CC BY
9
FEATURES OF APPLICATION OF DIGITAL PHOSPHORIC PLATES FOR STUDY-ING OF HOT PARTICLES BY RADIOGRAPHIC METHOD
Demchuk V.V., Martynyuk О^., Troyan L.V., Fedorenko О^.
ОСОБЛИВОСТ1 ЗАСТОСУВАННЯ ЦИФРОВИХ Ф0СФ0РНИХ ПЛАСТИН ДЛЯ ДОСЛ1ДЖЕННЯ ГАРЯЧИХ ЧАСТИНОК РАД1ОГРАФ1ЧНИМ МЕТОДОМ
ДЕМЧУК В.В., МАРТИНЮК О.В., ТРОЯН Л.В., ФЕДОРЕНКО О.В.,
ДУ "1нститут гiгieни та медичноТ екологií iM. О.М. Марзеева АМН УкраТни", м. КиТв
УДК 539.1.074: 614.876
обота пщприемств ядерно-енергетичного комплексу по-в'язана з одержанням, вико-ристанням i переробкою велико! юлькост радiоактивних ре-човин з високою питомою ак-тивнiстю. Причому у багатьох технолопчних процесах, що використовуються, iснуе по-тенцiйна можливiсть виникнен-ня так званих "гарячих частинок" — радiоактивних частинок малих розмiрiв (0,1-200 мкм) з високою активнютю [1].
Не дивлячись на велику к!пь-кiсть "технолопчних бар'ерiв", що створюються при сучасно-му рiвнi технологiй, на жаль, неможливо досягти абсолютно! герметизацií радюактив-них зон i повнiстю виключити ймовiрнiсть потрапляння ра-дiоактивних речовин у навко-лишне середовище, зокрема у виглядi гарячих частинок. Внаслщок малих розмiрiв iмо-вiрнiсть потрапляння частинок до оргашзму людини i виник-нення бiологiчноí небезпеки е досить високою [2]. Тому ра-
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИФРОВЫХ Ф0СФ0РНЫХ ПЛАСТИН ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРЯЧИХ ЧАСТИЦ РАДИОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Демчук В.В., Мартынюк О.В., Троян Л.В., Федоренко О.В.
Обсуждается возможность применения цифровой радиографии с использованием фосфорных пластин для измерения дисперсного распределения радиоактивных (горячих) частиц. Сравниваются характеристики регистрации на рентгеновской пленке и фосфорных пластинах (динамический диапазон, чувствительность, разрешающая способность).
На основании анализа материалов делаются выводы о возможности апробации фосфорной технологии для количественного определения дисперсного состава горячих частиц. Допускается, что высокая чувствительность фосфорных пластин позволит сократить время экспозиции, а их большой динамический диапазон позволит исследовать пробы разных активностей. Оговаривается, что для обеспечения работ необходима разработка методик подготовки образцов, калибровки и выполнения измерений, а также разработка специализированного программного обеспечения.
Ключевые слова: радиография, цифровая радиография, радиоактивные частици, горячие частицы, фосфорные пластины, рентгеновская пленка, фторбромйодид бария.
дiацiйний контроль зовшш-нього середовища на пщпри-емствах атомно! енергетики, який здмснюеться за середш-ми показниками вмюту радю-активних речовин у пробах, не можна вважати достатшм. Для забезпечення захисту насе-лення i персоналу пщприемств необхщно знати дже-рела i мехашзми виникнення радюактивних частинок, мюця !хньо! концентраций а також радюнуклщний, дисперсний та iзотопний склад.
Актуальнють дослщження гарячих частинок та визначен-ня !хшх характеристик особливо яскраво висв™илася пщ час лквщацп наошдюв аварп на Чорнобильськм АЕС, ос-кшьки радiоактивнi речовини, що потрапили у довюлля, пе-ребували здебiльшого саме у виглядi гарячих частинок (дис-пергованого ядерного палива) — до 90%,
Для виявлення гарячих ча-стинок i визначення !хшх характеристик (розмiрiв, активности спочатку застосовува-лися методи, як використову-ють газорозряднi лiчильники або сцинтиляцмш детектори з електронно-оптичними пере-творювачами. Однак швидко з'ясувалося, що вони дозволя-ють працювати з частинками вiдносно велико! питомо! ак-тивностi (декiлька десятюв Бк) та в обмеженому дiапазонi розмiрiв — понад 15-20 мкм. Спроби седиментацмного роздiлу (центрифугування у важких рщинах та роздiлення за фракщями на ядерних фiльтрах) також не забезпечу-вали прийнятно! похибки (мен-ше 50%).
Найбшьш придатним для визначення параметрiв дисперсного розподiлу гарячих ча-стинок у зразках навколишньо-го середовища у дiапазонi роз-мiрiв вiд 0,1 мкм до 200 мкм ви-явився метод контактно! радю-
13*Е^
графií, який з 1960-х рокiв ви-користовувався для досли дження радiоактивних випадiнь пiсля проведення ядерних ви-пробувань [3].
Метод контактно'!' радюграфп з використанням рентгешвсько'Г плiвки
В основi методу контактно( радiографií лежить вiдоме яви-ще утворення"прихованого зображення" у фотоматерiалi [4, 5]. Для створення радюграми проба, що вивчаеться, кон-тактуе з фоточутливим шаром рентгешвсько[ плiвки i експо-нуеться протягом заданого часу. Мехашзм утворення "прихованого зображення" пiд дiею ядерного випромiнення може бути виражений схемою: АдВг+Е^Ад+Вг, де Е— пор^я енергií, що пере-даеться кристалу галогенща срiбла. Пiсля проявлення фо-томатерiалу у мiсцях контакту з радюактивними частинками спостерiгаються плями почор-нiння (рис. 1).
Слiд зазначити, що у-кванти взаемодiють тiльки з окреми-ми кристалами, не утворюючи трекiв у фотоемульсií. Тому
Рисунок 1
Радiографiчне зображення проби Грунту (у нижнiй
частинi малюнка — лшшка калiбрувальних зразкiв
чорнобильського походження з вiдомою активнютю)
ефективнiсть фотографiчноí дм у-кван^в високих енергiй мала i для енергiй >50 кеВ стано-вить 0,1-1,0% ефективностi дií Р-частинок. а-частинки утво-рюють треки у фотоемульсп. Проте внаслiдок прямолшмно-ст траекторií руху, малоí вели-чини (хнього пробiгу у речовинi i малоí питомоí а-активностi проб (приблизно у 100 разiв меншоí, шж у- або р-актив-нiсть) фотографiчна дiя а-ча-стинок також незначна. р-ча-стинки за рахунок багаторазо-вого розсiювання проходять у фотоемульсп значну вщстань i передають енерпю великiй кiлькостi кристалiв галогенiда срiбла. Тому "приховане зображення" формуеться пере-важно р-частинками.
Оскiльки дiаметри плям залежать вiд енергií частинок, |'хньо'[ активностi, часу експо-зицп, а також низки iнших чин-никiв (геометрií вимiрювань, типу вживано!' плiвки, умов íí обробки тощо), то пiсля вщпо-вiдних процедур калiбрування з радiограм можна отримати шформацю про розмiри i ак-тивнiсть частинок [6].
Не дивлячись на те, що метод контактно( радюграфп найприйнятнiший для вивчен-ня дисперсного складу гаря-чих частинок, застосування рентгешвсько[ плiвки створюе певнi практичнi незручностк По-перше, для проб, що ма-ють малу активнiсть, час ек-спозицií може сягати 10-15 дiб. Внаслiдок тривалих ек-спозицiй втрачаеться опера-тивнiсть методу. По-друге, повторюванють результатiв дуже залежить вiд режиму проявлення плiвки (темпера-тури, часу). ^м того, резуль-тати залежать вщ таких погано контрольованих чинниюв, як тривалiсть зберiгання про-явника i ступiнь його висна-ження за рахунок багаторазо-вих застосувань. До всього ви зуальний перегляд радюграм i визначення розмiрiв плям за допомогою мiкроскопа е три-валим i трудомiстким проце-сом.
Якщо останню проблему можна усунути, застосувавши засоби обчислювальноí техш-ки (за допомогою сканера створюеться цифрова котя радюграми i потiм обро-бляеться за спе^альною про-грамою у комп'ютерi [6, 7]), то першi двi проблеми можна
розв язати лише за рахунок альтернативно[технологи рее-страцií рентгенiвського зображення.
Цифрова радiографiя з використанням
фосфорних пластин
Нинi у медицинi [8, 9] i про-мисловостi [10, 11] як альтер-нативний споаб реестрацп рентгенiвського випромшю-вання у дiапазонi енергiй 30100 кеВ широко використову-еться технологiя цифрово( ра-дiографií iз застосуванням фосфорних пластин. Ця техно-логiя базуеться на досягненнях таких галузей сучасно( науки, як цшеспрямоване створення матерiалiв iз заданими власти-востями, фiзика лазерiв, рее-страцiя i обробка сигналiв за допомогою комп'ютерiв.
Основою фосфорних пластин е фторбромйодид барю, активований двовалентним евротем: (ВаРВг)/1:Еи2+. Це поеднання е кристалофосфо-ром i мае здатнiсть "за-пам'ятовувати" результат дм радiоактивного випромшю-вання у виглядi "прихованого зображення".
Введення добавок европю у фторбромйодид барiю спри-чиняе утворення точкових де-фектiв кристала (вакансш). Пiд дiею ядерного опромшен-ня у речовинi у надлишку гене-руються вiльнi електрони [12], яю утворюють стiйку зв'язану систему електрон-ваканая. Ця система мае характерний спектр поглинання в оптично-му дiапазонi, що визначае за-барвлення кристалiв. Тому и називають центром забар-влення [5, 13]. Причому кшь-кiсть центрiв забарвлення, що утворюються, виявляеться пропорцшною iнтенсивностi ядерного опромшення у широкому дiапазонi енерпй. Пи сля опромiнювання центри забарвлення здатш iснувати тривалий час, забез-печуючи збереження "прихованого зображення" протягом прийнят-ного для практично( мети часу (декшька годин).
Для зчитування "прихованого зображення" використову-еться характерна для фтор-бромйодиду барю власти-вють фотостимульованоí лю-мiнесценцií. Як джерело сти-мулюючого монохроматично-го опромiнення використову-еться лазер з довжиною хвилi
FEATURES OF APPLICATION OF DIGITAL PHOSPHORIC PLATES FOR STUDY-ING OF HOT PARTICLES BY RADIOGRAPHIC METHOD Demchuk V.V., Martynyuk О.V., Troyan L.V., Fedorenko О.V.
It is discussed possibility of application of digital radiography using phosphoric plates for studying of disperse distribution of hot particles. Specifications of the registration in X-ray film are compared to those in phosphoric plates (dynamic range, sensitivity, separating power). Conclusions about approval possibility of phosphoric technology for quantitative determination
of the powder of hot particles are drew. It is admitted that fast response of phosphoric plates will allow to cut time of exposure and its wide dynamic range will ensure sample research in wide range of activities. It is emphasized that for work supporting it will be necessary development of the methods of samples preparation, calibration, measuring and development of specialized software.
Keywords: radiography, contact radiography, digital radiography, radioactive particles, hot particles, phosphoric plates, X-ray film, barium fluo-robromiodide.
470-570 нм, а стимульоване випромшювання спостер^а-еться у вузькм смузi синього св™а з довжиною хвилi бли-зько 390-400 нм [14]. 1нтен-сивнють випромшювання е кшькюним мiрилом "прихованого зображення", оскшьки вона напряму залежить вщ концентрацп центрiв забар-влення, яка, у свою чергу, пропорцшна дозi опромшен-ня, отримашй пщ час експону-вання.
Для практичного застосуван-ня надзвичайно важливими е таю властивост фторбромйо-диду барiю:
1. Спектр випромшювання змщений щодо спектру погли-нання, що дозволяе роздтити íх за допомогою оптичного фтьтру;
2. Всi переходи електронiв, яю вiдбуваються у процесi фотостимульованоí люмшес-ценцií, потребують мало часу (~0,8 -10-6 с), що дозволяе зчи-тувати "приховане зображення" з високою швидюстю.
Структура фосфорних пластин i конструкцiя зчитувального пристрою
Фосфорна пластина (рис. 2) е багатошаровою структурою [13, 14]. Основним (робочим) шаром е нанесений на по-лiефiрну основу шар мiкрокри-сталiв люмiнофора. Залежно вiд призначення пластин, фiрми-виробника i рiвня технологи як люмiнофори можуть використовуватися композиций ВаРВг:Еи2+ [14], ВаРВг/1:Еи2+ [15] або BaSrFBr/I:Eu2+ [16].
Полiкарбонатна пiдкладка чорного кольору запобiгае скручуванню пластини, утво-ренню ореолiв пiд час зчиту-вання зображення, а також ми стить речовини, якi зменшують тертя при проходженнi пласти-
Рисунок 2 Багатошарова структура фосфорноУ пластини
31Ш» шипит т:1 №.№(3 шй
{«(ФПИННИЩ) ((I ,(lt-(l ,3 IiTTil)
Jlpci lopi шдкпэдк1 ((ДС им)
Чорна ni дк л зд ка
ни через зчитувальнии при-стрм (сканер).
Негативною властивiстю фторбромйодиду барю е Иого rirpocKoni4HicTb. Тому для за-хисту вiд небажаного зовнш-нього впливу (вологи, вiдбиткiв паль^в тощо) на пластини нанесено захисне покриття з во-логостмкого полiмерного ма-терiалу. Проте це покриття мае дуже малу товщину (5-15 мкм), щоб не спотворювати резуль-тати зчитування зображення за рахунок розсiювання або по-глинання свiтла. Внаслiдок цього пластини мають обмеже-ниИ опiр мехашчшй дií.
Конструкцiя зчитувального пристрою
Для зчитування"прихованого зображення" необхiдно на кож-ну точку експонованоí фосфор-ноí пластини почергово напра-
вити пром1нь монохроматично-го джерела (лазера) i зареес-трувати iнтенсивнiсть стиму-льованого люмшесцентного випромiнювання у цш точцi. Найпоширенiшу конструкцiю зчитуючого пристрою, що реа-лiзуе растровий споаб зчиту-вання зображення, подано на рис. 3 [8].
Промеж лазера за допомогою дзеркала (частково про-зорого) спрямовуеться на ба-гатогранне дзеркало, що обертаеться. При обертанш багатогранного дзеркала вщ-буваеться перюдична змша кутових умов вщдзеркалення, внаслiдок чого напрямок лазерного променя також перю-дично змшюеться. Вщдзерка-лений вщ багатогранного дзеркала промiнь за допомогою цилшдричного дзеркала спрямовуеться перпендикулярно площин пластини. Ос-кшьки оптична довжина шляху вiд лазера до пластини змшюеться у процес сканування (залежить вщ кута), то на шляху променя встановлюеть-ся "f-Q-лшза", що дозволяе збер^ати фокусування "f» при рiзних кутах вiдхилення "Q".
Люмшесцентне випромшю-
Лазер
Рисунок 3
Внутршня побудова зчитувального пристрою
Линза Ципшдричне
I / / [ \\ дзеркало
Багатогранне дэериало
Напрямок
руху лазерного променя
Напрямок руху пластин
15*Е&Н
Таблиця 1
Порiвняння споживацьких властивостей фосфорних пластин i рентгешвсько'Г плiвки
вання захоплюеться на по-верхнi пластини свiтловодом i надходить на фотоелектрон-ний помножувач (ФЕП). Для вщокремлення випромшю-вання стимульовано! люм^ несценцií вщ променя лазера, в^зеркаленого вiд поверхш пластини, перед вхiдним вк-ном ФЕП у синм частинi спектру встановлюеться прозорий фшьтр. Сигнал з виходу ФЕП через пiдсилювач надходить на вхщ аналого-цифрового перетворювача (АЦП), що формуе на виходi числовий код, пропорцшний штенсив-ностi реестрованого випромi-нювання.
Далi числовий код надходить до комп'ютера (на рис. 3 не показаний), де власне i формуеться радiографiчне зо-браження у виглядi впорядко-ваного числового масиву. По-дальшi операцií iз зображен-ням (збереження у виглядi файлу на диску, обробка за спецiальною програмою, в^ зуалiзацiя на екранi дисплея тощо) цiлком визначаються можливостями обчислюваль-но! технiки i програмного за-безпечення.
Фосфорн пластини i рентгенiвська плiвка. Порiвняння технологiй
Завдяки безперервному роз-ширенню сфери застосування цифрово! радiографií тема по-рiвняння переваг i недолiкiв фосфорних пластин i рентге-нiвськоí плiвки присутня у ба-гатьох роботах [8-11]. Спожи-вацькi властивостi, за якими найчастше порiвнюють техно-логií, узагальнено у виглядi та-блицi 1.
По низкою показниюв переваги застосування фосфорно! технологií виявилися такими очевидними, що ниш вона значною мiрою потюнила тра-дицiйне застосування рентге-
Характеристика Фосфорн1 пластини Рентген1вська пл1вка
Обробка зображення та кшькюний анал1з Безпосередне зчитування зображення та його обробка у комп'ютер1 за допомогою спец1ал1зованого програмного забезпечення Потребуе фотометрирування зображення або вводу у комп'ютер з допомогою сканера
Сум1сн1сть Геометричн1 розм1ри фосфорних пластин 1 рентген1вських пл1вок сум1сн1. Для роботи з фосфорними пластинами можна використовувати свинцев1 екрани1касети, призначен1 для рентген1всько! пл1вки
Витрати часу на обробку одного зображення Безпосередне зчитування п1сля завершення експозиц1!. Час зчитування одного зображення вщ 30 с до 5 хв залежно вщ розм1ру пластини, конструкцИ 1 призначення пристрою. Додатков1 витрати часу на стирання зображення перед повторним використанням П1сля експонування потр1бна фотох1м1чна обробка 1 сушшня зн1мк1в. Додатков1 витрати часу на сканування зображення у випадку комп'ютерно! обробки
Кратнють використання Багаторазове використання (понад 10 тисяч раз1в без втрати якостО. Вщсутнють витратних матер1ал1в Одноразове використання. Потр1бн1 витратн1 матер1али (пл1вка, х1м1кати, вода)
Розм1ри обладнання Зчитувальний пристр1й для фосфорних пластин потребуе менше м1сця, н1ж машина для проявлення рентген1всько! пл1вки або обладнання фотолаборатор1!
Осв1тлення робочих прим1щень Необх1дна затемнена юмната, але повне затемнення не потр1бне. Осв1тлення — лампа розжа-рювання мало! потужност1 Необх1дне повне затемнення прим1щення. Осв1тлення — червоний л1хтар неактин1чного св1тла
Збер1гання даних У вигляд1 файл1в на жорсткому диску комп'ютера 1 арх1вних коп1й на лазерних дисках Арх1в рад1ограм (потр1бне додаткове прим1щення)
Застосування сучасних шформацмних технолог1й Просте створення комп'ютерно! мереж1, ведення електронних арх1в1в зображень 1 баз даних Потр1бне попередне перетворення зображення у цифровий код за допомогою сканера
Утил1зац1я вщход1в Для запоб1гання потрапляння у довктля сполук важких метал1в потр1бна спец1альна утил1зац1я пл1вок, пластин 1 х1м1кат1в
Економ1чн1 показники 1нвестиц1! тотожн1 витратам на устаткування фотолабораторп1придбання оптичного сканера. Низька соб1вартють одного зн1мка Пом1рн1 повсякденн1 витрати на матер1али 1 пл1вку, а також на розвиток лаборатори
нiвськоl плiвки у медичнiй рентгешвськм дiагностицi та неруйнуючому контролi у про-мисловостi.
У разi кшькюних вимiрювань (дозиметрiя, визначення ак-тивност та розмiрiв частинок) вимоги до деяких показникiв технологií отримання радю-графiчного зображення вия-вляються бшьш жорсткими, нiж для вiзуального контролю. Тому слщ детально розгляну-ти особливосл фосфорно! технологií, якi можуть вплива-
ти на результати кшькюних вимiрювань.
Чутливiсть i динамiчний дiапазон
За цими характеристиками фосфoрнi пластини, порiвняно з рентгенiвською плiвкою, най-бiльше виграють.
Для рентгенiвськоí плiвки ли нiйна дiлянка, на яюй оптична густина негативу пропорцiйна дозi опромiнювання, забезпе-чуе змiну ампл^уди сигналу у 100-500 разiв (залежно вщ ти-
пу плiвки). Для малих i великих доз опромiнювання змЫа оп-тично! густини мае нелшмний характер. На противагу цьому фосфoрнi пластини забезпечу-ють лшмнють змiни амплiтуди сигналу бiльш шж на 6 порядкiв у дуже широкому дiапазонi експозицiй. Завдяки цьому можливе отримання якiсного зображення нав^ь у випадках, коли через неадекватнють доз (надмiрну або недостатню екс-позицiю) потрiбна повторна зйомка об'екту на рентгешв-ськiй плiвцi.
^м того, мiнiмальна доза, що викликае появу сигналу, для фосфорних пластин ютот-но нижча, нiж для рентгешв-сько! плiвки. Тобто чутливють пластин у понад 10 разiв вища, нiж у рентгенiвськоí плiвки.
Цi якостi е безперечними перевагами фосфорно! технологи.
Роздшьна здатнють
i мiнiмальна детектована активнiсть
Питання про роздтьну здат-нiсть безпосередньо пов'язане з мЫмальною детектованою активнютю частинок (МДА), тобто чутливiстю методу. У вщ-повiдностi з результатами ро-боти [18] пiд час вiзуальноí об-робки радiографiчного зобра-ження, отриманого на рентге-швсьюй плiвцi, плямою почор-ншня мiнiмального розмiру вважалася така, що е не мен-шою (30±5) мкм, з оптичною густиною не менше 1,5. Така пляма формуеться у результат поглинання деяко! дози випро-мiнення, залежно! вiд активно-стi джерела випромiнювання i часу експозици. Пiд час експе-риментальних дослщжень було встановлено, що пляма розми ром 30 мкм формуеться радю-активною частинкою, актив-нють яко! визначаеться за умо-ви ~8,7 Бк-год. Тобто м^маль-на активнють частинок, яка визначаеться вiзуальним шляхом, може становити 2,89 Бк протягом 3 годин експозици або 0,03 Бк за час експозици у 336 годин (14 ^б).
Просторова роздшьна здатнють фосфорних пластин визначаеться розмiрами мк-рокристалiв робочого шару пластини. Зменшення пара-метрiв мiкрокристалiв, або, як !х називають, зерен, безумов-но, сприяло б якюшшому опрацьовуванню дрiбних деталей зображення. Однак при
7*
цьому доводиться зважати на сильну залежнють оптичних властивостей фторбромйоди-ду барю вщ розмiру зерен. Як показують дослщження [14] для зерен, менших за 50 мкм, центри забарвлення стають менш стабтьними, процес !х самочинного розпаду приско-рюеться, i кшькють розпадiв, що вiдбуваються безвипроми нювальним шляхом, зростае. Ц чинники обмежують розмiр зерен, за межами якого знижу-еться чутливiсть до ядерного опромшення, скорочуеться час зберiгання "прихованого зображення" i зменшуеться ш-тенсивнють люмiнесцентного випромiнювання. Тому ком-промюним рiшенням, що до-зволяе мати задовшьну про-сторову роздiльну здатнють i уникнути негативного впливу перерахованих вище ефеклв, е використання у робочому шарi пластин зерен розмiром 50-100 мкм.
Не дивлячись на те, що мши мальш розмiри плями на рент-гешвсьюй плiвцi (30 мкм) i зерен фосфорно! пластини (50 мкм) вiзуально майже не роз-рiзняються, оцiнка МДА за умо-ви 8,7 Бк-год навряд чи випра-вдана, осктьки пластини ма-ють бшьшу чутливiсть, нiж рентгенiвська плiвка.
Крiм того, у разi застосування комп'ютерно! обробки ра-дiографiчного зображення МдА виявляеться залежною вщ критерiю iдентифiкацií, який закладено у програму пошуку плям. Якщо за критерм щенти-фiкацií плями взяти почоршння розмiром в 1 пксель, то такий критерiй може виявитися "слабким", оскiльки вiн дозво-ляе щентифкувати локальнi неоднорiдностi зображення розмiром в один-два пiкселi як зображення радюактивних частинок. Якщо ж за крите-рм iдентифiкацií плями брати по-чорнiння розмiром не менше 2х2 пiкселi, то МДА збшьшуеть-ся, але критерiй iдентифiкацií плям виявляеться значно на-дiйнiшим.
Згасання сигналу шсля експонування
З часом центри забарвлення, що утворилися пщ дiею ядерного опромiнення, можуть самочинно розпадатися. Причиною розпаду е тепловi процеси у кристалах люмiнофора. Вiро-гiднiсть процесiв розпаду
залежить вщ температури i збiльшуеться з !! зрстанням. Це явище негативно впливае на збереження "прихованого зображення" тсля експонування, осктьки з часом концентра^я центрiв забарвлення у пластин зменшуеться.
Для практичних потреб по-гiршення якостi "прихованого зображення" за рахунок змен-шення концентраци центрiв забарвлення описують як зга-сання (ослаблення) рiвня сигналу, що вщбуваеться при вщ-строченому зчитуваннi зображення. Залежно вщ типу пластин ослаблення сигналу через двi години тсля експонування може вщбуватися на 3060% при юмнатнм температу-рi [15].
У випадках, коли цифрова радiографiя використовуеться як вiзуальний метод контролю, зменшення рiвня сигналу не мае ютотного значення через дуже широкий дiапазон чутливостi люмiнофора пластин i короткий промiжок часу мiж експонуванням i зчитуван-ням зображення. Проте у разi кiлькiсних вимiрювань (дози-метрiя, визначення дисперсного складу частинок) цей ефект може ютотно вплинути на кiнцевi результати. Так, по-мiтний вплив температурних змш вiдзначено при вивченнi фосфорних пластин у якост дозиметра накопичувального типу [19].
Обговорення i висновки.
Не дивлячись на те, що фос-форна технологiя розгляда-еться, насамперед, як сучасна альтернатива рентгешвськш плiвцi при робот з рентгешв-ськими джерелами, фiзичнi явища, що лежать в основi утворення "прихованого зображення", визначають !! ви-соку чутливiсть до будь-яких джерел радiацií з енерпями вiд 10 МеВ до 15 МеВ. Вже
17*Е&Н
&Г
2 Довк1лля та здоров'я № 2-2008
експериментально доведено доцiльнiсть i ефективнiсть за-стосування фосфорних пластин у дозиметрп [19, 20], електроннiй мiкроскопiï [17] i для реестрацп нейтронного випромiнювання [14]. Причо-му для електронiв високих енергш (ß-частинок), через особливостi ïх взаемодп з ре-човиною, ефективнiсть квантового перетворення може ся-гати 80%.
Сьогодш е всi передумови апробацп фосфoрноï техно-логiï для визначення дисперсного складу гарячих ча-стинок. 6 пщстави вважати, що висока чутливють фосфорних пластин дозволить скоротити час експозицп, а |'хнш великий динамiчний ди апазон забезпечить дослщ-ження проб у широкому д^ апазош активностей.
Вiдсутнiсть потреби у спе-цiально обладнанiй фотолабо-раторiï, вщсутнють витратних матерiалiв, швидка обробка зображень за допомогою об-числювальних засобiв можуть виявитися вагомими аргументами на користь застосування методу для масового оперативного контролю проб. Тим бтьше, що нинi виготовляють-ся портативш вимiрювальнi комплекси промислового при-значення, пристосоваш для мобiльних пересувних лабора-торiй [21].
Цшком очевидно, що для за-безпечення робiт знадобиться розробка методик подготовки проб (фун^в, донних вщкпа-день, аерозолiв), калiбрування i виконання вимiрювань, а також розробка спецiалiзованого програмного забезпечення. Мiнiмальну детектуйовану ак-тивнiсть, вплив на результати вимiрювань змiни температури i згасання сигналу зображення можна визначити лише у результат експериментальних досшджень.
Л1ТЕРАТУРА
1. Salbu B., Lind O.C. Radioactive particles released from various nuclear sources // Radiopro-tection. — Suppl. 1. — 2005. — Vol. 40. — P. 27-32.
2. Булгаков Л.А., Калистрато-ва В.С. Радиоактивное излучение и здоровье. — М.: Ин-форм-Атом, 2003. — 165 с.
3. Радиоактивные выпадения от ядерных взрывов / Под ред. Ю.А. Израэля. — М.: Мир, 1968.
4. Джеймс Т.Х. Теория фотографического процесса. — Л.: Химия, 1980. — 458 с.
5. Поль Р. В. Оптика и атомная физика. — М.: Наука, 1966. — 552 с.
6. Демчук В.В., Деревец В.И., Мартынюк А.В. Измерительно-вычислительный комплекс для радиографических исследований образцов аэрозолей, почв и донных отложений. Между-нар. науч. семинар "Радиоэкология Чернобыльской зоны". Славутич, 18-19 сент. 2002 г.: тез. стендовых докладов. — Славутич, 2002. — С. 15-18.
7. Демчук В.В., Кашпур В.О., Мартинюк О.В. Радюграф^чш методи контролю неоргашзо-ваних викидiв з об'екту "Укрит-тя" // Довктля та здоров'я. — 2006. — № 1 (36). — С. 26-30.
8. Seibert J. Anthony Seibert. Computed Radiography Technology [Електронний ресурс] // Department of Radiology, University of California Davis Medical Center.
— 2004. — 23 р. — Режим доступу: https: //www.medicalphys-ics.org/apps/medicalphysicse-dit/Seibert1.pdf, втьний.
9. Seibert J.A., Boone J.M., Cooper VN. et all. Cassette-based Digital Mammography [Електронний ресурс] // Technology in Cancer Research & Treat-ment. — 2004.
— Vol. 3, № 5. — P. 413-427. — Режим доступу: www.tcrt.org/in-dex.cfm?CFID=87749&CFTO-KEN=79572141&do=downlo-ad&p=12475, втьний.
10. Deprins, E. Computed Radiography in NDT Applications [Електронний ресурс]. — 2004.
— 7 p. — Режим доступу: http://www.ndt.net/article/ wcndt2004/pdf/radiography/ 367_deprins.pdf, втьний.
11. Patel, Ramesh J. Digital Applications of Radiography [Електронний ресурс]. — 2005.
— 6 p. — Режим доступу: http://www.ndt.net/article/ mendt2005/htmltxt/08.php3, втьний.
12. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика: в 2 т. Т. 1. Физика атомного ядра. — М.: Атомиздат, 1974. — 584 с.
13. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела: в 2-х т. Т. 2. — М.: Мир, 1979. — 422 с.
14. Schlapp M. Entwicklung hocheffizienter, y-insensitiver Detektormaterialien und Bildplatten fur Neutronen [Електронний ресурс] // Berichte des Forschungszentrums Julich / Institut fur Festkorperforschung. — 2003.
— 124 s. — ISSN 0944-2952 — Режим доступу: juwel.fz-jue-lich.de:8080/dspace122fzj/bit-stream/2 1 28/1 92/1 /Ju-el_4076_Schlapp.pdf, втьний.
15. Гибкие пластины KODAK INDUSTREX Digital Imaging Plates [Электронный ресурс] // Eastman KODAK Company / Публикация KODAK TI-2632. — 2006. — Сентябрь. — 6 с. — Режим доступа: http://www.kodak.ru/eknec/docu-ments/b9/0900688a805e08b9/RU _ti2632.pdf, свободный.
16. Agfa ADC MD40 Imaging Plate [Електронний ресурс]. — 2 p. — Режим доступу: www.e-radiography.net/cr/agfa_cr_pla-tes.pdf, втьний.
17. DITABIS Imaging Plate Technology for all Applications in Transmission Electron Microscopy [Електронний ресурс]. — Режим доступу: www.dita-bis.de/micron.pdf, втьний.
18. Разработка и внедрение метода макрорадиографии для локализации и идентификации радиоактивных частиц в образцах окружающей среды зоны отчуждения ЧАЭС: отчет по НИР (информационный) / НТЦ "РАДИО-ЗОЛЬ"; рук. В.В. Демчук. — К., 1998. — 34 с. — № госрегистрации 0198U003439.
19. Ohuchi H., Yamadera A.V. Application of an Imaging Plate to Radiation Dоsimetry [Електронний ресурс] // CYRIC Annual Report. — 2001 — P. 165-169. — Режим доступу: www.cyric.toho-ku.ac.jp/english/report/re-po2001/V1Ohuchi.pdf, втьний.
20. Gonzalez A.L., Li H., Mitch M. et all. Energy response of an imaging plate exposed to standard beta sources [Електронний ресурс] // Applied Radiation and Isotopes.
— 2002, Vol. 57. — P. 875-882. — Режим доступу: www.elsevi-er.com/locate/apradiso, втьний.
21. Аппаратно-программный комплекс "CR 35 NDT" [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.unitest-roent-gen.ru, свободный.
