DE2907974A1 - Detektor telde fuer thermolumineszenzdosimetrie und deren herstellungsverfahren - Google Patents

Detektor telde fuer thermolumineszenzdosimetrie und deren herstellungsverfahren

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DE2907974A1
DE2907974A1 DE19792907974 DE2907974A DE2907974A1 DE 2907974 A1 DE2907974 A1 DE 2907974A1 DE 19792907974 DE19792907974 DE 19792907974 DE 2907974 A DE2907974 A DE 2907974A DE 2907974 A1 DE2907974 A1 DE 2907974A1
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detector
pill
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thermoluminescence dosimetry
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INST FIZ AN LATVSSR
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/02Dosimeters
    • G01T1/10Luminescent dosimeters
    • G01T1/11Thermo-luminescent dosimeters

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Description

  • DETEKTOR TELDE FÜR THERMOLUMINESZENZDOSIMETRIE
  • UND DEREN HERSTELLUNGSVERF AHREN Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Dosimetrie einer iobisierenden Strahlung und bezieht sich insbesondere auf Detektoren für Thermolumineszenzdosimeter, die in der medizinischen Radiologie, einer individuellen Strahlenschutzüberwachung und in auf dem Gebiet des Umweltschutzes verwendeten Eiurichtungen zum Einsatz gelangen.
  • Die Erfindung betrifft auch Herstellungsverfahren für derartige Detektoren.
  • Es ist ein Detektor für ein Thermolumineszenzdosimeter auf der Basis einer Ionenverbindung bekannt, der in Form eines freien Pulvers ausgeführt ist.
  • Derartige Detektoren weisen aber eine starke Tribolumineszenz auf, wodu@ch deren Empfindlichkeit erheblich reduziert wird. Darüber hinaus sind die Detektoren in Form eines freien Pulvers für die Anwendung schlecht geeignet.
  • Besser geeignet für die Anwendung ist ein Detektor, der in From eines zusammengeklebten oder -gepreßten, in ein spezielles Gehäuse mit durchsichtigen Wänden eingeschlossenen Pulvers ausgeführt ist.
  • Die Tribolumineszenz liegt bei derartigen Detektoren etwas niedriger, sie sind aber herstellungstechnisch komplizierter, und außerdem kann das Detektorgehäuse selbst lumineszieren, wodurch ein Meßfehler verursacht wird.
  • Schließlich ist ein Detektor für ein Thermolumineszenzdosimeter auf der Basis einer Ionenverbindung bekannt, der in Form einer Pille aus Preßpulver (s. z.B. die DD-PQ 42614) hergestellt ist.
  • Dieser Detektor hat kein Gehäuse und ist folglich von den durch das Gehäuse verursachten Meßfehlern frei. Jedoch liefert dieser Detektor aussagesichere Ergebnisse nur bei einmaliger Benutzung, weil im Vorgang einer thermischen Behandlung bei der Ablesung des Ergebnisses Mikrobeschädigungen der miteinander mechanisch verbundene Pulverteilchen des Detektors erfolgen darstellenden StraktuIC Das Vorhandensein der mechanischen Mikrobeschädigungen in der Struktur fuhrt zur Senkung der Empfindlichkeit des Detektors.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Detektor für Thermolumineszenzdosimetrie zu schaffen, dessen Straktur temperaturbeständig während der thermischen Behandlung bei der Informationsablesung ist und eine mehrfache Benutzung des Detektors zuläßt, sowie ein einfaches und keinen großen Aufwand verlangendes Herstellungsverfahren für solch einen Detektor zu entwickeln.
  • Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einen in Form einer Pille herEestellten Detektor für Thermolumineszenzdesimetrie auf der Basis einer Ionenverbindung die Pille gemäß der Erfindung sich aus einer Vielzahl von miteinander durch Molekularkräfte verbundenen einkristallinen Bl#cken zusammensetzt.
  • Zur Erhöhung der Reproduzierbarkeit von Messungen mit Detektoren ist es zweckmäßig, die Pille mit einer Oberflächengüte nicht unter 0,1 µm auszuführen.
  • Die gestellte Aufgabe wird auch dadurch gelöst, daß im Herstellungsverfahren für Thermolumineszenzdosiemetrie, darin bestehend, daß aus einer pulverförmigen Ionenverbindung eine Pille formiert wird, die Formierung der Pille gemäß der Erfindung durch Lagerung einer Ausgangsverbindung unter Vakuum oder in einer Inertatmosphäre bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Ausgangsverbindung bis zu deren völligem Aufschmelzen durchgeführt wird, worauf eine Abkühlung auf eine um 150 bis 200°C unter der Schmelztemperatur der Ausgangsverbindung liegende Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 2 grd min erfolgt.
  • Die abgekühlte Pille kann chemisch poliert werden.
  • Falls der Detaktor auf der Basis von Lithiumfluorid ausgeführt ist, hat das chemische Polieren in einer konzentrierten orthophosphorigen Säure mit anschließender Spülung des detektors in destilliertem Wasser zu erfolgen.
  • Der erfindungsgemäße Detektor für ein Thermolumineszenzdosimeter ist für eine mehrmalige Ausnutzung geeignet, wird durch eine hoch Empfindlichkeit gekennzeichnet, ist bequem im Umgang und einfach in der Herstellung.
  • Die Erfindung ist im folgenden anhand einer Beschreibung deren konkreter Realisierungsvarianten näher erläutert Der erfindungsgemäße Detektor für Thermoluminenzenzdosimetrie stellt eine aus einer Vielzahl von miteinander durch Molekularkräfte verbundenen einkristallinen Blöcken zusammengesetzte Pille auf der Basis einer Ionenverbindung dar.
  • Die Pille kann beliebige erwünschte Fonnen und Abmessungen aufweisen. Als Ionenverbindung kommen KCl, LiNbO3, CA zur Al203 u.a. in Frage.
  • Der vorliegende Detektor kann folgenderwei.se hergestellt werden. Als Ausgangsstoff wird eine pulverförmige Ionenverbindulag verwendet. Das Pulver wird in einen die Form der Pille aufweisenden Tiegel geschüttet uxld unter Vakuum oder in einer Inertatmosphäre (Argon oder Helium) bei einer Temperatur um 30 bis 100°C höher als die Schmelztemperatur des Aus'gangsstoffes bis zum völligen Aufschmelzen des letzteren im Laufe von 15 bis 45 min gelagert. Dann wird die Schmelze langsam mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 2 grd/min auf eine um 150 bis 2000C unterhalb der Schmelztemperatur liegende Temperatur abgekühlt. Hierbei erfolgen die Umkristallisation des Ausgangsstoffes und die Formierung einer die Struktur einer Vielzahl miteinander durch Molekularkräfte verbundener einkristalliner Blöcke aufweisenden Pille nach der Tiegelform.
  • Bei einer anderen Variante hat der in Form einer Pille mit der oben genannten Struktur ausgeführte Detektor eine Oberflächengüte für die Pille nicht unter 0,1 t m.
  • Solch eine Oberflächengüte der Pille kann durch eine mechanische Bearbeitung erzielt werden, am zweckmäßigsten ist es aber, dies durch chemisches Polieren sofort nach der Abkühlung der Pille im Fertigungsverfahren oder unmittelbar vor dem Einsatz des Detektors zu verwirklichene Infolge des chemischen Polierens bildet sich auf der Oberfläche der Pille keine gestörte Schicht mit einer verzerrten Kristallstruktur aus1 wie dies nach einer mechanischen Bearbeitung der Fall ist. Der Detektor mit solch einer Fläche besitzt praktisch kein Hintergrundsignal, da er beständig gegen eine eine Chemolumineszenz bewirkende Chemosorption atmosphärischer Dämpfe ebenso wi.e gegen eine ribo.-lumineszenz veranlassende mechanische Einflüsse ist und wird durch eine erhöhte Reproduzierbarkeit gekennzeichnet.
  • Bei der Herstellung des Detektors auf der Basis von Litthium/fluorid ist das chemische Polieren in einer konzentrierten orthophosphorigen Säure unter auschließender Spülung des Detektors in destiliertem Wasser zu verwirklichen.
  • Zur Verdeutlichung des Bestens der vorliegenden Erfindung sind im folgenden konkrete Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Detektoren beschrieben.
  • Beispiel 1 Als Ausgangsstoff wurde ein Pulver von aktiviertesLi -tniumjluorid mit einer Eorngröße von 0,18 bis 0,20 mm (Schmelz temperatur von 8620C) genommen, in einen Graphittiegel mit 25 Vertiefungen von 4 mm Durchmesser und 2 mm Höhe eingesetzt und im Vakuum bei einer Temperatur von 9500C im Laufe von 15 min erhitzt. Hierbei schmolz der Ausgangsstoff restlos auf.
  • Dann wurde die Schmelze mit einer Geschwindigkeit von 0,6 grd min auf 700°C und weiter auf die Zimmertemperatur mit einer Geschwindigkeit von 10 grd/min abgekühlt. Die erhalienen Pillen wurden als Detektor fur ein Thermolumineszenzdosimeter ausgenutzt. Die Prüfungen des Dosimeters haben des sen gute dosimetrische Eigenschaften - Fehlen einer Tribolumineszenz und Bequemlichkeit im Umgang - erwiesen.
  • Beispiel 2 Es wurden Pillen hergestellt wie im Beispiel 1 beschrieben genommen und einem chemischen Polieren in einer konzentrierten orthophosphorigen Säure bei einer Temperatur von 13000 im Laufe von 1,5 bis 3 min unterzogen. Anschließend wurden die Pillen -in heißem (80 bis 90°C) und dann in kaltem destillierten Wasser gespült und an der Luft getrocknet.
  • Die fertigen Detektoren wurden in einem Gammastrahlungsfeld mit einer Dosis von 0,01 Rad bestrahlt und in einer Meßanlage für die Thermolumineszenzdetektoren ausgeleuchtet. Nach 40 ähnlichen Messungen an einem Detektor wurde eine mittlere quadratische Abweichung von Anzeigen des Detektors nicht über +4% erhalten.
  • Bei Verwendung von nicht polierten, nach Beispiel 1 hergestellten Detektoren, ergab sich eine Reproduzierbarkeit von #10%, was auf einen ihnen eigenen kleineren Wert des Signal--Rauschverhältnisses zurückzuführen ist.
  • Beispiel 3 Als Ausgaugsstoff wurde ein Pulver aus Lithiumniobat mit einer Schmelztemperatur von 12G0°C, einer Korngröße von 0,1 bis 0,2 mm genommen, in einen Platintiegel eingebracht und bei einer Temperatur von 1290°C bis zur restlosen Aufschmelzung erwärmt. Danach wurde die Schmelze mit einer Geschwindigkeit unterhalb von 50 grd/min auf Raumtemperatur gekühlt. Die erhaltenen.Pillen Wurden chemisch in einem 1 Volumenteil Fluorwasserstoffsäure und 3 Volumenteile konzentrierte Salpetersäure enthaltenden Lösungsmittel bei einer Temperatur von 50 bis 8000 im Laufe von 5 bis 8 min poliert, worauf die Pillen in destilliertem Wasser gespült und an der Luft getrocknet wurden, Die fertigen Detektoren wurden mit einer Dosis Gammastrahlung von 10-3 Rad bestrahlt. Die Reproduzierbarkeit der Messungen betrug #5%.
  • Beispiel 4 Als Ausgangsstoff wurde ein Pulver aus Kaliumchlorid mit einer Schmelztemperatur von 770°C und einer Korngröße von 0,10 bis 0,15 mm genommene in einen ilatintiegel geschüttet und im Vakuum oder einer Inertatmosphäre bei einer Temperatur von 810°C bis zur restlosen Schmelzung erhitzt. Dann wurde eine Abkühlung zuerst mit einer Geschwindigkeit von 026 gad min auf eine Temperatur von 550°C, ferner mit einer Geschwindigkeit nicht über 10 grd h auf Zimmertemperatur vorgenommen. Die erhaltenen Pillen bzw. Detektoren wurden chemisch in einer Lösung von 0,5 Gew.% FeCh3 in 80- bis 85%-igem Äthylalkohol im Laufe von 3 bis 5 min poliert. Danach wurden die Pillen in 96%-igemÄthylalkohol gespült und in Luft getrocknet.
  • Bei einer mehrfachen Bestrahlung der Detektoren machte die Reproduzierbarkeit #10% aus.
  • Kurz umrissen betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet der Dosimetrie einer ionisierenden Strahlung.
  • Zweck der Erfindung ist es, die Empfindlichkeit und die Reproduzierbarkeit von Messungen mit dem Detektor für Thermolumineszenzdosimetrie zu erhöhen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Detektor für Thermolumineszenzdosimtrie su schaffen, dessen Struktur temperaturbeständig während einer thermischen Behandlung bei einer Informationsablesung ist und eine mehrfache Ausnutzung des Detektors zuläßt, sowie ein einfaches und preiswertes Herstellungsverfahren für solch einen Detektor zu entwickeln.
  • Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß ein in Form einer Pille ausgeführter Detektor auf der Basis einer :n-Verbindung geschaffen wird. Die Pille setzt sich aus einer Vielzahl von miteinander durch Molekularkräfte verbundenen einkristallinen Blöcken zusammen.
  • Das Wesen der Erfindung besteht auch darin, daß ein Herstellungsverfahren für solch einen Detektor auf Grund einer Aufschnelzung unter Vakuum oder in einer Inertatmosphäre einer pulverförmigen Ionenverbindung und deren anschließender langsamer Abkühlung geschaffen wird.
  • Der Detekter ist zur Ausnutzung in der Thermolumineszenzdosimetrie vorgesehen, die in der medizinischen Radiclogie, einer individuellen Strahlenschutzüberwachung u.ä.
  • zum Einsatz gelangt.
  • Als Ionenverbindung wird vorzugsweise ein Pulver von aktivicrtem Lithiumfluorid verwendet.

Claims (5)

  1. Detektor Telde fir Thermolumineszenzdosimetrie und deren Herstellungsverfahren P a t e n t a n s p r ü c h e 1 , In Form einer Pille hergestellte Detektor Telde für Thermolumineszenzdosimetrie auf der Basis einer Ionenverbindung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Pille sich aus einer Vielzahl von miteinander durch Molekularkrafte verbundenen einkristallinen Blöcken zusammensetzt.
  2. 2. Detektor Telde nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Pille eine Oberflächengüte nicht unter 0,1 >im aufweist.
  3. 3. Herstellungsverfahren für die Detektor Telde für Thermolumineszenzdosimetrie nach Anspruch 1 darin bestehend, daß aus einer pulverförmigen Ionenverbindung eine Pille formiert wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daP, de Formierung der Pille durch Lagerung einer Ausgangsverbindung unter Vakuum oder in einer Inertatmosphäre bei einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Ausgangsverbindung bis zu deren restlosem Aufschmelzen durchgeführt wird, worauf eine Abkühlung auf eine um 150 bis 2000C unter der Schmelztemperatur der Ausgangsverbindung liegende Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 2 grd/min erfolgt.
  4. 4. Herstellungsverfahren für eine Detektor Telde nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die abgekühlte Pille chemisch poliert wird.
  5. 5. Herstellungsverfahren fiir eine Detektor Telde nach Anspruch 4, wobei der Detektor auf der Basis von Lithiumfluorid ausgeführt ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das chemische Polieren in einer konzentrierten orthophosphorigen Säure mit anschließender Spülung in destilliertem Wasser erfolgt.
DE19792907974 1978-06-05 1979-03-01 Verfahren zur Herstellung eines Thermolumineszenz-Dosimeterelements Expired DE2907974C2 (de)

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DE1302393B (de) * 1963-11-07 1970-10-22
DE1592901A1 (de) * 1966-08-22 1972-04-20 Kewanee Oil Co Bei Bestrahlung thermolumineszierende Pellets

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Title
DE-Z.: "Strahlentherapie" Bd.132, 1967, Nr.4, S.553-558 *

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CS223701B1 (en) 1983-11-25
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