Фотографический и химические методы дозиметрии. ЭПР-дозиметрия. Калориметрический метод

чрезмерно частых измерениях эти погрешности складываются, поэтому ношение пленок должно быть достаточно длительным (несколько недель). В оптимальных условиях погрешность определения воздушной кермы фотометодом составляет ±30%.

Химический метод дозиметрии основан на измерении числа молекул или ионов, образовавшихся или претерпевших изменение при поглощении веществом излучения. Число образовавшихся молекул или ионов, т.е. радиационно-химический выход, пропорционально поглощенной дозе излучения:

где D – доза излучения; k – коэффициент пропорциональности; С – концентрация продукта; G – выход одного из продуктов радиационно-химической реакции, ρ – плотность вещества, подвергшегося облучению.

Многие химические дозиметры представляют собой водные растворы некоторых веществ.

Широкую область применения имеет ферросульфатный дозиметр, представляющий собой насыщенный воздухом раствор соли FeSO₄ в разбавленной серной кислоте. В растворе в результате электролитической диссоциации присутствуют ионы двухвалентного железа Fe²⁺. Под действием излучения происходит радиолиз воды с образованием свободных радикалов H, OH и окислителей, которые окисляют Fe(II) до Fe(III) по реакциям:

Появление Fe³⁺ изменяет оптическую плотность раствора, которая измеряется спектрофотометром.

Стандартный ферросульфатный дозиметр приготовляют: 2 г FeSO₄·7H₂O или 2,8 г (NH₄)₂[Fe(SO₄)₂] ·6H₂O, 0,3 г NaCl и 110 см³ концентрированной (95-98%-ной) H₂SO₄ растворяют в 5 л дистиллированной воды. Для составления раствора должны применяться химически чистые соли и кислота. Если раствор несколько часов находится в контакте с воздухом при комнатной температуре, то никаких дополнительных операций по его насыщению воздухом не требуется. Облучение раствора должно производиться в сосудах из кварца, из химически устойчивых сортов стекла или тефлона. Применение сосудов из других материалов обычно приводит к завышенным и недостаточно воспроизводимым результатам. Поскольку основным компонентном ферросульфатного дозиметра является вода и ее эффективный атомный номер близок к атомному номеру ткани, дозиметр практически не имеет хода с жесткостью для γ-излучения в диапазоне энергий 100 кэВ – 2 МэВ. Диапазон измерения дозы 20–400 Гр (верхний предел мощности дозы 10³ Гр/с) определяется с погрешностью (0,5-1%).

Известно значительное число различных веществ, изменяющих свою окраску в результате окислительных или восстановительных реакций. Например, водный раствор метиленового голубого обесцвечивается под действием как окислительных продуктов разложения воды (радикалы OH•), так и восстановительных продуктов (радикал H•). Изменение окраски метиленового голубого пропорционально поглощенной в растворе энергии, и это позволяет использовать его для дозиметрических целей.

            Если краситель растворить в горячей воде и добавить в него около 10% желатина, то после охлаждения получится гель – студенистое вещество, сохраняющее свою форму. Под действием ионизирующего излучения в таком растворе идет восстановительная реакция, приводящая к изменению окраски. Изменение плотности окраски к каждом элементе объема внутри геля