Вещество для твердотельного дозиметра

8010724 1 СОНИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК з С 09 К 11/30 С 01 Т 1 11 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕГЕНИЙИ ОТКРЫТИЙ"1 л ЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ЕЛЬСТВУ ГОРСКОМУ СВ(21,) 3472355/1.8-25 : .:;(54)(57) ВЕЩЕСТВО ДЛЯ ТВЕРДОТЕЛЬНОГОДОЗИМЕТРА ионизирующего излучения на(46) 15.12.84. Вюл, Мф 46 . основе оксида алюминия легйрованн -(7 ) М,С.Аксельрод, В.;С.Кортов . .го примесью, о т л и ч а ю, щ е, е с яИ.И.Мильман, А.И.Мунчаев и А.П,Чиркинтем, что, с целью повышения.чувстви(71) Уральский ордена Трудового . тельности дозиметра и точности изме-,Красного Знамени политехнический . :реннй, в качестве примеси использу-.институт им. С.М.Кирова ,ют углерод 0,001-0,50 вес.Ж.(56) 1. Цинцадзе З.Г., Санадзе В.В.Эмиссионный дозиметрна основе рубина. Тезисы докладов П Всесоюзногосимпозиума Экзоэлектронная эмиссияи ее применение, М., МГУ, 1982,с. 25-28,2, МеЬСа З,К. ЗеЬоорйа 8. Саввайозйчейгу юдйЬ А 1,0, ФЬегао 1 цаиьезсеп рЬозрЬог РЬуз Мед,.Вьо 1 .1976,у, 21, Кф 6, р. 955-964 (прототип).Изобретение относится к области дозиметрии ионизирующих излучений ,и может быть использовано для создания термолюминесцентных и термоэкзоэлектронных твердотельных дозиметров.Известно. рабочее вещество длятвердотельных дозиметров 1., представляющее собой соединение А 120 З, легированное хромом, позволяющее проводить одновременное измерение термостимулированной люминесценции(ТСЛ) и термостимулированной экзоэлектронной эмиссии (ТСЭЭ) . Использование А 10;Сг не позволяет со дать дозиметр с высокой чувствительностью (нижний предел регистрируемых доз около 100 мР). Кроме того, спектрвысвечивания близок к спектру нагревателя, что затрудняет выделение 20полезного сигнала.Наиболееблизким техническим решением, принятым за прототип, явля-.ется вещество для твердотельногодозиметра 2 на основе оксида алю" 25миния, легированное кремнием(0,03 вес,%) или титаном (0,003 вес.Ж) Дозиметр, выполненный на основе А 1 О :81 Тх позволяет измерять дозы.и з эот нескольких миллирентген до 10 Р по спектрам ТСЛ и ТСЗЭ, однако обладает низкой чувствительностью из-за низкотемпературных максимумов в спектре высвечивания, увеличивающих фединг а также из-за неполного со 9 35 ответствия спектра ТСЛ спектральной чувствительности сурьмяно-цезиевых Фотокатодов фотоумножителей, Другим недостатком является низкая точность измерений вследствие невысокой интенсивиости спектра высвечивания.Целью изобретения является повышение чувствительности дозиметра иточности измерений.Цель достигается тем что в ве ществе для твердотельного дозиметра ионизирующего излучения, легированного примесью, в качестве примеси использован углерод О,ОЦ 1-0,50 вес.Е При,легировании окиси алюминия углеродом образуются два сорта микродефектов, которые идентифицируются методами оптической спектроскопии, Один из них соответствует центрам захвата примесного происхождения и 55 обуславливает появление пиков ТСЭЭ и ТСЛ при 175 С, другой - кислородным вакансиям с одним или двумя электродами (Р ф и Г - центры), являющимися центрами рекомбинации. Обатипа дефектов являются участкамипроцессов, происходящих как на ста",дии облучения, так и возникающих принагревании облученного детектора,результатом которых является высокийвыход,ТСЛ и ТСЭЭ. В табл. 1 приведены данные, показывающие, что существует оптимальная концентрация угле"рода в матрице А 1 0, равная0,05 вес,%, обеспечивающая достиже-ние поставленной цели,лНижний предел концентраций углерода в решетке А 1,0 (0,001 вес.7). 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.Х) связан с. концентрационным тушением ТСЛ (ТСЭЭ), так как повышение концентрации центров захвата увеличивает вероятность ихассоциации вплоть до образования агрегатов коллоидального типа, снижающих расстояние между центрамизахвата и рекомбинации, что способствует образованию пар с.повьппенной вероятностью туннельной рекомбинации во время облучения детектораи ,в конечном итоге снижению выхода ТСЛ и ТСЭЭ.На чертеже представлены кривыеТСЛ и ТСЭЭ дозиметры на основе оксида алюминия, легированного0,05 вес.Е углерода, полученные после предварительного облучения егорентгеновским излучением дозой0,1 рад.Максимум интенсивности полосыоптического свечения детектора наоснове А 120:С по длине волны .совпадает с аналогичными данными прототипа, одна полоса. высвечивания.почти вдвое уже и лучше соответствуют спектральной чувствительности сурьмяно-цезиевых Ьотокатодов, 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 А 120.С имеет меньший Аединг, чем,3 10 2 710 0,5 3 1072461 4прототип. Так за.две недели хране-А 1,0 з:Я, Т, а также дозиметра ния облученного дозиметра на основе ТЛД, на основе ИР, принятого за А 10 фС не происходит потери дози- базовый объект.метрической инФормации, в то время . . Сравнение результатов измерений. как для дознметра на основе А 1,08 х,основных дозиметрических параметров Т наблюдается тединг 20 и 12 Х для ТСЛ и ТСЭЭ показывает, что дозиметр температур ТСЛ 125 С и 175 С соот- на основе А 1,0 зфС по своей чувствиветственно. тельности превосходит известныеВ табл. 2 приведены зксперимен- примерно в 100 раз по ТСЛ и в 10 раз тальные результаты измерений доли а по ТСЭЭ, может найти применение для. метрических параметров ТСЛ и. ТСЭЭ индивидуального и технологического ,дозиметров на основе предложенного , контроля в иироком диапазоне доз вещества А 1 0 фС, прототипа - , от 10 ф до .10 рад,