Kapitel 7.4: Nachweismethoden für ionisierende Strahlung - PTB

7.4.3 Nachweis mittels Szintillation, Lumineszenz und Exoelektronen 439
Temperatureinfluß und Fading Das Fluoreszenzvermögen des Glases nimmt nach der
Exposition zunächst bis zu einem Sättigungswert zu, der bei Zimmertemperatur in
24 Stunden erreicht wird. Durch eine Wärmebehandlung (z. B. 10 min bei 100°C) kann
dieser Vorgang beschleunigt werden. Der Temperatureinfluß während der Auswertung
wird mit Hilfe von Referenzgläsern korrigiert, deren Fluoreszenzvermögen den gleichen
Temperatureffekt zeigt. Das Fluoreszenzvermögen dieser Gläser darf sich mit der Zeit
nicht ändern.
In der Zeitspanne zwischen Exposition und Auswertung vermindert sich (nach dem anfänglichen
Anstieg) bei Zimmertemperatur und bei lichtgeschützter Aufbewahrung die Zahl der Lumineszenzzentren
um 1 bis 3% in 200 Stunden (um weniger als 10% in 10 Jahren). Erhöhte Wärmeeinwirkung
(300 bis 400°C) von mehr als halbstündiger Dauer löscht die Lumineszenzzentren des Glases bis auf
die Eigenfluorenzenz. Das Glas kann dann erneut verwendet werden. Nach hohen Dosen ist auf
ausreichende Regenerierung zu achten. Die oft wiederholte Regenerierung führt allmählich zu einer
Verfärbung des Glases, durch die es unbrauchbar wird.
Zusammenfassende Literatur: DIN 6800, Teil 6 (1980); KEG (1977); Tagungsberichte: Goldfinch u.a.
Hrsg. (1993).
7.4.3.4 Lyolumineszenz
Viele organische Verbindungen, z. B. Kohlehydrate, Amino- und Nukleinsäuren, Acrylund
Vinylpolymere sowie Alkalihalogenide emittieren nach Bestrahlung bei Auflösung
in Wasser oder anderen geeigneten Lösungsmitteln Licht. Diese Erscheinung, die
Lyolumineszenz, beruht auf der Reaktion der durch die Bestrahlung im Festkörper
beim Lösungsvorgang gebildeten freien Radikale mit Sauerstoff. Das emittierte Licht
zeigt spektrale Maxima, z. B. für Glukose bei 570 nm und 645 nm, für Trehalosedihydrat
bei 520 nm und 622 nm, für Mannose bei 530 nm und 670 nm und für Lactose bei 564 nm.
Der zeitliche Verlauf der Lichtemission nach Einbringung der Pulverproben (ca. 10 mg
bis 50 mg) in das Lösungsmittel (ca. 0,5 ml bis 5 ml je nach Löslichkeit) zeigt eine zur
Dosismessung ausnutzbare schnelle Komponente (Integrationszeit 10 s) und eine für die
Verbindung typische langsame Komponente nach abgeschlossener Auflösung.
Die über eine Zeit von z. B. 10 s mit einem Photovervielfacher gemessene Lichtsumme ist
der Dosis proportional. In Laboratoriumsversuchen konnte mit verschiedenen Materialien
ein Dosisbereich von 0,4 Gy bis 10'Gy mit befriedigender Genauigkeit erfaßt
Werden. Das Verfahren wird bei Unfallexpositionen durch Röntgen- und Gammastrahlung
angewandt, wenn geeignete feste Substanzen mitbestrahlt wurden (Heideu.Bögl
(1987)).
Ettinger, Mallard u. a. (1980), Ettinger u. Puite (1982).
7.4.3.5 Exoelektronenemission
Meßprinzip Bestimmte Stoffe wie z. B. BeO, LiF, AI2O3, CaS04 und einige Alkalihalogenide
emittieren aus einer sehr dünnen Oberflächenschicht Elektronen mit Energien von
einigen Elektronenvolt, wenn sie nach Bestrahlung thermisch oder optisch angeregt
Werden (thermisch oder optisch stimulierte Exoelektronenemission-TSEE,
OSEE). Die Elektronenanzahl kann als Ladung gemessen werden; ein verbessertes
Auflösungsvermögen ergibt sich durch Einzelzählung der Elektronen mit Auslöse- oder
Proportionalzählrohren, z. B. Spitzenzähler mit Methandurchfluß. Die Anzahl der beim
Aufheizen der Probe emittierten Elektronen ist proportional zur Dosis in der Oberflächenschicht.