Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Саровский физико-технический институт – филиал НИЯУ МИФИ

Физико-технический факультет

Кафедра ядерной и радиационной физики

Реферат на тему:

Применение термолюминесцентной дозиметрии для измерение полей рентгеновского излучения

Реферат:

студента группы ЯРФ34Д

Э.Н. Братишка

Преподаватель:

С. Л. Эльяш

Саров-2017

Аннотация

Ключевые слова: доза, дозиметрия, термолюминесценция, фосфор, рентгеновское излучение, поле, материал, объект, кривая термовысвечивания, интенсивность, фотон.

В данном реферате дано понятие дозы поглощенной объектом. Рассмотрены виды дозиметрии, а так же физико-химические процессы используемые дозиметрии. Более подробно рассмотрена термолюминесцентная дозиметрия (ТЛД). Дано определение термолюминесценции и фосфора. Даны критерии по выбору фосфора и показаны фосфоры, которые использую в ТЛД. Показана постановка эксперимента для измерения полей рентгеновского излучения, а так же на конкретном примере, какую задачу можно решить.

Оглавление

Аннотация 2

Введение 4

Термолюминесцентная дозиметрия 6

Критерии выбора материала фосфора 8

Постановка эксперимента для определения показаний дозиметра 13

Измерение полей рентгеновского излучения 14

Вывод 16

Список литературы 17

Введение

Одной из немало важных характеристик рентгеновского излучения являются физические величины, характеризующие воздействие рентгеновского излучения на среду или объект. Раздел прикладной ядерной физики нарпавленный на изучение и определение этих физических величин, а также разроботку методов по их определению называется дозиметрия. На рисунке 1 представлены виды дозиметрии, область применения и диапазоны измерений.

Одной из физических величин, характеризующее воздействие, ионизирующего излучения, является доза. Дозой принято считать поглощенную энергию ионизирующего излучения на единицу массы объекта.

D = (1)

Потребность в точно определенных и поддающихся экспериментальному измерению дозы, ионизирующего излучения, появилась уже на первых этапах их использования в терапевтической практике. Приборы, которые позволяют нам определить дозу, характеризующие воздействия рентгеновского излучения на среду или объект, называются дозиметрами.

Рисунок 1 – Виды дозиметрии, соотвествующие области применения и диапозоны измерений.

В дозиметрах используют вещества, которые изменяют в доступной для измерения степени свои физические или химические параметры под воздействием ионизируещего излучения. Таким образом, для тех или иных целей используют разные вещества в разных агрегатных состояниях. На рисунке 2 приведены физико-химические эффекты, используемые в дозиметрии.

Рисунок 2 – Методы используемые в дозиметрии.

Предметом настоящего реферата является один из методов твердотельной дозиметрии, а именно термолюминесцентная дозиметрия.

Термолюминесцентная дозиметрия

Термолюминесценцией называют процесс испускания света твердым телом при нагревании, предварительно воздействовав на него ионизирующим излучением. Твердые тела, которые носят такие свойства, называются термолюминофорами (фосфорами).

Метод термолюминесцентной дозиметрии основан на том, что некоторые неорганические вещества с определённым сочетанием дефектов кристаллической решетки примесного и собственного происхождения, после возбуждения ионизирующим излучением, при нагревании испускают свет. Количество испущенных при этом оптических квантов (фотонов) оказывается пропорциональным поглощенной дозе ионизирующего излучения. Физический процесс термолюминесценции и его основные закономерности могут быть объяснены с помощью зонной теории твердого тела в рамках кинетических представлений.

Источником дозиметрической информации является зависимость интенсивности термолюминесценции от температуры, которая называется кривой термовысвечивания (КТВ). КТВ аналитически описывается функцией интенсивности излучения в зависимости от времени нагрева I(t) или же от температуры фосфора I(T). Обе функции являются эквивалентными, так как температура нагрева фосфора задается функцией зависящей от времени нагрева (2). Обычно условия эксперимента выбирают таким способом, чтобы температура нагрева описывалась прямой (3).

T = f(t) (2)

T=T₀+qt (3)

где T₀ - начальная температура, q – константа скорости нагрева, t – время нагрева

Характерной чертой КТВ является наличие пиков при определенных температурах T_mi. Типичный вид такой кривой представлен на рисунке 3.

Рисунок 3 – Кривая термовысвечевания фосфора

При обычных измерениях дозы облучения, в качестве характеризующей величины принято брать либо максимальное значение интенсивности света термолюминесценции I(T_mi), либо интегральную по времени светосумму по всей кривой (4).

(4)

где t₁ и t₂ – соответственно время начала и конца нагрева

В зависимости от способа, который был выбран в качестве измерения доза, их разделяют на два вида: пиковый и интегральный метод. Интегральный метод, т.е. измерение площади под КТВ, наиболее точный и характеризуется меньшей зависимостью результатов от технических параметров измерительной амплитуды, т.е. менее чувствителен к режиму нагрева. Пиковый метод более чувствителен к режиму нагрева, однако, он более эффективен при измерении малых доз. Таким образом, для тех или иных целей используют разный метод измерения, так же используют разные фосфоры.