Способ измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения

(5)5 6 01 5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНГВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОБРЕТ К ПАТЕНТ нститут ядерной фнова АН СССРнц, М.Н.Пак, Г,В.ЩМ.Площанский с дозиметрии, М Знер- , 130-135.110943, кл. С 01 Т 1/105,ельство СССРТ 1/105, 1989. операции ять поглорений для . Возмождоз с порительных льно спао спектра ворот, поэвол подбора свето щенную дозу всего диапазо ность определ мощью больш ворот опреде дающим хара фотонов люми яет отка фильтра эа один на измер ения по ей задер ляется эк аться оти опредеикл изме Изобретение относится к области ядерной физики, а точнее к области индивидуального дозиметрического контроля, Йаиболее эффективно оно может быть использовано для определения доз облучения персонала; работающего с источниками ионизирующих излучений. и населения в диапазоне доз от близких к естественному радиационному фону до аварийных,Цель изобретения - уменьшение времени измерения,Регистрация фотонов люминесценции в дополнительных измерительных воротах и использование для вычисления дозы данных не из всех, а только иэ определенных яемых доз вышенных жки изме споненциа ременног несцен актерныи вид минесценции имость числа оэы для раэфиг,3 - функ(21) 4936768/25 .(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ(57) Использование: индивидуальный доэиметрический контроль. Цель: уменьшение времени измерения. Сущность изобретения: способ включает: освещение радиофотолюминесцентного доэиметра возбуждающими импульсами ультрафиолетового излучения, регистрацию после каждого возбуждающего импульса по крайней мере в трех измерительных воротах фотонов люминесценции. измерение количества и интенсивности возбуждающих импульсов и вычисление поглощенной дозы. Задержка измерительных ворот подобрана так, чтобы диапазоны измеряемых в воротах доэ частично перекрывались. Вычисление поглощенной дозы проводят только по тем воротам, в которых количество фотонов люминесценции больше фоновой величины, но меньше значения просчетов. 3 ил. На фиг,1 представлен ха распределения фотонов лю по времени. На фиг.2 - зави фотонов люминесценции от ных измерительных ворот. Нциональная блок-схема устройства для реализации способа.Кривая 1 на фиг.1 относится к необлученному дозиметру, а кривые 2-6 - к дозиметрам с разными все возрастающимидозами. Измеренная доза пропорциональна разности площадей для кривых облученного и необлученного дозиметров. Нижнийпредел измерения дозы обусловлен значимым значением разницы площадей под кривыми 2 и 1, поэтому параметры первыхворот выбирают те же, что в прототипе. Сувеличением дозы эта разница растет, Начиная с некоторого значения скорости счетафотонов начинаются просчеты в первых воротах, что видно на кривой 3. При дальнейшем увеличении дозы (см,кривую 4) счетдостигает своего максимального значенияЙм 1, Т.екак видно из кривой 1 фиг.2, нарушается линейность зависимости числа фотонов люминесценции, определяемых впервых воротах, от поглощенной дозы. Доза, соответствующая значимому значениюпросчетов, является верхним пределом измерения в первых воротах, Задержку вторых ворот следует выбрать так, чтобы счетфотонов во вторых воротах при этой дозе(Опзх 1) превышал фоновое значение счетаво вторых воротах,то есть нижний пределизмерения дозы во вторых воротах не превышал верхнего предела измерения дозы впервых воротах (Овп 2Огпах 1)Длительность вторых ворот выбираютиэ тех же соображений, что и для первыхворот, т,е. из оптимального соотношениядостаточности статистики и чувствительности, т.е, при увеличении длительности воротувеличивается статистика, но уменьшаетсячувствительность,Выбор нужных для вычисления дозы ворот производится следующим образом;1, Сравниваются измеренные значенияЙ 1 с фоновыми Йфь При малых по сравнениюс фоном счетах ворота из рассмотрения отбрасывают. Если во,всех воротах превышение Й над Йф; мало (статистически незначимо), то это означает, что доза меньшенижнего порога измерения устройства,2, Сравниваются Й 1 с значимым значением просчетов Й который определяетсяпредварительно. При превышении Й над Йпворота так же отбрасывают. Если во всехворотах ЙЙп, то измеряемая доза превышает верхний предел измерения устройства,Таким образом, доза вычисляется тольков тех воротах, где удовлетворяется условие.Йф 1Й ЙпЕсли данное условие выполняется длянескольких ворот (случай может реализоватьсй, когда диапазоны измерения доз вразных воротах перекрываются), то вычисления проводятся по всем воротам, удовлетворяющим указанному условию, и5 окончательно доза берется как среднее значенив с учетом статических весов. Практически, электронная аппаратура с достаточнойстатистикой счетов эа разумное время линейна в пределах двух порядков. Поэтому10 диапазоны измеряемых доз будут: для первых ворот 10 Гр - 10 Гр; для вторых ворот10 - 1 Гр, для третьих ворот 1 - 10 Гр, что-2вполне достаточно для всех случаев измерения индивидуальных доз. Таким образом,способ содержит не менее трех измерительных ворот,Способ осуществляется следующим образом,Импульсным периодическим воэбужда 20 ющим ультрафиолетовым (УФ) излучениемосвещают дозиметр, в котором центр люминесценции начинают испускать фотоны. Интенсивность испускания фотонов зависит отвремени, прошедшего с момента воэбужда 26 ющего импульса, интенсивности возбуждающего импульса и дозы, накопленнойдозиметром. Возбуждающий импульс запускает не менее трех генераторов ворот, спараметрами ц и Ть где г - задержка ворот30 относительно возбуждающего импульса, Т -длительность ворот,1 - номер ворот, Производится: 1) счет фотонов в воротах; 2) счетчисла возбуждающих импульсов; 3) счет импульсов. пропорциональных амплитудамвозбудэющих импульсов, т,е, производитсямониторированное возбуждающего излучения, Суммируются счета за время измерения, Сравнение этих счетов для облученногои необлучен ного доэиметров дает информа 40 цию о дозеУстройство для реализации способа(см.фиг.З) содержит импульсный периодический источник 1 УФ-излучения, светофильтр2, разделительное зеркало 3, первый дете 45 .тор 4 иэпучения, мониторный блок 5 в видеАЦП, первый формирователь-дискриминатор.б, генераторы ворот 7-11, схемы совпадений 12-16, дозиметр 17, фокусирующуюлинзу 18, второй детектор 19 излучения ввиде ФЭУ, усилитель 20, второй формирователь-дискриминатор 21, счетчики импульсов 22-28, контроллер 20. ЭВМ 30 (либо процессор, но в этом случае необходим дополнительно блоиндикации результатаизмерений)Устройство работает следующим образом,Импульсный периодический луч возбуждаащего Уф-излучения от источника 1 (в нашем случае испольэоеался лазер с дли 1831689ной волны излучения 337 нм, длительностью импульса 10 нс и частотой повторения импульсов 100 Гц)0, проходит через светофильтр 2, пропускающий только УФ-излучение. Далее возбуждающее излучение попадает на разделительное зеркало 3, из которого часть УФ-излучения направляется в мониторный канал, а другая часть - в измерительный канал. В мониторном канале свет попадает на первый детектор 4, сигнал с которого поступает: а) в мониторный блок 5, на выходе которого имеем число импульсов К, пропорциональное световому потоку лазерного луча: б) в первый формирователь-дискриминатор 6. Сигнал с формирователя-дискриминатора 6 образует стартовые импульсы Ко, которые запускают генераторы ворот 7-11. Сигналы с генераторов ворот поступают на схемы совпадений 12-17,В измерительном канале возбуждающее излучение попадает на дозиметр 17, Люминесценция дозиметра, сфокусированная линзой 18 (ее использование не обязательно), регистрируется вторым детектором 19, Импульсы с детектора 19, пропорциональные числу фотонов люминесценции, поступают на усилитель 20, далее на второй формирователь-дискриминатор 21 и затем на схемы совпадений 12-16. Информация: а) со схем совпадений 12-16 - число импульсов (К;), пропорциональное числу люминесцентных фотонов за время открытия ворот (т 1).б) с первого формирователя-дискриминатора б - число запусков лазера (Ко);в) с мониторного блока 5 - число импульсов, пропорциональное потоку лазера, через соответствующие счетчики импульсов 22-28 и контроллер 29 подается на ЗВМ 30, В ЭВМ проводится сравнение К с заданными значениями Кф; и К выбор ворот, в которых Кф 1К 1Кп, вычисление в выбранных воротах поглощенной дозы О по формуле:К где Й; - количество импульсов в 1-х воротах за все время измерения (имп,), т.е. Й 1 = К 1, где И 1 - количество импульсов (число фотонов воминесценции) в единичных 1-х воро-. тах с номером 1, и - количество 1-х ворот за время измерения. т,е. число импульсов возбуждения Ко,Кю - максимальное количество импульсов в 1-х воротах, которое способна зареги 5 стрировать счетная система эа все времяиизмерения (имп.), т,е. Кю = ,Г К 1 еь где1=К 1 - максимальное количество импульсов в 1-х воротах с номером ), которое способна зарегистрировать счетная система, и - количество 1-х ворот за все время измерения, т.е, количество импульсов возбуждения Ко;К - градуировочный коэффициент для1-х ворот, определенный измерением облученных известной дозой дозиметрое (Гр );Кф - количество иммпульсов в -х воротах для необлученного доэиметра (имп.) эа все время измерения необлученного дозиметра, т.е, Кф =. К 1 ф 1, где К 1 ф - количе 1ство импульсов в 1-х воротах с номеоом) для необлученного дозиметра, и - количество 1-х ворот за все время измерения необлученно го дозиметра, т.е. количество импульсоввозбуждения Ко.П р и м е ч а н и е: все значения К 1, Кп 1,Кф нормируются на К, - число запуска лазера и К, - число импульсов. пропорцио нальное амплитуде лазерного света за всеПвремя измерения (имп.), т,е, К - .К 1, где К; - количество импульсов с мониторного блока при )- м возбуждении, и - количество импульсов возбуждения.Формула изобретения Способ измерения поглощенной дозыионизирующего излучения, включающий освещение радиофотолюминесцентного доэиметра возбуждающими импульсами ультрафиолетового излучения, регистрацию после каждого возбуждающего импульса в измерительных воротах фотонов 45 люминесценции, измерение количества иинтенсивности возбуждающих импульсов и вычисление поглощенной дозы, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения времени измерения, фотоны люминесценции регистрируют по крайней мере в трех измерительных временных воротах, задержка которых подобрана так чтобы диапазоны измеряемых в воротах доз частично перекрывались, а вычисление поглощенной 55 дозы проводят только по тем воротам, вкоторых количество фотонов люминесценции больше фоновой величины, но меньше значения просчетов.1831689 оставитель М. Па хред М,Моргента Керецма ректо то роиэводственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 аэ 2550 ТиражВНИИПИ. Государственного комитета по и113035, Москва, ЖПодписноебретениям и открытиям приаушская наб., 4 Л