Критерии выбора материала фосфора

Например, в интегрирующем дозиметре для индивидуального контроля фосфор выбирают такой, чтобы в нем отсутствовал спад показаний во времени.

Как показывает практика, только фосфоры, которые имеют пики на кривой при температуре более 200 ^оС, удовлетворяют этому требованию. По этой причине стремятся применять фосфоры, которые, при температуре менее 200 ^оС, вообще не имеют пиков.

Под дозовой характеристикой фосфора принято считать зависимость измеряемого параметра Q или I от дозы. Вид такой зависимости определяется энергетическим выходом:

(5)

где E – высвечиваемая энергия, m – масса фосфора, D – поглощенная доза

В пределах доз, для которых η остается постоянной можно записать зависимости (6) и (7).

I = a_I ηD (6)

Q = a_Q ηD (7)

где a_I и a_Q – постоянные

Вид дозовой зависимости представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 – Вид дозовой зависимости

Из рисунка можно наблюдать, что вид зависимости имеет не совсем прямую, прямая ограничена дозами D₁ и D₂ . При дозах меньших D₁ мы видим параболически возрастающую кривую, их называют фоновой дозой. Фоновая доза объясняется воздействием других внешних факторов, помимо ионизирующего излучения, например: воздействие света, химические реакций и так далее. Участок 2 объясняется параметром насыщения фосфора. Для некоторых видов фосфоров, например: LiF, линейный участок заканчивается уже при 10³ рад и, при повышении дозы, наблюдается зависимость более высокого порядка.

Выбор материалов, для термолюменсцентной дозиметрии, ограничивается рядом специфических характеристик: 1) высокая чувствительность для измерения малых доз радиации; 2) линейность дозовой характеристики, как можно в наиболее интервале доз; 3) малый спад показаний во времени; 4) отсутствие зависимости чувствительности от мощности дозы; 5) спектр люминесценции, согласованный со спектральной чувствительностью фотоприемника; 6) стабильность параметров при многократном использовании; 7) дешевизна и возможность массового производства. По этой причине, в первые годы развития термолюминесцентной дозиметрии, были предприняты поиски фосфоров среди соединений легких элементов. Одним из фосфоров, отвечающим всем критериям, является LiF. Виды фосфоров и их применение представлено на рисунке 7. На рисунке 5 и 6 представлены LiF-дозиметры и CaF₂-дозиметры.

Рисунок 5 – LiF-дозиметр

Рисунок 7 – Виды фосфоров и их применение

Постановка эксперимента для определения показаний дозиметра

Для измерения показаний дозиметра, нужно его нагреть и снять показания высвеченной интенсивности света фосфором. Для нагревания дозиметра используют нагревательное устройство(печь), а для измерения используют фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Печь и ФЭУ находятся в светонепроницаемой камере, чтобы избежать попадания внешнего света. Чаще всего печь представляет собой платформу на которой размещают дозиметр, в результате нагревания платформы нагревается и дозиметр и начинает испускать фотоны. ФЭУ регистрирует эти фотоны и отправляет на осциллограф. Данные с осциллографа используют для дальнейших расчетов. Блок-схема установки представлена на рисунке 8. На рисунке 9 и 10 представлены ФЭУ и установка в сборе.

Рисунок 8 – Принципиальная блок-схема установки

Рисунок 9 – ФЭУ произведенные в СССР Рисунок 10 – ТЛД установка

ДВГ-02Т