182586. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hordozóra vagy fűtőtestre felvitt és/vagy búrába zárt közvetlen vagy közvetett fűtésű termolumineszcens detektorok előállítására
182586 A találmány tárgya eljárás hordozóra vagy fűtőtestre felvitt vagy burába zárt, közvetlen vagy közvetett fűtésű termolumineszcens detektorok — a továbbiakban TL detektorok — előállítására. Ilyen TL detektorokat használnak a személyeket érő sugárterhelés — beleértve a baleseti dózisok — meghatározására nehéz (terep) körülmények között, valamint a környezet sugárterhelésének meghatározására. Az ionizáló sugárzások dózisának mérésére az utóbbi két évtizedben egyre szélesebb körben használják a TL detektorokat. A TL detektorok általában két kivitelben, fűtőtest nélkül vagy fűtőtesttel ellátva készülnek. A fűtőtest nélküli TL detektorok általában kristályos anyagok, ritkábban üvegdielektrikumok, por alakban, némelyek kristály lapocskaként, egyesek melegpréseléssel előállított szelet formájában, hordozóra rögzített, vagy teflonba, illetve egyéb hőálló műanyagba ágyazott kivitelben kerülnek felhasználásra.Ezeket a TL detektorokat a besugárzás után a dózis-mérőkészülék kiértékelő fűtőtálkájára helyezik és a melegítéskor kilépő fény mennyiségét mérik, mely arányos a TL detektort érő ionizáló sugárzás dózisával. A fentiekben ismertetett, általában laboratóriumi körülmények között használt TL detektorok mellett, az egyes termolumineszcens anyagokat fűtőtesttel összeszerelve, üvegburába zárt formában is alkalmazzák. Ez azzal az előnnyel jár, hogy nincs szükség a felületi szennyeződésre érzékeny, kistömegű 20—100 mg termolumineszcens anyag kezelésére és a dózismérés nehéz körülmények között, akár terepen is egyszerűen végrehajtható. Az eddig ismert technikai megoldásokat három csoportra lehet osztani. Az egyik csoportba tartozó termolumineszcens dózismérő anyag porát szilikon gyantával (pl. Dow Corning 805) hordozóra rögzítik laboratóriumi TL kiértékelőhöz vagy elektromos kivezetőkkel ellátott fűtőtestre ragasztják, majd üvegburába zárják. Ilyenek az M.B.L.E. (Belgium, vagy az E G and G, Salem, Mass (USA) cégek által gyártott CaF2 természetes, vagy CaE2: Mn TL detektorok A ragasztó anyaggal csak vékony TL anyag por réteg vihető fel, ezért a TL detektorok sugárzásra kevésbé érzékenyek, fényre pedig érzékenyebbek. Többszöri kifútés után a ragasztó anyag bomlik. Mivel magas hőmérsékletre (kb. 400 °C) nem melegíthet ők, nagy az emlékezőképességük az előző dózisra. Legfrisebb értesülésünk szerint már nem gyártanak ragasztott anyagú TL detektort. A második csoportba tartozó TL detektoroknál a termolumineszcens anyag porát üvegkapillárisba zárják. Az igy kapott TL detektort a TL dózismérő készülék fűtőtestére helyezve a TL detektort ért dózis mérhető. Egyes cégek a TL anyaggal töltött kapillárisba fűtőtestet szerelnek és az így kapott detektort üvegburába zárják, üveg kapillárisba zárt TL detektorokat készít az E G and G, Salem, Mass (USA), a Dai Nippon Toryo (Japán) és a Matsushita, Osaka (Japán) cég, CaF2:Mn, LiF, eLiF és 7LiF vagy Mg2Si04:Tb, 3 vagy CaS04:Tm a termolumineszcens anyagok felhasználásával. A TL detektorok érzékenységi határa 5—100 [iGy (jxGray), melyek jól reprodukálhatók és a mérés sokszor megismételhető. Hátrányuk, hogy a kifűtés elektromos fogyasztása az üvegkapilláris nagy tömege és a rossz hőkontaktus miatt nagy. A harmadik csoportba tartozó TL detektorok anyaga egykristály vagy melegsajtolt szelet, melyet szendvicsként mechanikusan a kivezetőkkel ellátott fűtőtestre rögzítenek és üvegburába zárnak. Ilyenek a Victoreen, Ohio (USA), az E G and G, Salem, Mass (USA) és a Harshaw, Solan, Ohio (USA) cégek által gyártott CaF2:Mn vagy a CaF2:Dy TL anyagú detektorok. Ezek a legelterjedtebb kialakítások. Igen nagy az érzékenységük az ionizáló sugárzásokra, már 1 pGy sugárzást is kimutatnak. Ezen TL detektoroknak hátránya, hogy nagy a fadingjük, fényre érzékenyek és 8 Gy sugárzás felett szupralinearitás lép fel. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése és olyan termolumineszcens detektor kialakítása, amely az ionizáló sugárzásokra nagy érzékenységgel rendelkezik, nagy dózisokig lineáris, kis felejtésű (fading), fényre érzéketlen, kis fogyasztású, továbbá rázásra és ütődésre érzéketlen, valamint sokszor felhasználható. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha az adott TL anyagot por alakjában alkalmas módon alacsony lágyulási hőmérsékletű üvegre felvisszük, majd a TL anyagot beágyazzuk az alacsony lágyuláspontú üvegbe. A találmány tárgya kettős, egyrészt eljárás hordozóra vagy fűtőtestre felvitt termolumineszcens (TL) detektorok előállítására, másrészt eljárás burába zárt közvetlen vagy közvetett fűtésű TL detektorok előállítására. A találmány egyrészt abban van, hogy a hordozó anyagot például jó hővezető vagy ellenállás anyagból készített fémlemez egyik oldalát alacsony lágyulási hőmérsékletű, előnyösen borát üveggel bevonjuk. A bevonás után termolumineszcens (TL) anyagot viszünk rá előre meghatározott mennyiségben. Ezután az így kialakított hordozó anyagot, vagy fűtőtestet az üveg lágyulási hőmérséklete felett, például 650 °C-on hőkezeljük. A hőkezeléssel a TL anyagot az üvegrétegbe beágyazzuk. A találmány szerinti eljárással előállított TL detektorok alkalmasak a személyeket ért sugárterhelés, valamint a környezet sugárterhelésének meghatározására. Meghatározott ideig sugárterhelésnek kitett bura nélküli TL detektorok kiolvasása — kifűtése — dózismérő berendezésben kétféle módon történik. Ha a hordozó anyagot jó hővezető anyagból készítettük, akkor a besugárzott TL detektort a dózismérő berendezés fűtőtálkájára helyezzük és előre meghatározott hőmérsékleten és meghatározott ideig hevítjük. Hevítés közben a TL detektort ért rádioaktív sugárzás átalakul fénnyé és ezt a fényt a dózismérő berendezés fénydetektora érzékeli. Az érzékelt fényt a dózismérő 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
