Features of polytetrafluoroethylene application in high-dose dosimetry of accelerated protons by the method of electron paramagnetic resonance

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

EPR — a high-dose dosimetry method for use in monitoring radiation technologies has been tested for a proton beam with an energy of 18 MeV using a domestic brand of polytetrafluoroethylene as a radiation detector and an original EPR spectrometer. It has been shown that the dose range of the EPR signal is limited to 1.5 MGy, after which saturation occurs. Doses exceeding this value can be measured using additional signals in the EPR spectrum. It was found that irradiation of the detectors leads to their gamma radioactivity. The energy of the gamma radiation and the half-life of the source corresponded to the isotope 18F obtained in the nuclear reaction 18O(p, n)18F, which indicated the presence of oxygen in the detector material, which determines their paramagnetic properties

Авторлар туралы

Ekaterina Vazirova

Ural Federal University

Email: e.n.agdantseva@urfu.ru
Ресей, 620002 Yekaterinburg, Mira str., 19

Maksim Sarychev

Ural Federal University

Email: m.n.sarychev@urfu.ru
Ресей, 620002 Yekaterinburg, Mira str., 19

Mikhail Artemov

Ural Federal University

Email: Mikhail.Artyomov@urfu.ru
Ресей, 620002 Yekaterinburg, Mira str., 19

Igor Milman

M.N. Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: i.i.milman@urfu.ru
Ресей, 620108 Yekaterinburg, S. Kovalevskaya str., 18

Aleksandr Surdo

M.N. Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: surdo@imp.uran.ru
Ресей, 620108 Yekaterinburg, S. Kovalevskaya str., 18

Rinat Αbashev

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: abashevrm@imp.uran.ru
Ресей, 620108 Yekaterinburg, S. Kovalevskaya str., 18

Әдебиет тізімі

  1. Karamyshev O.V., Bunyatov K.S., Gibinsky A.L., Gurskiy S.V., Karamysheva G.A., Lyapin I.D., Malinin V.A., Popov D.V., Shirkov G.D., Shirkov S.G. Research and Development of the SC230 Superconducting Cyclotron for Proton Therapy // Physics of Particles and Nuclei Letters. 2021. V. 18. No. 1. P. 63—74. https://doi.org/10.1134/S1547477121010088
  2. Chernyaev A.P., Varzar S.M., Belousov A.V., Zheltonozhskaya M.V., Lykova E.N. Prospects of Development of Radiation Technologies in Russia // Physics of Atomic Nuclei. 2019. V. 82. No. 5. P. 513—527. https://doi.org/10.1134/S1063778819040070
  3. Obodovsky I.M. Sources of ionizing radiation. Dolgoprudny: Intellect, 2016.
  4. Chernyaev A.P. Radiation Technologies. Science. National Economy Medicine. Moscow: Moscow University Press, 2019.
  5. Alimov A.S. Practical Application of Electron Accelerators. Moscow: Nauchno-Issled. Inst. Yadern. Fiz. Mosk. Gos. Univ., 2011.
  6. Zabaev V.N. Accelerator Applications in Science and Industry. Tomsk: Tomsk Polytechnic University Publ. House, 2008.
  7. Sokovnin S.Yu. Nanosecond Electron Accelerators for Radiation Technologies. Yekaterinburg: Ural State Agrarian University, 2017.
  8. Salimov R.A. High-energy electron accelerators for industrial applications // Physics-Uspekhi. 2000. V. 43. No. 2. P. 189—192. https://doi.org/10.1070/PU2000v043n02ABEH000671
  9. Alimov A.S. Bliznyuk U.A., Borchegovskaya P.U., Varzar S.M., Elansky S.N., Ishkhanov B.S., Litvinov U.U., Matveychuk I.V., Nikolaeva A.A., Rozanov V.V., Studenikin F.R., Chernyaev A.P., Shvedunov V.I., Yurov D.S. Using Accelerated Electron Beams for the Radiation Processing of Foodstuffs and Biomaterials // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 2017. V. 81. No. 6. P. 743—747. https://doi.org/10.3103/S106287381706003X
  10. Kurnosov A.I., Yudin V.V. Technology of Manufacturing Semiconductor Devices. Moscow: Vysshaya Shkola, 1974.
  11. Chen R., McKeever S.W.S. Theory of Thermoluminescence and Related Phenomena. Singapore: World Scientific, 1997. https://doi.org/10.1142/2781
  12. Yukihara E.G., McKeever S.W.S., Andersen C.E., Bos A.J.J., Bailiff I.K., Yoshimura E.M., Sawakuchi G.O., Bossin L., Christensen J.B. Luminescence dosimetry // Nature Reviews Methods Primers. 2022. V. 2. No. 26. P. 1—21. https://doi.org/10.1038/s43586-022-00102-0
  13. Pikaev A.K. Dosimetry in Radiation Chemistry. Moscow: Nauka, 1975.
  14. Schonbacher Н., Furstner M., Vincke H. High-Level Dosimetric Methods // Radiation Protection Dosimetry. 2009. V. 137. Is. 1—2. P. 83—93. https://doi.org/10.1093/rpd/ncp195
  15. Bradshaw W.W., Cadena D.G., Craword G.W., Spetzler H.A. The use of alanine as solid dosimeter // Radiation Research. 1962. V. 17. P. 11—21. https://doi.org/10.2307/3571206
  16. ISO/ASTM 51607: 2004. Standard Practice for Use of Alanin-EPR Dosimetry System. Annual Book of ASTM Standards.
  17. Guidelines for the development, validation and routine of industrial radiation processed. Vienna: International Atomic Energy Agency, 2013. 148 p. (IAEA radiation technology series. ISSN 2220—7341. No. 4).
  18. GOST 34157—2017. Standard Practice for Dosimetry in Electron Beam and X-Ray (Bremsstrahlung) Irradiation Facilities for Food Processing, 2019.
  19. GOST 8.651—2016. State system for ensuring the uniformity of measurements. Medical products. Radiation sterilization. Dosimetric techniques, 2017.
  20. GET 83-2017. The state primary standard of the unit of the paramagnetic center quantity. FSUE VNIIFTRI.
  21. Leskov A.S., Kuvykina M.B., Tenishev V.P. Dosimetric system on the basis of EPR-spectroscopy with use state primary standards of power of the absorbed dose and Standard of number of the paramagnetic centers // Journal of Physics: Conference Series. 2019. V. 1420. No. 012014. P. 1—3. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1420/1/012014
  22. Pavlov A.N., Chizh T.V., Snegirev A.S., Sanzharova N.I., Chernyaev A.P., Borshegovskaya P.Yu., Ipatova V.S., Dorn Yu.A. Technological process of food irradiation and dosimetric support // Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2020. V. 13. No. 4. P. 40—50. https://doi.org/10.21514/1998-426X-2020-13-4-40-50
  23. Milman I.I., Surdo A.I., Abashev R.M., Tsmokalyuk A.N., Berdenev N.E., Agdantseva E.N., Popova M.A. Polytetrafluorethylene in High-Dose EPR Dosimetry for Monitoring Radiation Technologies // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2019. V. 55. P. 868—874. https://doi.org/10.1134/S106183091911007X
  24. Vazirova E.N., Abashev R.M., Milman I.I., Surdo A.I. Optical testing of degradation of films of polytetrafluoroethylene and its modification under electron irradiation // Russian Journal of Nondestructive Testing. 2023. V. 59. P. 1291—1296. https://doi.org/10.1134/S1061830923700584
  25. Rokeakh A.I., Artyomov M.Yu. Continuous wave desktop coherent superheterodyne X-band EPR spectrometer // Journal of Magnetic Resonance. 2022. V. 338. No. 107206. P. 1—18. https://doi.org/10.1016/j.jmr.2022.107206
  26. Ivanov I.N., Nikolaenko O.K. Activation Analysis with Use of Short-Lived Nuclides. Moscow: Energoatomizdat, 1987.
  27. Hess E., Takacs S., Scholten B., Tarkanyi F., Coenen H.H., Qaim S.M. Excitation function of 18O(p, n)18F nuclear reaction from up to 30 MeV // Radiochimica Acta. 2001. V. 89. P. 357—362. https://doi.org/10.1524/ract.2001.89.6.357
  28. Milman I.I., Surdo A.I., Abashev R.M., Sarychev M.N., Moiseykin E.V. Cyclotron production of 18F in TLD 500 and other new usage potentialities of anion-deficient corundum // Radiation Measurements. 2017. V. 106. P. 210—213. https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2017.03.040
  29. Klimanov V.A., Galjautdinova J.J., Zabelin M.V. Proton Radiotherapy: Current Status and Future Prospects. Part 1. Physical and Technical Aspects // Journal of oncology: diagnostic radiology and radiotherapy. 2018. V. 1. No. 4. P. 14—33. https://doi.org/10.37174/2587-7593-2018-1-4-14-33
  30. Espana S., Sanchez-Parcerisa D., Ibanez P., Sánchez-Tembleque V., Udías J.M., Onecha V.V., Gutierrez-Uzquiza A., Bäcker C.M., Bäumer C., Herrmann K., Costa P.F., Timmermann B., Fraile L.M. Direct proton range verification using oxygen-18 enriched water as a contrast agent // Radiation Physics and Chemistry. 2021. V. 182. No. 109385. P. 1—9. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2021.109385
  31. Milinchuk V.K., Klinshpont E.R., Pshezhetskii S.Ya. Makroradikaly (Macroradicals). Moscow: Khimiya, 1980.
  32. Shaimukhametova I.F., Bogdanova S.A., Allayarov S.R., Demidov S.V. Influence of Gamma Irradiation on the Surface Energy Characteristics and Wetting of Polytetrafluoroethylene // High Energy Chemistry. 2021. V. 55. No. 5. P. 381—387. https://doi.org/10.1134/S001814392105009X
  33. Jinglong G., Zaochun N., Yanhui L. The investigation of the structural change and the wetting behavior of electron beam irradiated PTFE film // e-Polymers. 2016. V. 16. Is. 2. P. 111—115. https://doi.org/10.1515/epoly-2015-0223
  34. Allayarov S.R., Dixon D.A., Allayarov R.S. Influence of Gamma Irradiation on the Chemical Composition of Polychlorotrifluoroethylene and Polytetrafluoroethylene // High Energy Chemistry. 2020. V. 54. No. 4. P. 285—290. https://doi.org/10.1134/S0018143920040037
  35. Wu Y., Sun C., Wu Y., Xing Y., Xiao J., Guo B., Wang Y., Sui Y. The degradation behavior and mechanism of polytetrafluoroethylene under low energy proton irradiation // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B. 2018. V. 430. P. 47—53. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2018.06.005
  36. Kiselev V.M., Kislyakov I.M., Bagrov I.V., Starodubtsev A.M., Gogoleva N.G., Wang J. Singlet oxygen generation under optical excitation of polytetrafluoroethylene // Reactive and Functional Polymers. 2023. V. 193. No. 105755. P. 1—7. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2023.105755

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».