Визуальный индикатор дозы

! в .; у

1 р. ;.т„:..,:„о- т- .:;н.: чесн

d,4 -.:1,,:, -, -.-,,Я,,1т-, А

ОПйСАНИЕ

ggpspетен ЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 3599..тв (61) Дополнительное к авт. свид-By¹ 296467 (22) Заявлено04.11.70 (21) 1485360/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25,12.76.Бюллетень № 47 (45) Дата опубликования описания19.01.77 (51) М. Кл. (д 01 Т 1/04

Гооударотаеииый комитет

Соввта Миииотроа СССР оо делам иэобретеиий и открытий (53) УДК 539.1.074 (088.8) (72) Авторы

H306PeTeHH (Б. А. Вайншток, В. В. Генералова и M. H. Гурский

Институт ядерной физики АН Узбекской CCP и Всесоюзный (71) Заявители научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений Государственного комитета стандартов (54) ВИЗУАЛЬНЫЙ ИНДИКАТОР ДОЗЫ

Изобретена. отис;сптся к технической физике и может быть использовано для экспрессного определения дозы при облучении на мощных гамма-установках исследовательского, опытнс промышленного назначения, 5 а также для контроля дозы в промышленных технологических процессах радиационной обработки различных материалов и объектов.

Известные визуальные индикаторы дозы, 10 например, по авт,св. J4 296467 представляют собой пленки из полимера, в цепи кс торого имеются химически связанные атомы галогенов, с добавками красителей— индикаторов кислотности, Под действием l5 облучения в них протекает цепная реакция выделения галогено-водородной кислоты, и индикатор кислотности реагирует на появление кислоты изменением цвета.

Эти индикаторы имеют следующие недо- 20 статки, При облучении некоторой дозой индикатор принимает новую окраску, отличную от исходной, и не изменяет ее при дальнейшем увеличении дозы. Из-за цепных pear- 25 ций„которые всегда связаны с значительной. зависимостью от мощности дозы и температуры облучения, паспортизация известных индикаторов должна проводиться для каждой радиационной установки в отдельности, что значительно усложняет их использование. 1Яепной реакцией также вызвана резкость изменения цвета с ростом дозы. Использование "классических" кр сителей — индикаторов кислотности, обладающих невысокой светостойкостью, приводит к малой светостойкости индикаторов.

Наконец, невозможно контрольное количественное измерение дозы на приборе по какому-либо параметру пленки, Предлагаемый индикатор позволяет повысить точность определения поглошенной дозы «+ 20% за счет увеличения количества цветовых типов, приписываемых определенной дозе, а также у него отсутствует зависимость мощности дозы в интервале

l0-1000 рад/сек.

Отличительной особенностью предлагаемого индика-.ора является то, что в качест-„ ве красителя применены триарилпиразоли359996 новые люминофоры с заместителями нафтальимида, нафтоиленбензимидазола и радикалами типа R =ОСНОВ С э СУз э -Н, замешенные у ароматического кольца.

В качестве полимерной основы испальзован полистирол, а в качестве окрашивающей добавки применен светостойкий люминофор из группы производных триарилпиразолина, не являющихся индикаторами кислотности. Люминофоры этой группы обладают способностью изменять цвет при взаимодействии с перекисял.и и радикалами галогенов. При облучении пленок полистирола с дополнительной примесью тетраброматана, окрашенных люминофорами указа ной группы, цвет их меняется с ростом дозы в соответствии с данными,указанныбо ми ниже (облучение g -лучами Со с мощностью дозы 110 рад/сек и 33000 рад/

/сек) °

Общая структурная формула назвб.нных люминофоров представляет собой сочетание пиразолинового цикла с ароматическил,.и и другими сложными заместителями:

В1 где Я и R< - незамещенные и замешенные ароматические радикалы, R>- нафтальимид, нафтоиленбензимидазол и другие сложные заместители.

В качестве галогеносодержашей прил еси могут испапьзоваться различные тяжелые бромосодержашие соединения, не улетучивающиеся из полимерной пленки (тетрабромэтилен) диброматрацен и др.), Соотношения между дозой и цветом:

Доза, Мрад Бвет

О Красный

0,2 Синий

Оэ5 Сине-зеленый

1э > Зеленый

3 Желтый

Указанные соотношения выполняются при концентрациях люминофора 0,1:0,2% и концентрации тетрабромэтана 5:10%

{по весу относительно полистирола), Дозный интервал 0,1:3 Мрад является наиболее часто применяемым в процессах радиационной обработки пищевых продуктов и медицинских материалов. Другие соотношения компонентов дадут те же цвета при других дозах. Появление синей окрас4о Ф ормула изобретения

Визуальный индикатор дозы по авт.св. №296467, отличающийся тем, что, с целью повышения точности от4Ь счета поглощенной дозы, в качестве красителя применены триарилпиразолиновые люминофоры общей формулы сн,— с — a

R — СН N,б!

К1

50 где Ч и %< — незамещенные или замешенные ароматические радикалы;

R — нафтальимид или нафтоиленбензими60 дазол. ки вызвано образованием комплекса люминофора с тетрабромэтаном. Переход к желтой форме происходит в результате разрыва связи С- Но0 и взаимодействия

5 люминофора с радикалами галогенов. Различные оттенки зеленого цвета являются результатом сосуществования в пленке синей и желтой форм люминофора в разных концентрациях в зависимости от дозы.

1О Переход от одного цветового тона к другому происходит плавно, через множество цветовых оттенков, и вся дозноцветовая шкала может быть разбита не !

5 менее чем на 12 интервалов, отличающихся цветовыми параметрами. Определение дозы осуществляется путем сравнения цвета облученного индикатора с заранее установленной дозно-цветовой шк лой. Таким образом, "многоцветность" системы и возможность составления дознс цветовой шкалы, достигнуты благодаря особенностям применяемой окрашивающей добавки.

Ывета до и после облучения устойчивы во времени при хранении в темноте или при электрическом и рассеянном солнечном свете, Влияние мощности дозы на показания индикаторов не обнаружено, что указывает на отсутствие цепных реакций.

Технология изготовления индикаторных пленок достаточно проста и состоит в приготовлении вязкого раствора компонентов в растворителе (толуол, ксилол), ра=- ливке раствора на стекло, высушивании растворителя, снятии пленки со стекла и скреплении ее с бумажной подложкой»