - 80 кэВ от (р/р)"Целью изобретения является повыше ние точности регистрации люминофоромдля термолюминесцентной дозиметрии дозы рентгеновского и гамма-излучения, поглощенной костной биологической тканью,Поставленная цель достигается описыз 0 ваемым люминофором для термолюмвне,0283 89,5 12,2 5,18 1,53 0,639 0,330 0,196 0 0929 0,0576 0,0348 0,0309 00299 0,0301 ОГУЗО 0,0297 "0,0290 0,0277 0,0266 0,016,0150,020,030,040 1050,060,08Ю,6,15020,30,40,50,60,81,01,25 2,057 2,089 2,106 2,125 2,102 2,050 1,964 1,730 1,488 1, 4 1,027 0,965 0,956 0,950 0,946 0,948 0,939 0,940 15 20 сцентной дозиметрви, содериащем карбонат кальция, активатор - марганец или редкоземельный элемент, и карбонат магния при следующем их соотношении, вес. о/о:Карбонат кальция33-37 Активатор 0,005 - 0,01 Карбонат магния Остальйое.: Отличие данного люминофора определяется тем, что он дополнительно содержит карбонат магния при вышеуказанном весовом соотиошении компонентов.Дополнительное введение в состав предлагаемого люминофора карбоната магния в качестве необходймого и достаточного признака определяется тем, что последний способен образовывать с карбонатом кальция общую кристаллическую решетку, и используемые в составе данного люминофора элементы кальций, магний, углерод "и" ЙислОрОд"являю 1 ся Однимй йзОМОвныхкомпонентов костной ткани. -=-=.-"- - -"При этом при концентрации карботата" "кальция"запределами предложенных значений - становится заметйее отклонение(и,/р)"данного люминофора от (р/р),",т. е, нарушаетсякостноэквивалентность, особенно в области малых значений энер- гий рентгеновского и гамма-излучения.В качестве активатора данного люминофора являетоя марганец или один из,редкоземельных элементов, например диспрозий или тербий, Выбор концентрации активатора обусловлен тем, что при концентрации менее 0,005 Я/о уменьшается чувствительность люминофора а при койцентра ции более 0,01%- стайовитсязаметнымвклад активатора,в значениями (р/р)" люминофора. Люминофор по данному изобретению,таким образом, обеспечивает почти эквивалентную регистрацию доз ренвгеновско..го и гамма-излучения дозам, поглощенным костной тканью.Это следует из нижеприведенных примеров приготовления термолюминесцентного люминофора и далее приведенной в соответствии с примерами таблицы.1 О При"м-ер 1, Готовят смесь из карбоната кальция, карбоната магния и актива- : торного соединения в виде водного раствора сульфата марганца при содержании указанныхингредиентов соответственно .1,320 г, 2,680 г и 0,56 мл раствора с концентрацией активатора 0,5 мг/мл. Полученную шихтусушат под слоем активировайного угля и опекают в кварцевой ампуле при 850 С 0,5 ч в условиях, исключающих термическое разложение карбонатов кальция и магния. Получейный люминофор имеет спектр -" термолюминесценции с максимумом при580 нм и обладает удовлетворительной костноэквивалентностью; максимальное отклонение его (р/р)" от (р/р). составляет 6,5% в диапазоне энергиЗ излучения 0,01 - 1,25 МэВ и 4,5% в диапазоне э 1 нергий излучения 0,015 - 0,08 МэВ.П р и м е р 2. Люминофор получают попримеру 1 из шихты состава: СаСОа 1,400 г; МЯСО, 2,600 г и Ру 2(804) а в виде 0,56 мл раствора с концентрацией активатора 0,5 мг/мл.35 Полученный люминофор имеет спектр термолюминесценции с максимумом при 590 нм и является практически полностью костноэквивалентным: максимальное от клонение его (р/р) от (р/р),нсостав778243 мом при 550 нм и обладает удовлетворительной костноэквивалентностью: максимальное отклонение его /фр)" от (р/р);". составляет 6,5% в диапазоне энергий излучения 0,01 - 1,25 МэВ и 5,0% в диапазоне энергий излучения 0,015 - 0,08 МэВ,ляет 6,5% в диапазоне энергий излучения0,01 - 1,25 МэВ и 2,2% в диапазоне энергий излучения 0,0.15 - 0,08 МэВ. П р и м е р 3, Состав шихты; СаСОз 1,480 т; МдСОа 2,520 г и Тбр(804)а в виде 0,56 мл раствора с концентрацией активатора 0,5 мг/мл. Условия обработки шихты аналогичны, описанным в примере 1.Полученный люминофор имеет спектр термолюминесценции с основным максимуВ таблице 2 представлены значения(р/р)" для люминофоров по примерам 1, 10 2 и 3 и для сравнения - (фр) .",костнойткани,Таблица 2(т хЦ люминофор по пр,219,8 5,94 2,490,728 0,306 0,161 0,0991 0,0525 0,0374 0,0290 0,0284 О,0292 0,0297 0,0297 0,0296 0,0289 0,0277 0,0265 биологической тканью, он дополнительно содержит карбонат магния при следующем соотнощении указанных компонентов, вес. %: Дополнительное техническое преимущество данного изобретения определяется тем, что оно дает возможность для создания активного, т. е. непосредственно даю щего информацию, фантома костной ткани биологических объектов. Карбонат кальция 33 - 37 Активатор 0,005 - 0,01 Карбонат магния Остальное. формула изобретения20Люминофор для термолюминесцентиой дозиметрии, включающий карбонат кальция и активатор - марганец или редкоземельный элемент, отличающи йси тем, что, с целью повышения точности регистра ции люминофором дозы рентгеновского и гамма-излучения, поглощенной костной Источники Бнформации, дринятые во внимание при экспертизе;1, Патент США3282855, кл, 252-301,4, 1966,2. Вара 1 Ч, М., Иагпбу К, 3, Ргос. Иа, сутр, Тбеггпо 1 цпипезсепсе апд 1 Ь арр 1, Мас 1 газ, 1975, РЖФ, 1977, реф.5 Д 763,0,010,015О,02О,ОЗО,О 4О,О 50,060,080,10,150,2ОЗ0,40,50,60,81,01,25 19,1 5,75 2,41 0,703 0,295 0,16 0,0961, 0,0513 0,0368 0,0288 6,0283 0,0292 0,0297 0,0297 0,0296 0,0289 0,0277 0,0265 20,46,132,580,7520,3150,1660,1020,05380 03800,2920,0284О,Ю 292002970,02970,02960,028810,02770,0265