DE1298205B

DE1298205B - Dosimeter for measuring radiation doses with a measuring element made of glass that changes color when exposed to radiation

Info

Publication number: DE1298205B
Application number: DE1965S0098392
Authority: DE
Inventors: Fischer Rudolf
Original assignee: SAALE GLAS GmbH
Current assignee: SAALE GLAS GmbH
Priority date: 1965-07-23
Filing date: 1965-07-23
Publication date: 1969-06-26

Description

Die Erfindung betrifft ein Dosimeter zum Messen von Strahlungsdosen im Bereich von etwa 103 r bis 5 105 r. The invention relates to a dosimeter for measuring radiation doses in the range of about 103 r to 5 105 r.

Es ist bereits bekannt, unter dem Einfluß von Gamma- oder Röntgenstrahlung hervorgerufene Veränderungen von Festkörpern als Maß für die zur Wirkung gelangte Dosis auszuwerten. Namentlich Gläser, die ihre Farbe oder Farbintensität infolge der ionisierenden Wirkung der Gamma- oder Röntgenstrahlung ändern, sind für Dosismessungen geeignet. It is already known under the influence of gamma or X-rays caused changes in solids as a measure of the effect Evaluate dose. Namely glasses that change their color or color intensity as a result The ionizing effects of gamma or X-ray radiation are essential for dose measurements suitable.

Sofern die Farbänderungen hinreichend stabil sind, können solche Gläser als integrierende Dosimeter verwendet werden. So ist z. B. ein bleifreies Glas mit einem Zusatz von 0,1 bis 0,8 0/o Manganoxyd und 1 bis 501, Antimonoxyd bekannt, welches dazu bestimmt ist, eine bei der Sterilisierung von Fleisch oder Nahrungsmitteln durch Röntgenstrahlen aufgenommene bakterizide Strahlung anzuzeigen. Es ist also nur zum Nachweis verhältnismäßig hoher Strahlendosen geeignet, die eine Purpurfärbung des Glases hervorrufen.If the color changes are sufficiently stable, such glasses can can be used as an integrating dosimeter. So is z. B. a lead-free glass with an addition of 0.1 to 0.8% manganese oxide and 1 to 501 antimony oxide is known, which is intended for the sterilization of meat or food display bactericidal radiation captured by X-rays. So it is only suitable for the detection of relatively high doses of radiation that have a purple color of the glass.

Dieses Glas ist jedoch nicht zur Anzeige oder Messung geringerer Strahlendosen zu verwenden.However, this glass is not intended to display or measure lower radiation doses to use.

Ferner sind Dosimetergläser verschiedener Zusammensetzung bekannt, die für die Messung von Strahlungsdosen im Bereich von etwa 103 bis 106 r verwendet werden können. Dosimeter glasses of various compositions are also known, used for the measurement of radiation doses in the range of about 103 to 106 r can be.

Auch die Verwendung von Cr2Os als färbender Bestandteil von Dosimetergläsern ist bereits bekannt, unter anderem bei einem Glas, das SiO2, Na2O, CaO und Mgo enthält. Also the use of Cr2Os as a coloring component of dosimeter glasses is already known, including a glass that contains SiO2, Na2O, CaO and Mgo.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Messung von Strahlendosen von 103 bis 5 105 r geeignetes Dosimeter zu entwickeln, das die Möglichkeit bietet, Strahlendosen des genannten Bereiches durch Farbvergleich mit einer Ablesegenauigkeit von besser als I10 0/o zu bestimmen. The invention is based on the object of a for the measurement of Radiation doses from 103 to 5 105 r to develop a suitable dosimeter that gives the possibility offers, radiation doses of the range mentioned by color comparison with a reading accuracy of better than I10 0 / o.

Diese Aufgabe wird bei einem Dosimeter zum Messen von Strahlungsdosen im Bereich von etwa 103 bis 5 105r mit einem strahlungsempfindlichen Element aus einem Glas, dessen Färbung sich unter dem Einfluß von Gamma- oder Röntgenstrahlung ändert, und das SiO2, Na2O, CaO, MgO und als färbenden Zusatz Cr2O3 enthält, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Grundglas im wesentlichen aus 65 Gewichtsprozent SiO2 6 Gewichtsprozent B,O3 19 Gewichtsprozent Na2O 9 Gewichtsprozent CaO und 1 Gewichtsprozent MgO zusammengesetzt ist und einen Zusatz von 0,7 Gewichtsprozent Cr2O3 enthält. This task is performed with a dosimeter for measuring radiation doses in the range from about 103 to 5 105r with a radiation-sensitive element a glass whose color changes under the influence of gamma or X-rays changes, and contains SiO2, Na2O, CaO, MgO and, as a coloring additive, Cr2O3, according to the invention achieved in that the base glass consists essentially of 65 percent by weight SiO2 6 percent by weight B, O3 19 percent by weight Na2O 9 percent by weight CaO and 1 Weight percent MgO is composed and an addition of 0.7 weight percent Contains Cr2O3.

Der technische Vorteil eines derartigen Glases gegenüber den bekannten Dosimetergläsern besteht darin, daß bei der erfindungsgemäßen Glaszusammensetzung die durch die Bestrahlung hervorgerufene Verfärbung des Glases äußerst konstant und stabil ist. Im Gegensatz dazu treten bei den bekannten Glaszusammensetzungen Fading-Erscheinigungen auf, die eine erhebliche Änderung der Lichtdurchlässigkeit des bestrahlten Glases in Abhängigkeit von der Zeit hervorrufen. The technical advantage of such a glass over the known Dosimeter glasses is that in the glass composition according to the invention the discoloration of the glass caused by the irradiation is extremely constant and is stable. This is in contrast to the known glass compositions Fading phenomena result in a significant change in light transmission of the irradiated glass as a function of time.

Das Glas gemäß der Erfindung ist ein Grünglas, welches ein Lichtdurchlässigkeitsmaximum bei 550 nm besitzt. Dieses Glas verändert unter dem Einfluß der Strahlung seine Farbe insofern, als das Maximum ge- schwächt wird, d. h., das Glas erscheint in Abhängigkeit von der eingestrahlten Dosis zunächst zunehmend dunkler, bis schließlich die Rotkomponente dominiert. The glass according to the invention is a green glass which has a maximum light transmission at 550 nm. This glass changes its shape under the influence of radiation Color insofar as the maximum is weakened, d. i.e., the glass appears in dependence initially increasingly darker from the irradiated dose, until finally the red component dominates.

Dieses Glas ist geeignet, Dosen von 103 bis 5 106 r zu registrieren, wenn man es nach der Bestrahlung fotometrisch auswertet und die durch die Bestrahlung hervorgerufene Abnahme der Lichtdurchläßigkeit des Glases der zur Wirkung gelangten Dosis proportional setzt. This glass is suitable for registering doses from 103 to 5 106 r, if one evaluates it photometrically after the irradiation and that through the irradiation Caused decrease in the light transmission of the glass which came into effect Dose proportionally.

Die zu erzielende Meßgenauigkeit liegt bei i5°/0, wenn eine Strahlenquelle zur Eichung zur Verfügung steht, deren Intensität hinreichend genau bekannt ist. The measurement accuracy to be achieved is 15 ° / 0 if a radiation source is available for calibration, the intensity of which is known with sufficient accuracy.

Die nach der Bestrahlung eingetretenen Verfärbungen des Glases sind visuell gut zu beobachten. Dabei können Farbunterschiede, die einer Änderung der Strahlungsdosis um 100/o im Bereich 104 bis 106 r entsprechen, gut aufgelöst werden. The discoloration of the glass that has occurred after irradiation is easy to observe visually. There may be color differences that result in a change in the A radiation dose of around 100 / o in the range 104 to 106 r can be resolved well.

Es ist daher mit einem Dosimeter gemäß der Erfindung möglich, Dosen durch Farbvergleiche im genannten Bereich mit einer Ablesegenauigkeit von besser als +10 01, zu bestimmen. It is therefore possible with a dosimeter according to the invention to measure doses through color comparisons in the mentioned area with a reading accuracy of better as +10 01.

Das erfindungsgemäße Glasdosimeter kann in bekannter Weise so ausgebildet werden, daß es aus einem Meßplättchen und einer Anzahl von Vergleichsplättchen des betreffenden Glases besteht, von denen die Vergleichsplättchen mit verschiedenen bekannten Strahlendosen des Meßbereiches bestrahlt sind, so daß die Messung einer unbekannten Strahlendosis durch Farbvergleich des damit bestrahlten Meßplättchens mit den Vergleichsplättchen erfolgen kann. The glass dosimeter according to the invention can be designed in a known manner be that it consists of a measuring plate and a number of comparison plates of the concerned glass, of which the comparison platelets with different known radiation doses of the measuring area are irradiated, so that the measurement of a unknown radiation dose by comparing the color of the measuring plate irradiated with it can be done with the comparison platelets.

Die Auswertung kann damit beispielsweise wie folgt durchgeführt werden: 10 Glasplättchen in der Größe von 20 20. 4 mm werden mit Dosen von 1. 10, 2 104, 3 104 bis 105 r bestrahlt und in entsprechender Reihenfolge auf eine Mattscheibe gelegt. The evaluation can be carried out as follows, for example: 10 glass plates in the size of 20, 20, 4 mm are used with doses of 1, 10, 2, 104, 3 104 to 105 r irradiated and in the corresponding order on a ground glass placed.

Ein mit einer unbekannten Dosis bestrahltes Plättchen der gleichen Größe wird so lange längs der mit bekannten Dosen bestrahlten Plättchen verschoben, bis man Farbgleichheit erkennt. Die Dosis kann dann unmittelbar entnommen werden. A platelet of the same irradiated with an unknown dose Size is shifted along the platelets irradiated with known doses as long as until you can see the same color. The dose can then be withdrawn immediately.

Die durch die Bestrahlung eingetretene Verfärbung ist äußerst konstantund stabil. Soistz. B. nach 1 Monat nur eine Änderung der Lichtdurchläßigkeit des Dosimeterglases von etwa 10/0 zu verzeichnen. Damit ist es möglich, protrahierte Dosen zu integrieren. The discoloration caused by the irradiation is extremely constant and stable. Soistz. B. after 1 month only a change in the transparency of the dosimeter glass of about 10/0. This makes it possible to integrate protracted doses.

Eine Abhängigkeit der Verfärbung des Glases von der Dosisleistung ist nicht feststellbar. A dependence of the discoloration of the glass on the dose rate is not detectable.

Claims

Claim: Dosimeter for measuring radiation doses in the area from about 109 to 5 106r with a radiation-sensitive element made of a glass, whose color changes under the influence of gamma or X-rays and which contains SiO2, Na2O, CaO, MgO and, as a coloring additive, Cr2O3, marked thereby e t that the base glass consists essentially of 65 percent by weight SiO2 6 percent by weight B203 19 weight percent Na2O composed of 9 weight percent CaO and 1 weight percent MgO and contains an addition of 0.7 percent by weight Cr2O3.