Электронный парамагнитный резонанс и термолюминесценция политетрафторэтилена для контроля радиационных технологий

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследована реализации способа высокодозной дозиметрии, основанного на комбинации явлений электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и термостимулированной люминесценции (ТЛ). В качестве детектора ионизирующих излучений использовался политетрафторэтилен (ПТФЭ) отечественного производства. Образцы детекторов облучались ускоренными электронами с энергией 10 МэВ дозами от 10 до 50 кГр. После облучения измерялись интенсивности сигналов ЭПР и ТЛ каждого детектора. Зависимость интенсивности сигналов ЭПР от дозы излучения имела линейный характер. Параметры ТЛ оказались равными: температура максимума Тm = 164 °C, фактор формы µg = 0,45, частотный фактор S = 4,44·1011 с‒1, энергия активации Е = 1,14 эВ. Спектральный состав ТЛ имел широкую полосу с максимумом свечения около 425 нм. Дозовая зависимость выхода ТЛ также носила линейный характер в исследуемом диапазоне доз. Отжиг сигналов ЭПР и ТЛ происходил в одном и том же температурном диапазоне 160—240 °С. Корреляция дозовых зависимостей нормированных интенсивностей сигналов ЭПР и ТЛ, сходство их температурных интервалов отжига интенсивностей свидетельствовали о том, что ЭПР- и ТЛ-свойства ПТФЭ-детекторов связаны с изменениями зарядовых состояний одних и тех центров.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. Н. Вазирова

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

Автор, ответственный за переписку.
Email: e.n.agdantseva@urfu.ru
Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

М. Ю. Артемов

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

Email: mikhail.artyomov@urfu.ru
Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

И. И. Мильман

Институт физики металлов УрО РАН

Email: milman@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

А. И. Сюрдо

Институт физики металлов УрО РАН

Email: surdo@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

Р. М. Абашев

Институт физики металлов УрО РАН

Email: abashevrm@imp.uran.ru
Россия, 620108, Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

Список литературы

  1. Степаненко В.Ф., Бирюков В.А., Каприн А.Д., Галкин В.Н., Иванов С.А., Карякин О.Б., Мардынский Ю.С., Гулидов И.А., Колыженков Т.В., Иванников А.И., Борышева Н.Б., Скворцов В.Г., Ахмедова У.А., Богачева В.В., Петухов А.Д., Яськова Е.К., Хайлов А.М., Лепилина О.Г., Санин Д.Б., Коротков В.А., Обухов А.А., Анохин Ю.Н. Внутриполостная автономная «ин виво» дозиметрия при высокомощной брахитерапии рака предстательной железы с применением Ir-192: разработка технологии и первые результаты // Радиация и риск. 2017. Т. 26. № 2. С. 72—82.
  2. Kortov V.S., Milman I.I., Monakhov A.V., Slesarev A.I. Combined TSL-ESR MgO detectors for ionizing and UV radiations // Radiation Protection Dosimetry. 1993. V. 47. Is. 1-4. P. 273—276.
  3. Kortov V.S., Milman I.I., Slesarev A.I., Kijko V.S. New BeO Ceramics for TL ESR Dosimetry // Radiation Protection Dosimetry. 1993. V. 47. Is. 1-4. P. 267—270.
  4. Yukihara E.G., Bos A.J.J., Bilski P., McKeever S.W.S. The quest for new thermoluminescence and optically stimulated luminescence materials: Needs, strategies and pitfalls // Radiation Measurements. 2022. V. 158. No. 106846. P. 1—19.
  5. D’Amorim R.A.P.O., Teixeira M.I., Caldas L.V.E., Souza S.O. Physical, morphological and dosimetric characterization of the Teflon agglutinator to thermoluminescent dosimetry // Journal of Luminescence. 2013. V. 136. P. 186—190.
  6. Milman I.I., Surdo A.I., Abashev R.M., Tsmokalyuk A.N., Berdenev N.E., Agdantseva E.N., Popova M.A. Polytetrafluorethylene in High-Dose EPR Dosimetry for Monitoring Radiation Technologies // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2019. V. 55. P. 868—874.
  7. Rokeakh A. I., Artyomov M. Yu. Continuous wave desktop coherent superheterodyne X-band EPR spectrometer // Journal of Magnetic Resonance. 2022. V. 338. No. 107206. P. 1—18.
  8. Pagonis V., Kitis G., Furetta C. Numerical and practical exercises in thermoluminescence. New York: Springer, 2006. 210 p.
  9. Karakirova Y. Application of Amino Acids for High-Dosage Measurements with Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy // Molecules. 2023. V. 28. I. 4. No. 1745. P. 1—13.
  10. Chen R., McKeever S.W.S. Theory of Thermoluminescence and Related Phenomena. Singapore: World Scientific, 1997. 586 p.
  11. Yukihara E.G., McKeever S.W.S., Andersen C.E., Bos A.J.J., Bailiff I.K., Yoshimura E.M., Sawakuchi G.O., Bossin L., Christensen J.B. Luminescence dosimetry // Nature Reviews Methods Primers. 2022. V. 2. Is. 1. P. 1—21.
  12. Demol G., Paulmier T., Payan D. Characterization of Charge Traps Properties in Space Used Fluoropolymers Through Thermo-Stimulated Electrical Methods // IEEE Transaction on Plasma Science. 2023. V. 51. Is. 9. P. 2530—2537.
  13. Патент № 2816340 Российская Федерация. Способ дозиметрии фотонных и корпускулярных ионизирующих излучений: № 2023129161. Заявл. 10.11.2023: опубл. 28.03.2024 / Вазирова Е.Н., Мильман И.И., Сюрдо А.И., Абашев Р.М.; заявитель ИФМ УрО РАН.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. ЭПР-спектры детекторов на основе ПТФЭ, облученных 10 МэВ электронным пучком дозами 10, 20, 30, 40 и 50 кГр.

Скачать (129KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дозовые зависимости амплитуд сигналов ЭПР для ПТФЭ-детекторов (1) и стандартных аланиновых ЭПР- детекторов (2), облученных электронным пучком в диапазоне доз 10—50 кГр.

Скачать (68KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Кривые термовысвечивания детекторов на основе ПТФЭ, облученных 10 МэВ электронным пучком дозами 10, 20, 30, 40 и 50 кГр.

Скачать (80KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектральный состав ТЛ образцов детекторов на основе ПТФЭ, облученных электронным пучком дозой 50 кГр.

Скачать (59KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Дозовая зависимость ТЛ ПТФЭ-детекторов, облученных 10 МэВ электронным пучком дозами 10, 20, 30, 40 и 50 кГр.

Скачать (46KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость интенсивности ТЛ ПТФЭ-детектора, предварительно облученного 10 МэВ электронным пучком дозой 50 кГр, от температуры.

Скачать (53KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость отжига величины сигнала ЭПР ПТФЭ-детектора, предварительно облученного 10 МэВ электронным пучком дозой 50 кГр, от температуры.

Скачать (53KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Дозовые зависимости нормированных интенсивностей сигналов ЭПР (1) и ТЛ (2), измеренные при облучении ПТФЭ-детекторов 10 МэВ элетронным пучком в диапазоне доз 10—50 к Гр.

Скачать (69KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025