Published 1978 | Version v1
Journal article

High-level photon dosimetry with thermoluminescent materials

Creators

  • 1. Commission of the European Communities, Ispra (Italy). Joint Research Centre

Description

For very high dose levels in the 104 to 108 rad range, for example in chemistry and technology, food-processing, radiation sterilization, material testing etc., chemical dose measuring techniques, such as the Fricke-system, the ceric-sulfate-system, the ferric-cupric-system, the oxalic-system or organic dyes in the form of liquid solutions are being used with success beside calorimetric methods. Those techniques require much effort and also much attention for obtaining good results and are too expensive for routine measurements, where hundreds or even thousands of single measurements have to be performed. A less expensive method may be found in the application of the thermally stimulated emission of luminescence light (thermoluminescence, TL) of certain materials (phosphors) after exposure to radiation or in related phenomena. Various phosphors were investigated for this purpose in the past, like CaF2:Mn, LiF:Mg, Ti and Li2B4O7:Mn, all materials with dynamic ranges extending to a dose of about 105 rad. These materials are described in this paper with respect to their applicability for high dose measurements as well as phosphors like metaphosphate glass, BeO, Al2O3, CaSO4:Dy, CaSO4:Tm. The result of the survey is, that, if price is the governing factor, it seems that for many applications Li2B4O7:Mn is the phosphor of choice, which, if home-produced, can be used as a throwaway material. (orig.)

Abstract (German)

Zur Messung sehr hoher Strahlendosen im Bereich von 104 bis 108 rd, wie sie z.B. in der Chemie und Technologie, Nahrungsmittelbestrahlung, Strahlensterilisierung, Materialpruefung etc. angewandt werden, finden mit Erfolg chemische Dosimetersysteme, wie das Eisensulfat- oder Frickedosimeter, das Eisensulfat/Kupfersulfat-Dosimeter, das Cersulfatdosimeter, organische Farbstoffdosimeter in fluessiger Form, Oxalsaeuredosimeter bzw. kalorimetrische Methoden Verwendung. Diese Techniken sind relativ aufwendig und beduerfen grosser Sorgfalt, um gute Resultate zu erhalten. Auch sind sie sehr teuer fuer den Routineeinsatz, wo es darum geht, Hunderte oder gar Tausende von Einzelmessungen durchzufuehren. Eine weniger teure Dosismessmethode beruht auf der thermisch stimulierten Emission von Lumineszenz (Thermolumineszenz) aus bestimmten Festkoerpern (Phosphoren) nach Bestrahlung oder auf damit zusammenhaengenden Phaenomenen. Verschiedene Phosphore wurden in der Vergangenheit auf ihre Verwendbarkeit zur Messung hoher Photonendosen hin untersucht, wie z.B. CaF2:Mn, LiF:Mg, Ti und Li2B4O7:Mn, alles Materialien mit dynamischen Messbereichen, die bis zu Dosen von 105 rd hinaufreichen. In dieser Arbeit werden sie erneut beschrieben, ebenso Phosphore wie Metaphosphatglas, BeO, Al2O3, CaSo4:Dy und CaSo4:Tm. Das Ergebnis der Untersuchung zeigt, dass, wenn die finanzielle Seite der ausschlaggebende Faktor fuer die Verwendung eines Phosphors fuer Hochdosismessungen ist, sich fuer viele Anwendungen als das geeignetste Material Li2B4O7:Mn anbietet, das, vom Benuetzer selbst hergestellt, zur Konfektionierung von Einwegdosimetern dienen kann. (orig.)

Additional details

Publishing Information

Journal Title
Atomkernenergie
Journal Volume
31
Journal Issue
4
Series
Atomkernenergie.
Journal Page Range
209-216

Optional Information

Notes
15 figs.; 1 tab.; 25 refs.