Особенности применения политетрафторэтилена в высокодозной дозиметрии ускоренных протонов методом электронного парамагнитного резонанса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

ЭПР — метод высокодозной дозиметрии для применения в контроле радиационных технологий апробирован для протонного пучка энергией 18 МэВ с использованием в качестве материала детектора излучения политетрафторэтилена отечественной марки и оригинального спектрометра ЭПР. Показано, что дозовый диапазон изменений сигнала ЭПР ограничен величиной 1,5 МГр, после чего наступает насыщение. Дозы, превышающие величину насыщения, могут быть измерены с помощью дополнительных сигналов, появляющихся в спектре ЭПР. Обнаружено, что облучение образцов политетрафторэтилена в качестве детекторов 18 МэВ-протонами приводит к их гамма-радиоактивности. Энергия гамма-квантов и период полураспада соответствовали излучению изотопа 18F, полученному в ядерной реакции 18O(p, n)18F, что свидетельствует о присутствии кислорода в материале детекторов, определяющего их парамагнитные свойства

Об авторах

Екатерина Н. Вазирова

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

Email: e.n.agdantseva@urfu.ru
Россия, 620002 Екатеринбург, ул. Мира, 19

Максим Н. Сарычев

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

Email: m.n.sarychev@urfu.ru
Россия, 620002 Екатеринбург, К-2, ул. Мира, 19

Михаил Ю. Артемов

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина

Email: Mikhail.Artyomov@urfu.ru
Россия, 620002 Екатеринбург, ул. Мира, 19

Игорь И. Мильман

Институт физики металлов УрО РАН

Email: i.i.milman@urfu.ru
Россия, 620108 Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

Александр И. Сюрдо

Институт физики металлов УрО РАН

Email: surdo@imp.uran.ru
Россия, 620108 Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

Ринат М. Абашев

Институт физики металлов УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: abashevrm@imp.uran.ru
Россия, 620108 Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 18

Список литературы

  1. Карамышев О.В., Бунятов К. С., Гибинский А.Л., Гурский С. В., Карамышева Г.А., Ляпин И.Д., Малинин В.А., Попов Д.В., Ширков Г.Д., Ширков С.Г. Исследование и разработка сверхпроводящего циклотрона SC230 для протонной терапии // Письма в ЭЧАЯ. 2021. Т. 18. № 1. С. 73—85.
  2. Черняев А.П., Варзарь С.М., Белоусов А.В., Желтоножская М.В., Лыкова Е.Н. Перспективы развития радиационных технологий в России // Ядерная физика. 2019. Т. 82. № 5. С. 425—437.
  3. Ободовский И.М. Источники ионизирующих излучений. Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2016. 144 с.
  4. Черняев А. П. Радиационные технологии. Наука. Народное хозяйство. Медицина. М.: Издательство Московского университета, 2019. 231 с.
  5. Алимов А. С. Практическое применение электронных ускорителей. М.: НИИЯФ МГУ, 2011. 41 с.
  6. Забаев В.Н. Применение ускорителей в науке и промышленности. Томск: Издательство ТПУ, 2008. 196 с.
  7. Соковнин С. Ю. Наносекундные ускорители электронов для радиационных технологий. Екатеринбург: Уральский ГАУ, 2017. 348 с.
  8. Салимов Р. А. Мощные ускорители электронов для промышленного применения // Успехи физических наук. 2000. Т. 170. № 2. С. 197—201.
  9. Алимов А.С., Близнюк У.А., Борщеговская П.Ю., Варзарь С.М., Еланский С.Н., Ишханов Б.С., Литвинов Ю.Ю., Матвейчук И.В., Николаева А.А., Розанов В.В., Студеникин Ф.Р., Черняев А.П., Шведунов В.И., Юров Д.С. Применение пучков ускоренных электронов для радиационной обработки продуктов питания и биоматериалов // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2017. Т. 81. № 6. С. 819—823.
  10. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов. М.: Издательство «Высшая школа», 1974. 400 с.
  11. Chen R., McKeever S.W.S. Theory of Thermoluminescence and Related Phenomena. Singapore: World Scientific, 1997. 586 p.
  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.
  13. Пикаев А.К. Дозиметрия в радиационной химии. М.: Издательство «Наука», 1975. 312 с.
  14. Schonbacher Н., Furstner M., Vincke H. High-Level Dosimetric Methods // Radiation Protection Dosimetry. 2009. V. 137. I. 1-2. P. 83—93.
  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.
  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. ГОСТ 34157—2017. Межгосударственный стандарт. Руководство по дозиметрии при обработке пищевых продуктов электронными пучками и рентгеновским (тормозным) излучением. М.: Стандартинформ, 2019.
  19. ГОСТ 8.651—2016. Медицинские изделия. Радиационная стерилизация. Методика дозиметрии. М.: Стандартинформ, 2017.
  20. Государственный первичный эталон единицы количества парамагнитных центров ГЭТ 83-2017. ФГУП ВНИИФТРИ.
  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.
  22. Павлов А.Н., Чиж Т.В., Снегирев А.С., Санжарова Н.И., Черняев А.П., Борщеговская П.Ю., Ипатова В.С., Дорн Ю.А. Технологический процесс радиационной обработки пищевой продукции и дозиметрическое обеспечение // Радиационная гигиена. 2020. Т. 13. № 4. С. 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.
  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.
  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.
  26. Иванов И.Н., Николаенко О.К. Активационный анализ по короткоживущим нуклидам. М.: Энергоатомиздат, 1987. 120 с.
  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.
  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.
  29. Климанов В.А., Галяутдинова Ж.Ж., Забелин М.В. Протонная лучевая терапия: современное состояние и перспективы. Часть 1. Физико-технические основы // Онкологический журнал. 2018. Т. 1. № 4. С. 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.
  31. Милинчук В. К., Клиншпонт Э. Р., Пшежецкий С. Я. Макрорадикалы. М.: Химия, 1980. 43 с.
  32. Шаймухаметова И.Ф., Богданова С.А., Аллаяровa С.Р., Демидов С.В. Влияние гамма-облучения на поверхностные энергетические характеристики и смачивание политетрафторэтилена // Химия высоких энергий. 2021. Т. 55. № 5. C. 380—387.
  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.
  34. Аллаяров С.Р., Диксон Д.А., Аллаяров Р.С. Влияние гамма-облучения на химический состав политрифторхлорэтилена и политетрафторэтилена // Химия высоких энергий. 2020. Т. 54. № 4. С. 310—315.
  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.
  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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 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».