Жидкостная радиохромная дозиметрическая композиция

 

ШЩКОСТНАЯ РАДИОХРОМНАЯ ДОЗШШТР1-1ЧЕС1й Я КО ШОЗИЦИЯ, содержащая радиационно-чувствительную соль тетразолия и воду, отличающаяс я тем, что, с целью повышения чувствительности к излучению и снижения пороговой регистрируемой дозы, она содержит в качестве радиаДОонночувствительной соли тетразолия 2-(пнитрофенил )-3,5-дифенилтетразолий хлбрид и дополнительно формиат натрия, изопропиловый спирт и гидроокись натг рия при следующем соотношении компонентов , мас.%: 2-(п-нитрофенил)3 ,5-дифенилтетразо0 ,17-0,33 лий хлорид 0,75-1,50 Формиат натрия 43,00-45,00 Изопропиловый спирт 0,0001-0,005 Гидроокись натрия Вода Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ>

РЕСПУБЛИК

„„5U 1153677 Al (51) 5 С 01 Т 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3682554/25 (22) 29.12.83 (46) 23.07.92. Бюл. № 27 (72) З.К.Криминская, A.F;.Ïèêàåâ, К.М.Дюмаев, А.А.Молин и Б.В.Толкачев (53) 621.386.82 (088.8) (56) Патент COA № 2957080, кл. 250-83, опублик. 1960.

Mclauglin W.J., Kosanic M., The Gamma-Ray, Response of Pararosaline Gyanide Dosimeter Solutions Int 3 of

Applied Radiation and Isotops. 1974.

25, N 2, р. 249-262.

Grumwald W.Т., Schmidt-Lorenz M.

Uber die Verwendung von Triphenyl tetrozolium chlorid zur Messung der

Strahlendo sisverteil ing. Atomkernenergie. 1964, 9, N 19, s. 143-147. форм, тетрахлорэтан или 1,1,2-трихлорэтан.

Недостатками известной композиции являются низкая чувствительность к ,гамма-излучению, позволяющая регистрировать дозы начиная лишь с 10 Гр, а также высокая погрешность измерения поглощенной дозы (-30X), обусловлен ная неустойчивостью образующегося под облучением красителя и послерадиационным его обесцвечиванием.

Известна также жидкостная радио-, хромная дозиметрическая композиция для измерения дозы гамма-излучения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Изобретение относится к химической дозиметрии ионизирующих излучений, в частности к жидкостной радиохромной дозиметрии ионизирующего излучения в радиационной химии и технологии, ра-диобиологии и клинической доэиметрии.

Известна жидкостная радиохромная композиция для измерения доз ионизирующего излучения, содержащая радиационно-чувствит ельный компонент— лейкооснование кристаллического фиолетового или малахитового зеленого и органический растворитель — галогенсодержащий углевод, хлороформ, бром2 (54) (57) УП1ДКОСТНАЯ РАДИОХРОМНАЯ ДО31ИП:ТГИЧЕСКАЯ К(МПОЗИЯ1л, содержащая радиационно-чувствительную соль тетразолия и воду, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения чувствительности к излучению и снижения пороговой регистрируемой дозы, она содержит в качестве радиационночувствительной соли тетразолия 2-(пнитрофенил)-3, 5-дифенилтетразолий хлорид и дополнительно формиат натрия, о изопропиловый спирт и гидроокись нат-. рия при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

2-(п-нитрофенил)3,5-дифенилтетразолий хлорид оъ17-0,33

Формиат натрия О, 75-1, 50

Изопропиловый спирт 43, 00-45, 00

Гидроокись натрия 0,0001-0,005

Вода Остальное

1153б77

Целью изобретения является повышение чувствительности к ионизирующему излучению, сххижение порога pе"--гистрируемой дозы.

Цель достигается тем, что жидкостная радиохромпал дозиметрическая композиция, содержащая радиационночувствительну>о соль тетразолия и ьоду, В качестве радиационно- ..,Вствительной соли тетразолил содержит

2-(п-питрофенил)-3,5-дифенилтетразолий хлорид и дополнительно — формиат натрия, изопропиловый спирт и гидроокись натрия при следующем содержании компонентов, иас.%:

2- (п-нктро(0еехил )—

3,5-дифениптетразолий хлорид

Форкхиат натрия

Изопропиловый спирт

0., 17-0,33

О, 75-1,50

43,00-45 00 содержащая pàöè(EöèîEEно-чувстDHтель.ный компонент — лейкоформу триарилметанового красителя — лейкоцианид парарозапилина и органический растворитель — абсолютированный 2-метоксиэ fBEEQJE хтодкисленный ледяной уксусной кислотой.

Недостатками известной композиции являютсл низкая чувствительность к излучепхво, позволяющая регистрировать дозы, начиная с 10 Гр, а также зависимость показаний дозиметра от наличил кислорода, от мощности дозы.

Наиболее близкой к предлагаемой лвляется жидкостная радиохромная композиция, содержащая радиационно-чувствительную соль тетразолия-2,3,5трифениптетразол-хй хлорид и воду или

2%-ный водный раствор агар-.агара при следующем соотпощепии компонентов, мас.%:

2,3,5-Трифенилтетразолпй хлорид 3

Вода или 2%-пый BQJIнь ра(твор агар-агара Остальное .

Рабочий диапазон доз, измерлемых с помощью известпой композиции, от

8 i0 до 1,2 10" Гр. При действии из-лучспия образуется окрашенный формазан с rs(ii((HEE5 iхом поглощеехил 500 1хкх.

Дозу опредсллхот ио увеличению оптической ххлотпости па этой длине Волны.

Недостатками известной композиции явллютсл нпзкал чувствительностi; к . излучепххю (EO Гр см Х) и Высокал пороговая регистрируемая доза (8

" "о Г1) °

I идроокись натрия 0,0001-0,005

Вода Остальное

И(пользование 2-(п-нитрофенил)3,5-дифенилтетразолия хлорида позвоJI HJI О П О В Ы С И Т Ь Ч У В (Т В И T ЕЛ Ь Н 0 С Т Ь Д О

10 Гр см и снизить пороговую регистрируемую дозу от 8 102 Гр (у прототипа) до 1 Гр .

Чувствительность системы не зависит от наличия в ней воздуха. Введение формьхата натрия позволило понизить пороговухо дозу. устранить влияние примесей. Форьхххат натрия может

15 быть заменен формиатами других щелочных металлов. Восстановление солей тетразоли." эффективно в щелочной среде, поэтому раствор подщелачивают:

0,0001-0,005 мас.% ИаОН до величины

"Я рН 7 — 11.

При разработке композиции проведепы спедующие испытания. Водный растВОр 2- (п-нитрофенил)-дифенилтетразолия хчарида, концентрации 0,04

25 0,17 мас.%, содержащий 0,375

,50 мас.% формиата натрия, доводят до требуемого значения рН добавлением раствора едкого натра. Полученный раствор сххеппхвахот с равным объемом спиртового раствора 2-(п-нитрофенил)-3,5дифенилтетразолия хлорида концентрации 0,.17 — 0,45 ххас.%. Раствор разлиВают В ампулы и проводят облучение па иc Очнике -излучения Со типа бО

ВИсследователь" (мощность дозы

2,25 Гр/михх) . В результате облучения раствор окраливаетсл в краснооранжеВый цвет. Интенсивность окраски измеряют спектрофотометрическим методом при длине Волны 480 нм.

/, (Х

Изобретение иллюстрируется следуюЩХХ Х)Х ПР дХЕРаМ1.Х, П р и и е р 1. Готовят жидкостную радиохромпую дозиметрическую композицхво следующего состава, мас.%:

2-(п-нитрофенил)-3,5— дифенилтетразолий хлoPIEJt 0,17

Формиат цатрия 1,50

Изопропиловый схпхрт 44,0

Гйдроокись натрия 0 005 (рН 10 5)

Вода Остальное

Композххцххю облучахот на источнике

g-излучения ьоСО дозами от 1 до

50 Гр. Раствор при сблучении краснеет. Данные изменения оптической плот. ности ЛВ композиции на длине волны

1153677

480 нм при длине поглощающего лоя кюветы 1 = 1 см приведены в таблице.

П р и и е р 2. Композицию, как в примере 1, разливают по ампулам и удаляют воздух продуванием в течение

40 мин. Лмпулы запаивают и облучают на источнике "-излучения Со. во Данные приведены в таблице.

Пример 3. Композиция, как в 10 примере 1, но концентрация формиата натрия равна нулю. Данные облучения приведены в таблице.

Пример 4. KQMIIosHIJHH как в примере 1, но концентрация формиата натрия равна 0,375 мас.%. Данные облучения приведены в таблице.

Пример 5. Композиция, как в примере 1, но концентрация 2-(и-нитрофенил)-3,5-дифенилтетразолия хлори- Щ да равна 0,04 мас.%. Данные облучения приведены в таблице.

Пример 6. Композиция, как в примере 1, но при рН 9,5 (0,0004мас.%

Na0H) и вместо изопропанола — этанол. 25

Данные облучения приведены в таблице.

Пример 7. Композиция, как в примере 1, но при рН 7 (0,0001 мас.%

Na0H) и при концентрации формиата натрия 0 75 мас.%. Данные облучения 3р приведены в табли це .

Пример 8. Готовят жидкостную радиохромную композицию следующего состава, мас.%:

2-(п-нитрофенил)-3,5дифенилтетразолий хлорид 0,33

Формиат натрия 1,50

Изопропиловый. спирт 45,00

Гидроокись натрия 0,005 (рН

10, 5)

Вода Остальное

Данные облучения приведены в таблице. Длина поглощающего слоя кюветы равна 2 см.

Пример 9. Готовят жидкостную радиохромную композицию следующего состава, мас.%:

2-(п-нитрофенил)-3,5дифенилтетразолий хлор ид О,ЗО

Формиат натрия 1,50 (Изопропиловый спирт 43,00

Гидроокись натрия 0 004 (рН 55

10, О)

Вода Остальное

Данные облучения приведены в таблице.

Пример 10. Готовят радиоxpoMHую дозиметрическую композицию, 3%-ный раствор 2,3,5-трифенилтетразолия хлористого в 2%-ном водном ра-створе агар-агара, Полученные образцы облучают на источнике 3" -излучения

6о

Со. Результаты приведены в таблице. Длина поглощающего слоя 1 мм.

3. Оптимальное содержание формиата

1натрия 0,75-1,5дмас.% ., при концентрации формиата натрия выше 1, 50% повышается светочувствительность раствора и возникает необходимость готовить растворы в темноте.

В композициях, имеющих рН 11, происходит самопроизвольное окрашивание раствора в течение 2 — 3 ч, при рН 5 при облучении до дозы 50 Гр окрашивание раствора не наблюдается.

Примеры сравнения с прототипом.

П р и.м е р 11. Жидкостную радио,. хромную дозиметрическую композицию следующего состава, мас.%:

2,3,5-трифенилтетразолий хлорид

Формиат натрия

Изопропиловый спирт

Гидроокись натрия

0,67

1,50

43,00

О, 004 (рН

10,0)

О стальн о е

Вода

Доверительный интервал воспроизво-. димости измерений, .определенный с надежностью P = 0,95, составляет не более 30% при дозе 5 Гр, и не более 10% при дозе 50 Гр ° Пост-эффект составляет не более 3% sa сутки.

Из таблицы видно, что:

1. Оптимальное содержание 2-(пнитрофенил)-3,5-дифенилтетразолия хлорида от 0,17 до 0,33 мас.%, сниже ние количества соли тетразолия приво" дит к уменьшению чувствительности композиции, увеличение содержания соли HeBoçìîÿío из-за ограниченной растворимости соли в смеси спирт-вода.

2. Оптимальная концентрация спирта

43,00 — 45,00 мас.%. При меньшем содержании спирта коэффициент экстинкции формазана, которьгй нерастворим в воде, уменьшается, что снижасе чувствительность композиции„ кроме того, раствор с меньшим содержанием спирта при высоких дозах мутнеет. При большем содержании спирта ухудшается тканеэквивалентность композиции. г

11536/7 миата натрия позволяет HQBbIcHTb чувств!!тел?,иост,= композипии от 10 Гр а см у прототипа до 10 2 Гр см-" и!>низи", >» лоро! ову>!> !>4 гистрируемую дозу с 8 10" I p y прототипа до 1 Гр и устранить влияние кислорода воздуха.

»ри»2ар, "

Чувствительность, rp-f c»»

>р 5„S 7,7 12 21 39 50

0 033 0 08 0 13 0 215 0„36 0,41

1 Доза, Гр 5 О 10 15 18 доза, 2

6 10-"

0О3 009 076 0215

557712

21 30 Зо — 4,5-10-»

0.,18 0,27 0,36 доза, Гр

0,03 0 035 0,125

44 55 77

7! доза !p

4,5 ° !O

0,02 0,02 0,02

0,085 О, 16

d D

2 ;j

ЗО

7,7

5,5 доза, Гр

3,8.fÎО,OO О,ОЗ О,Оо

О, 19 0„2855

11 2!

Гр 50 77 10 доза, 610»

0,03 0,05 0,095

0,12

0 !8

О, 19 доза, Гр 5,5 7, 7 12 21 30 39 50

4 10»

Ло

0»02 О 035 0»07 0»15 0,23 0»35 0» "05

1О 19 3?

5,5

7,7 доза, Гр

10 2

0,02 0,03 0,04

О,оо 0,17 б ° fo » доза, Гр» 5 7 7 12 2!

λОЗ 0»О8 0»13 0»215 доза, Гр 8 !О 10» 2 10»

6 1О

f0 э

0,1 0,2

0,6

О,О8

Составитель 3. Криминская

Техред 71.7!1оргеитал Корректор Н.ТУпица

Редактор О.Юркова

Заказ 2824 THp8.>К Подписное

И1ИИПИ Государстоенногс <омитета по изобретениям и открытиям fjpff ГКНТ СССР

113035, !!осква, Ж-35» Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г,ужго1>од, ул, Гагарина,101 облучали до дозы 60 Гр, при этом оптическая плотность раствора I> ви?»имо. : области спектра не изменилась, П р и и е р 12. Еомпозицио„как в примере 11, насыщали аргоном в течение 40 мнн и облучали до дозы 1.

60 Гр. После облучения раствор окрасился в красный цвет. Оптическая плотность раствора на длине волны 48 "> нм 1 (в максимуме поглощения) составила

0,375 при длине поглощающего слоя иоветы 1 см.

Таким образом, замена используемого ранее в дозиметрии 2»3»5-трифе- ц ниптетразолия хлорида на 2-(и-нитрофенил)-3,5-дифенилтетразолий хпорид, содер>!<ащий электроакцепгорную группу

N0I» использование щелочных водноспиртовых растворов и добавление q>op-. 0

Бидкостная радиохромная дозиметрическая композиция обладает высокой чувствительностью и сравнительно не-. боль!пой погрешностью пзмерений, B ней практически отсутствует постзффект.

В ее состав входят дешевые, легко доступные вещества обычной степени чистоты, процесс приготовления достаточно прост и не требует специальных условий, вещества, входящие в ее сос.-.ав,не канцерогенны, композиция тканеэ!<вивалентна.