Принцип измерения

Чувствительным материалом РФЛ-детектора является фосфатное стекло, активированное серебром. Этот материал является аморфным, в отличие от ТЛД-материалов, которые имеют кристаллическую стру­ктуру.

Под действием ионизирующего излучения (ИИ) в материале РФЛ-стекла образуются устойчивые центры фотолюминесценции. При возбуждении этих центров ультрафиолетовым (УФ) излучением излучается люминесценция в красно-оранжевой области спектра с максимумом в районе длин волн 600–700 нм. Именно это явление и носит название радиофотолюминесценции. Дозиметры на основе РФЛ-стекол имеют такую метрологическую характеристику, которую принято называть временем созревания. Она связана со способностью РФЛ-детектора в течение некоторого времени после прекращения облучения увеличивать сигнал люминесценции. Эта характеристика не имеет аналогов в других методах дозиметрии.

Конструкция индивидуальных дозиметров ИЛК. Фосфор в виде таблетки диаметром 16 мм и толщиной 1, 5 мм запаян в стеклянную оболочку, предохраняющую его от влаги. Таблетка в стеклянной оболочке укреплена в выдвижной части кассеты, которая вставляется в корпус. Кас­сета обеспечивает полную светонепроницаемость. На корпусе и крышке кассеты имеются порядковые номера, необходимые для учета при дози­метрическом контроле. Перед раздачей кассеты помещаются в фильтр-футляры, которые имеют прозрачное окно, что дает возможность прочи­тать номер кассеты. Кроме того, некоторые фильтр-фут­ляры имеют пружинное крепление, напоминающее крепление авторучки, для закрепления дозиметров на кармане, манжете и пр. Выпускаются фильтр-футляры двух типов: с кадмиевыми фильтрами типа К и без них. Дозиметры ИЛК в фильтр-футляре типа К могут регистрировать смешанную дозу излучения в биологических эквивалентах рентгена в поле γ -излучения и потоков теп­ловых нейтронов. Дозиметры в фильтр-футлярах без кадмия практически нечувствительны к тепловым и быстрым нейтронам и регистрируют (в рентгенах) дозу γ -излучения с энергией квантов от 0, 12 до 3 МэВ. К более мягкому γ -излучению дозиметры в фильтр-футлярах малочувствительны.

Яркость вспышек фосфора (сцинтиллятора) пропорциональна экспо­зиционной дозе излучения. Пределы измерения экспозиционных доз с ис­пользованием ИЛК (индивидуального люминесцентного контроля) со­ставляют 0, 005–1000 Р. Перед каждым измерением сцинтилляторы для ИЛК нужно прогревать до 300 °С в течении 40 мин до полного высвечи­вания, чтобы подготовить их для дальнейшего использования.

Радиотермолюминесцентный метод. Данный метод также относится к ме­тоду ИЛК. В настоящее время в индивидуальной дозиметрии находит ши­рокое применение термолюминесцентный метод. Он основан на испуска­нии света при нагревании предварительно облученного неорганического кристалла, называемого термолюминофором. Интенсивность термолюми­несценции при линейном нагреве кристалла имеет вид кривой с несколь­кими максимумами, из которых для дозиметрии используется только один с максимальной интенсивностью при определенной температуре Т_мах. Ве­личина Т_мах лежит в диапазоне 100–300 °С и увеличивается при увели­чении скорости нагрева. Быстрый нагрев и охлаждение при снятии кривой термовысвечивания могут создать новые структурные дефекты и изменить дозиметрические свойства термолюминофора, поэтому при многократном применении кристалла необходимо ограничить скорость изменения тем­пературы. В реальных кристаллах имеются примесные уровни, которые приводят к существенным потерям запасенной светосуммы в начальный период хранения облученного термолюминофора. Поэтому требование к чистоте кристаллов для метода термолюминесценции значительно выше, чем для сцинтилляционного метода.

Для термолюминесцентной дозиметрии отбираются люминофоры, удовлетворяющие следующим требованиям: высокая чувствительность и широкий диапазон измерения дозы от 1 мрад до 10⁶ рад; независимость показаний от мощности дозы; тканеэквивалентность для гамма-излучения; длительность сохранения запасенной светосуммы; возможность много­кратного применения. В качестве термолюминофоров используют кри­сталлы фтористого кальция, активированного марганцем; кристаллы фто­ристого лития; алюмофосфатные стекла с активатором и др. Потери све­тосуммы за месяц не наблюдается, за год – 3–20 %. Термолюминесцентные дозиметры любой формы могут быть изготовлены горячим прессовани­ем смеси порошка люминофора фтористого лития (30%) с тефлоном, эф­фективный порядковый номер которого равен эффективному порядковому номеру ткани. Такой дозиметр в виде диска диаметром 13 мм и толщиной 13 мм измеряет поглощенную дозу в 50 мрад с точностью +5%. Эти дози­метры значительно превосходят ионизационные и фотопленочные дози­метры.

Организация индивидуального контроля ИЛК. При раздаче дози­метров ИЛК перед началом работы производится запись в дозиметри­ческом журнале. После того как дозиметры сданы и измерена доза, пока­зания также заносятся в журнал (табл.6).

В условиях работы с установившимся режимом облучения дозиметры ИЛК могут проверяться 1 раз в одну-две недели. В этом случае записи производятся каждую (или через одну) неделю. В условиях возможного значительного превышения среднего уровня облучения (при аварийных работах) или в условиях работы с резко меняющимся режимом облучения измерения производятся ежедневно по окончании рабочего дня.

Таблица 6. Регистрация данных ИЛК