一种测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法技术

本发明专利技术公开了一种测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法，将样品用gamma源辐照特定三个剂量，测试辐照后样品的EPR谱，得到固化体的特征谱，得到不同剂量下固化体的特征谱的特征高度差，使用线性拟合特征高度差与辐照剂量得到二者之间关系式，使用EPR测试未知固化体样品得到特征谱的高度差，将测得高度差代入步骤五得到关系式中可以得到样品的辐照剂量。本发明专利技术通过制样测量可以得到特征谱强度和吸收剂量的函数关系，从而实现对吸收剂量测量；本发明专利技术的玻璃固化体是一种新材料，使用电子顺磁共振的方法可以快速测量玻璃的吸收剂量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料伽马射线吸收剂量测量
，尤其涉及一种测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法。
技术介绍
放射性原子核在发生α衰变、β衰变后产生的新核往往处于高能量级，要向低能级跃迁，辐射出γ光子。原子核衰变和核反应均可产生γ射线。其为波长短于0.2埃的电磁波。γ射线的波长比X射线要短，所以γ射线具有比X射线还要强的穿透能力。伽马射线是频率高于1.5千亿赫兹的电磁波光子。伽马射线不具有电荷及静质量，故具有较α粒子及β粒子弱之电离能力。伽马射线具有极强之穿透能力及带有高能量。伽马射线可被高原子数之原子核吸收，例如铅或乏铀。测量方法γ光子不带电，故不能用磁偏转法测出其能量，但是可以通过NaI或者高纯锗探测其测量其能量。玻璃固化体是未来用于固化高放废物的材料其成分为硅酸盐玻璃。在固化过程中辐照损伤会造成固化体材料性质改变。综上所述，固化体性质改变随着吸收剂量增加而增加，对固化体的吸收剂量进行监控中，现在没有测量固化体吸收剂量的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法，旨在解决目前对固化体的吸收剂量进行监控中，现在还没有测量固化体吸收剂量的方法测的问题。本专利技术是这样实现的，一种测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法，包括：将样品用gamma源辐照后，固化体结构中的价键被打断，产生自由电子或称自由基；在样品加一个磁场，样品中的自由电子在磁场中产生一种与磁场平行和一种与磁场反向的两种取向；并具有两个能级差ΔE＝gβH,其中g是朗得g因子，β是玻尔磁子，H为磁场强度；在外场中，自由电子处于低能级态；当给样品微波激发，并满足hν＝gβH时，其中h是普朗克常数，ν是激发微波的频率，样品中的自由电子发生共振吸收，由低能级跃迁到高能级；此处共振吸收能级差ΔE等于hν微波激发的能量；通过制样测量得到特征谱强度和吸收剂量的函数关系，实现对吸收剂量测量。进一步，该测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法具体包括以下步骤：步骤一，将样品用gamma源辐照特定三个剂量，使剂量仪使用范围足够广；步骤二，通过不断微调外加磁场强度，测量不同磁场强度下的吸收系数，得到固化体的特征谱(EPR谱)；步骤三，通过峰谷处相减的方式得到不同剂量下固化体的特征峰谷高度差ΔI，图谱中的最大处峰谷处的高度差标记为ΔI；步骤四，使用线性拟合EPR的高度差ΔI与辐照剂量D，得到吸收剂量与高度差之间关系式，所述关系式为：ΔI＝11980logD-65871；步骤五，使用EPR测试未知固化体样品得到特征谱的峰高度；步骤六，将测得峰谷高度差ΔI代入步骤五得到关系式中得到样品的辐照剂量。进一步，步骤一种所述的三个剂量为103Gy，104Gy，105Gy三个剂量。进一步，步骤四中相减的方式为：峰处Y轴数值减去谷处Y轴数值。本专利技术提供的测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法，通过制样测量可以得到特征谱强度和吸收剂量的函数关系，从而实现对吸收剂量测量；本专利技术的玻璃固化体是一种新材料，使用电子顺磁共振的方法可以快速测量玻璃的吸收剂量。附图说明图1是本专利技术实施例提供的测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法流程图。图2是本专利技术实施例提供的典型伽马射线辐照后固化体样品的电子顺磁共振谱图；图3是本专利技术实施例提供的固化体特征高度差ΔI与吸收剂量关系拟合曲线图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供的测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法，包括：将样品用gamma源辐照后，固化体结构中的价键被打断，产生自由电子；在样品加一个磁场，样品中的自由电子在磁场中产生一种与磁场平行和一种与磁场反向的两种取向；并具有两个能级差ΔE＝gβH,其中g是朗得g因子，β是玻尔磁子，H为磁场强度；当给样品微波激发满足hν＝gβH时，样品中的自由电子发生共振吸收，由低能级跃迁到高能级；通过制样测量得到特征谱强度和吸收剂量的函数关系，实现对吸收剂量测量。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。如图1所示，本专利技术实施例提供的测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法具体包括以下步骤：S101：将样品用gamma源辐照特定三个剂量，使剂量仪使用范围足够广，所述的三个剂量为103Gy，104Gy，105Gy；S102：通过不断微调外加磁场强度，测量不同磁场强度下的吸收系数，得到固化体的特征谱(EPR谱)；S103：通过峰谷处相减的方式(峰处Y轴数值减去谷处Y轴数值)得到不同剂量下固化体的特征峰高度差ΔI；S104：使用线性拟合EPR的高度差ΔI与辐照剂量D，得到吸收剂量与高度差之间关系式，所述关系式为：ΔI＝11980logD-65871；S105：使用EPR测试未知固化体样品得到特征谱的峰高度；S106：将测得峰谷高度差ΔI代入S104得到关系式中得到样品的辐照剂量。图谱中的最大处峰谷处的高度差标记为ΔI。图2是本专利技术实施例提供的典型伽马射线辐照后固化体样品的电子顺磁共振谱图；图3是本专利技术实施例提供的固化体特征峰谷高度差ΔI与吸收剂量关系拟合曲线图。本专利技术提供的测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法，通过制样测量可以得到特征谱强度和吸收剂量的函数关系，从而实现对吸收剂量测量；本专利技术的玻璃固化体是一种新材料，使用电子顺磁共振的方法可以快速测量玻璃的吸收剂量。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法，其特征在于，所述测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法包括：将样品用gamma源辐照后，固化体结构中的价键被打断，产生自由电子；在样品加一个磁场，样品中的自由电子在磁场中产生一种与磁场平行和一种与磁场反向的两种取向；并具有两个能级差ΔE＝gβH,其中g是朗得g因子，β是玻尔磁子，H为磁场强度；在外场中，自由电子处于低能级态；当给样品微波激发，并满足hν＝gβH时，样品中的自由电子发生共振吸收，由低能级跃迁到高能级，其中h是普朗克常数，ν是激发微波的频率；通过制样测量得到特征谱强度和吸收剂量的函数关系，实现对吸收剂量测量。

【技术特征摘要】
1.一种测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法，其特征在于，所述测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法包括：将样品用gamma源辐照后，固化体结构中的价键被打断，产生自由电子；在样品加一个磁场，样品中的自由电子在磁场中产生一种与磁场平行和一种与磁场反向的两种取向；并具有两个能级差ΔE＝gβH,其中g是朗得g因子，β是玻尔磁子，H为磁场强度；在外场中，自由电子处于低能级态；当给样品微波激发，并满足hν＝gβH时，样品中的自由电子发生共振吸收，由低能级跃迁到高能级，其中h是普朗克常数，ν是激发微波的频率；通过制样测量得到特征谱强度和吸收剂量的函数关系，实现对吸收剂量测量。2.如权利要求1所述的测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法，其特征在于，该测定玻璃固体化伽马射线吸收剂量的方法具体包括以下步骤：步骤一，将样品用gamma源辐照...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭海波，杜鑫，刘枫飞，王铁山，孙梦利，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62