Dozymetria luminescencyjna: przegląd metod, detektorów i ich zastosowań

• Autorzy: Nowina Konopka Małgorzata , Bilski Paweł , Obryk Barbara , Marczewska Barbara , Olko Paweł , Kłosowski Mariusz , Gieszczyk Wojciech

Warianty tytułu

EN

Luminescent dosimetry: review of methods, detectors and their applications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule, po krótkim opisie rozwoju historycznego, przedstawiono teorię termoluminescencji (TL). Omówiono i porównano trzy metody stymulowania luminescencji termiczną (TSL), optyczną (OSL) i radiową (RPL). Przedstawiono i opisano szeroki zakres zastosowań detektorów TL w dozymetrii indywidualnej i środowiskowej z naciskiem na pomiary ultrawysokich dawek. Jako szczególnie ważne w dozymetrii klinicznej do radioterapii nowotworów oka, opracowano termoluminescencyjne detektory planarne 2D. Opisano udział zespołu z Instytutu Fizyki Jądrowej (IFJ) w kosmicznym eksperymencie MATROSHKA. Przedstawiono również nowe materiały TL i nowe metody pomiarowe.

EN

In the paper, after a brief description of historical development, the theory of thermoluminescence (TL) is presented. Three methods of thermally (TSL), optically (OSL) and radio (RPL) stimulated luminescence are discussed and compared. A wide range of applications of TL detectors in individual and environmental dosimetry with an attention put on ultra-high dose measurements is presented and described. As particularly important in clinical dosimetry for eye-tumor radiotherapy, the planar 2D detectors TL were developed. The participation of the Institute of Nuclear Physics (IFJ) group in the Cosmos MATROSHKA experiment is described. Also, the new TL materials and measurement methods are presented.

Słowa kluczowe

PL

termoluminescencja; dozymetria; luminescencja; fluorek litu; luminescencja stymulowana radiowo; luminescencja stymulowana optycznie; luminescencja stymulowana termicznie

EN

thermoluminescence; dosimetry; luminescence; lithium fluoride; radio stimulated luminescence; optically stimulated; thermally stimulated luminescence

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Nukleoniczne
• Czasopismo: Postępy Techniki Jądrowej
• Rocznik: 2022
• Tom: z. 3
• Strony: 8--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., fot., rys., wykr.

Twórcy

autor

Nowina Konopka Małgorzata

• Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk, Kraków

autor

Bilski Paweł

• Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk, Kraków

autor

Obryk Barbara

• Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk, Kraków

autor

Marczewska Barbara

• Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk, Kraków

autor

Olko Paweł

• Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk, Kraków

autor

Kłosowski Mariusz

• Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk, Kraków

autor

Gieszczyk Wojciech

• Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk, Kraków

Bibliografia

• [1] free Wikipedia: http://www.wikipedia.org/
• [2] R. Boyle, Register of the Royal Society, 213 (1663).
• [3] M. Skłodowska-Curie, Discovery of Radium, Century Magazine, 461-466 (1904).
• [4] J. T. Randall & M. H. Wilkins, 945, Phosphorescence and Electron Traps, I and II, The Study of Trap Distributions, Proc. R. Soc. A., 184, 366-389 (1945), ibidem 390-407 (1945).
• [5] T. Niewiadomski, 25 years of thermoluminescence dosimetry at IFJ, Rad. Prot. Dosim., 85, 269-272 (1994).
• [6] Encyklopedia fizyki 1972, Praca zbiorowa, Państwowe Wydawnictwo Naukowe (in Polish).
• [7] F. McKinlay, Thermoluminescence dosimetry, Medical Physics Handbook 5, Adam Hilger Ltd. 1981.
• [8] Z. Hrynkiewicz, et al., Człowiek i promieniowanie jonizujące, Wydawnictwo Naukowe PWN, 70-128 (in Polish).
• [9] T. Niewiadomski, Dozymetria termoluminescencyjna w praktyce, Raport IFJ nr 1550/D,(1991)(in Polish).
• [10] P. Bilski, Lithium Fluoride: From LiF: MgTi to LiF: Mg,Cu,P, Radiat. Prot. Dosim., 100, 199-206 (2002).
• [11] Y. S. Horowitz, LiF: Mg,Ti versus LiF: Mg Cu,P: the competition heats up, Radiat. Prot. Dosim., 47, 135-141(1993).
• [12] S. W. S. McKeever, M. Moscovitch, P.D Townsend, Thermoluminescence dosimetry materials: properties and uses, Nuclear Technology Publishing, 1995.
• [13] P. Bilski, M. Budzanowski, P. Olko, E. Mandowska, LiF: MgTi (MTT) detectors optimalised for High – LET dosimetry, Radiat. Meas., 38, 427-430 (2004).
• [14] T. Nakajiama, Y. Murayama, T. Matsuzawa, A. Koyano, Development of Highly Sensitive LiF Thermoluminescence Dosimeter and its Applications, Nucl. Instr. Meth., 157, 155-162 (1978).
• [15] B. Obryk, P. Bilski, M. Budzanowski, M. Fuerstner, C. Ilgner, F. Jacquenod, P. Olko, M. Puchalska, H. Vincke, The response of different types of TL lithium fluoride detectors to high-energy mixed radiation fields.,Radiat. Meas., 43, 1144-1148 (2008).
• [16] P. Bilski, B. Obryk, P. Olko, E. Mandowska, A. Mandowski, J. L. Kim, Characteristics of LiF: Mg, Cu, P thermoluminescence at ultra-high dose range, Radiat. Meas, 43(2), 315- 318 (2008).
• [17] P. Bilski, J. Blomgren, F. d’Enrrico, A. Esposito, G. Fehrenbacher, F. Fernandez, A. Fuchs, N. Golnik, V. Lacoste, A. Leuschner, S. Sandri, M. Silari, F. Spurny, B. Wiegel, P. Wright, The problems associated with the monitoring of complex workplace radiation fields at European high-energy accelerations and thermonuclear fusion facilities, Radiat. Prot. Dosim., 126, 491-496( 2007).
• [18] C. Furetta, P. Weng, Operational Thermoluminescence Dosimetry World Scientific Publisihing, Co. Pte. Ltd., Singapur, 1998.
• [19] J.A. Perry, RPL Dosimetry. Radioluminescence in Health Physics, Medical Science Series, IOP Publishing Ltd, Bristol & Boston, 1987.
• [20] M. Sialri, Passive Dosimeters in LHC, 5th LHC Radiation Workshop, 2005; http://indico. cern.chconferenceDisplay.py?confld=a056455
• [21] H. Vincke, I. Brunner, I. Floret, D. Forkel-Wirth, M. Fuestner, S. Mayer, C. Thesis, Response of Alanine and Radio-Photo-Luminescence dosemeters to mixed high-energy radiation fields, Radiat. Prot. Dosim., 125(1-4), 340-344 (2007).
• [22] M. Sądel, P. Bilski, J. Swakoń, M. Ptaszkiewicz, M. Boberek, P. Olko, Relative thermoluminescent efficiency of LiF detectors for proton radiation: batch variability and energy dependence, Radiat. Meas., 56, 205-208 (2013).
• [23] M. Ptaszkiewicz, P. Bilski, High Accuracy TL Dosimetry in Measurements of Organ Doses due to Space Radiation - Matroshka Experiment, Konferencja „Fizyka i Inżynieria we Współczesnej Medycynie i Ochronie Zdrowia” & 13 Zjazd PTFM, Warszawa, 29-30 September 2005, K. Zaremba et al (Ed.), Polskie Towarzystwo Fizyki Medycznej (PTFM), 96 (2005).
• [24] P. Olko, P. Bilski, Ł. Czopyk, Application of TLD Detectors for Measurements of Radiation Doses in Space, Konferencja „Fizyka i Inżynieria we Współczesnej Medycynie i Ochronie Zdrowia” i 13 Zjazd PTFM, Warszawa, 29-30 września 2005, K. Zaremba et al. (Ed.), PTFM, 79 (2005).
• [25] A. Mrozik, B. Marczewska, P. Bilski, M. Kłosowski, Rad. Phys.&Chem.,104, 88-92 (2014).
• [26] B. Marczewska, P. Bilski, W. Gieszczyk, M. Kłosowski, Twodimensional thermoluminescence method for checking LiF crystals homogeneity, Journal of Crystal Growth, 8, 88-92 (2014).
• [27] Luminescence applications in biological, chemical, environmental, and hydrological sciences, Marvin C. Goldberg (Ed.), American Chemical Society. Symposium Series, vol. 383, 1989; DOI: 10.1021/bk-1989-0383
• [28] M. J. Aitken, Thermoluminescence dating, Academic Press, London 1985.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).