Фотографический метод дозиметрии

Фотографический метод дозиметрии основан на свойстве ионизирующего излучения воздействовать на чувствительный слой фотоматериалов. Для целей индивидуального дозиметрического контроля обычно используют рентгеновские пленки, которые представляют собой чувствительную эмульсию, нанесенную на целлулоидную подложку. Основой фотоэмульсии является совокупность мелких (1.0 – 0.1 мкм) кристаллов бромистого или хлористого серебра, равномерно распределенных в виде «зерен» в слое желатина. При прохождении g-излучения через фотоэмульсию возникают электроны, освобожденные g-квантами в самой эмульсии, а также в окружающем ее веществе. При попадании в «зерна» эмульсии электроны нейтрализуют положительный ион серебра, образуя таким образом на поверхности кристаллов центры скрытого (латентного) изображения – атомы металлического серебра. Проявление фотослоя, имеющего скрытое изображение, за счет реакции восстановления иона серебра в металлическое серебро под действием анионов проявителя приводит к увеличению числа атомов металлического серебра вблизи центров скрытого изображения в 10¹⁰ – 10¹² раз, что вызывает почернение фоточувствительного слоя. Последующим фиксированием остатки невосстановленного галоидного серебра растворяют и удаляют, после чего пленка становится нечувствительной к действию излучения.

Степень действия ионизирующего излучения на фотопленку характеризуют оптической плотностью S, определяемой как десятичный логарифм отношения интенсивности света, падающего на пленку и прошедшего через нее. Обычно свойства пленки определяют сенситометрической характеристикой, представляющей собой зависимость оптической плотности от логарифма дозы.

Метод индивидуальной фотодозиметрии основан на том, что оптическая плотность фотопленки после облучения в некотором интервале пропорциональна дозе.

Существенные трудности при измерении дозы g-излучения фотографическим методом заключаются в неодинаковой чувствительности фотопленки к g-излучению различных энергий. Чувствительность фотопленки по дозе в области 40 – 50 кэВ может примерно в 10 раз превысить чувствительность при энергии ³ 300 кэВ.

Одним из способов уменьшения энергетической зависимости чувствительности фотопленки является применение сглаживающих (компенсирующих) фильтров. Преимущественно применяют комбинированные фильтры, состоящие из слоя свинца и легкого материала, например, алюминия. Свинец эффективно ослабляет низкоэнергетическое излучение, в основном, в результате фотоэлектрического поглощения, а для последующего поглощения образующихся в свинце при взаимодействии с фотонами электронов и характеристического излучения достаточно установить тонкий фильтр из легкого вещества.

Для данной комбинации фильтров наилучшие результаты получаются при толщине свинца h_Pb = (0.75 ± 0.05) мм и толщине алюминия h_Al = 0.5 мм. В этом случае погрешность в определении дозы из-за незнания спектрального состава g-излучения не превышает ± 20% в диапазоне энергий 0.03 – 3.0 МэВ.