Способ раздельной регистрации доз гамма-радиации и быстрых нейтронов в смешанных полях излучений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 19) (11 9Т.1/16; С О 1 Т 3 ННЫЙ КОМИТЕТ СССЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ГОСУДАРСТВПО ДЕЛАМ СПИ ЕНИЯ АВТО намееитро.енте,Ьег са 11.ц- РаНОЙ РЕГИСТРА- И БЫСТРЫХ ОЛЯХ ИЗЛУЧЕ- енин детектора ения, облучениерации интенсивНИЕ ИЗОБ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Ордена Трудового Красногони Институт физики АН СССР(56) Исаев Б.М., Брегадзе Ю.И.ны в радиоэиологическом экспериМ., "Наука.", 1967, с. 5-30.Ьцсав А.С., Карваг В.М. ТЬешо 1 цшпевсепве оЕ гЬц 11 цш борейсцш Е 1 цогЫе Ргос 5 гЬ 1 цг. Сопшп Эов 1 ш Яао, Рао 1 о 1977 (Яао,о 1 о), з.а. 131-139.(54)(57) СПОСОБ РАЗДЕЛЬПИИ ДОЗ ГАММА-РАДИАЦИИНЕЙТРОНОВ В СМЕШАННЫХ ПНИЙ, основанный на помещв исследуемое поле излуч его этим полем и регист ности 1 полос люминесценции, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых доэ, повышения точности и сохранения информации, в качестве детектора использу-ют оптическое кварцевое стекло для инфракрасной области спектра, не содержащее примесей водорода КИ, освещают кварцевое стекло монохроматическим светом с 3= 242 нм, регистрируют интенсивность фотолюминесценции 1 при Л ре и р = 396 нм, затем освещают его.монохроматическим светом с260 нм, регистрируют инво 3 Бу хд тенсивность фотолюминесценции 1 при вс= 655 нм, и по величинерегистр интенсивностей 1, и 1 с помощью пред варительно построеннйх градуировоч- С ных кривых определяют величину дозы гамма-радиации и быстрых нейтронов соответственно. Рвай1090138 2Изобретение относится к области ных реакторов. Невысокая точность реобнаружения и измерения ядерных и гистрации доз этим способом обусловкосмических излучений и может быть лена тем, что в результате воздействия использовано для раздельной коли- смешанного п- т-поля в кристалле ре чественной оценки потоков у -радиа гистрируются не отдельные полосы терции и быстрых нейтронов, например, .11 олюминесценции, соответствующие кажв смешанных полях ядерных реакторов. дой компоненте п-у-поля, а полосыИзвестен способ раздельной регист- обусловленные суммарным эффектомрации доз у -радиации и быстрых нейт- этого поля. Кроме того, невозможноронов основанный на помещении двух Ю снятие повторной информации, поскольдетекторов (ионизационных камер), ку при нагревании кристалла значительв смешанное поле излучения. Раздель- ная часть дозиметрической информацииное измерение доз у -радиации и быст- теряется,рых нейтронов происходит за счет того, Целью изобретения является, расшичто детекторы имеют различную концентрение диапазона измеряемых доз, повырацию водорода и вследствие этого име- шение точности измерения и сохранениеют различную чувствительность к быст- информации,рым нейтронам, Первая ионизационнаякамера измеряла суммарный эффект Цель достигается за счет того, чтоу-нейтронного поля, а вторая - толь по способу раздельной регистрации дозко эффект у-радиации. По разностиг-радиации и быстрых нейтронов в смедвух измерений оценивается эффект ванных полях, основанному на помещебыстрых нейтронов. нии детектора в исследуемоеполе излучения, облучение его этим полем и реНедостатком такого способа являет гистрации интенсивности 1 полос люм "ся неспособность сохранять информацию несценции, в качестве детектора исполь.зуют оптическое кварцевое стекло дпяпосле прекращения облучения. Крометого, точность регистриРуемых доз не инфракрасной области спектра, не со-,держащее примесей водорода - КИ, освеНаиболее близким по технической ЗО щают кварцевое стекло монохроматичессущности к предлагаемому способу яв- = 242 нм еким светом сВ = нм, реляется способ раздельной регистрации гистрируют интенсивность фотолюминесдоз-радиации .и быстрых нейтроновф ценции (1 ) при 3 т = 396нм,по которому в качестве детектора испри ре тр,пользуется кристалл СаР активиро- З 5 затем освещают его монохроматическимЭванный тулиен, Определение доз , -ра- светом с 3В = 260 нм, регистдиации и быстрых нейтронов основано рируют интенсивность фотолюминесценна аномальной чУвствительности кРи- ции 1 пРи 1 р р = 655 нм и порегистр. =Усталла к быстрым нейтронам, Этот способ заключатся в том, что кристалл 4 О величине интенсивностей 1, и 1 с поСаР помещают в исследуемое поле из- мощью предварительно построенных гра 1лучения, облучают его этим излучени- дуировочных кривых опредецяют величи"ем, а затем нагревают и регистрируют ну дозы г-Радиации и быстрых нейтроинтенсивности полосы термолюминисцен- нов соответственно.ции. Наличие двух пиков термовысвечи Сущность способа состоит в следувания при с = 150 и 250 фС соответст- ющем. В результате облучения смешанвенно и их различная чувствительность ным у-нейтронным полем реактора вк облучению быстрыми нейтронами по- кварцевом стекле КИ образуются центзволяют проводить одновременные изме- Ры. фотолюминесценции, характерные длярения как дозы ъд -радиации так и у каждого вида воздействующей радиации,быстрых нейтронов с использбваниемодного кристалла. В результате спектроскопическогоНедостаток данного способа состоит исследования всех типов кварцевыхв том, что возможна регистрация доз стекол (КИ, КВ,. Ку) авторами изобрене выше 10 Гр из-за быстрого насьпце тения установлено, что в результатения эффекта термолюминисценции, что облучения смешанным у-нейтронным поне позволяет использовать этот способ лем только в кварцевом стекле КИ обрадля раздельной регистрации-ради- зуются центры фотолюминесценции, хаации и быстрых нейтронов в полях ядер- рактерные для каждого вида воэдей38 4оптического поглощения облученногостекла, Для дозиметрии быстрых нейтронов этот метод непригоден, так канинтенсивность полос оптического поглощения, наводимых быстрыми нейтронами в стекле, крайне мала.Пример, Кварцевое стекло КИ помещают в смешанное .-нейтронное полереактора, облучают его и после прекращения облучения помещают образецв кюветное отделение люминесцентнойустановки. Стекло КИ возбуждают монохроматическим светом с длиной волны260 нм и с помощью ФЭУ регистрируютфотолюминесценцию при 655 нм. Затем.это же стекло возбуждают монохроматическим светом с длиной волны 242 нм и регистрируют фотолюминесценцию при 396 нм. По интенсивностям люминесценции в полосах 655 и 396 нм с помощью градуировочных кривых (см. фиг. 2) определяют дозы быстрых нейтронов и у-излучения соответственно. Диапазон измеряемых доз составляет 101- ОГр. Точность измерения ЗЕ.Информация о дозах -излучения и быстрых нейтронов сохраняется длительное время, поскольку радиация создает в стекле стабильные радиационные центры. Время сохранения информации (по экспериментальным данным) не менее года. При необходимости повторных измерений детектор может быть вновь использован после термоотжига при 800 С в течение 30 мин.Предлагаемый способ обеспечивает независимость точности измерения дозу-радиации и быстрых нейтронов от соотношения междуих вкладами, поскольку составляющие регистрируются независимот друг от друга; сохранение дозиметрической информации длительное время (не менее года); существенное расширение верхнего предела измеряемых доз (до 10 Гр) по сравнению с прототипом; удобство и быстротув получении дозиметрической информации; возможность многократного использования детектора3 1090 ствующей радиации ( у -излучение в быстрые нейтроны).В результате проведенных экспериментальных исследований авторами показано, что только быстрые нейтроны в условиях реакторного облучения наводят в стекле КИ полосу фотолюминесценции 655 нм (полоса возбуждения 260 нм) . В других типах кварцевых стекол (КВ и КУ) полоса люминесценции 655 нм 10 чувствительна к-реакции из-за присутствия в нйх водорода. Появление полосы 655 нм в спектре люминесцен-. ции стекла КИ после его облучения быстрыми нейтронами обусловлено обра зованием радиационных центров вида Е 8 - О, образующихся в результате разрыва связи р Б 1 - 0 - Б = . Авто.,рами установлено, что - -радиация подобные центры в стекле КИ не создает.20В необлученном стекле КИ имеется интенсивная полоса фотолюминесценции в области 396 нм (полоса возбуждения .242 нм), наличие которой обусловлено-3 примесями германия на уровне 1 О мас,7 25 в структуре стекла. Появление этой люминесценции связано с образованием в сетке стекла структурных групп =Се - Се=. В других типах кварцевых стекол (КУ, КВ) полоса 396 нм либо 30 отсутствует, либо ее интенсивность крайне мала и эта полоса быстро исчезает с ростом -дозы.На фиг. 1 приведен график спектров возбуждения (1 а, 2 а) и люминес ценция (16, 26) кварцевого стекла КИ, облученного смешанным у-нейтронным полем реактора; на фиг, 2 в . график калибровочных зависимостей интенсивности люминесценции от дозы для стекла КИ, облученного смешанным и-р-полем реактора (1 - зависимость интенсивности люминесценции в.полосе 396 нм от у-дозы, 2 - зависимость интенсивности в полосе 655 нм от дозы 45 быстрых нейтронов).Отметим, что кварцевое стекло КИ использовалось ранее для дозиметрии и -излучения. Определение у-дозы при водилось по полосе 540 нм в спектре 501090138 ред Л Корректор С, Чер актор О.Юрков исн енно-нолиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 оизво Заказ 2227/2 Тираж 73 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Рго комитета СССРй и открытийушская наб., д. 4