Pii: S0969-806X(01)00487-X

---

Radiation Physics and Chemistry 63 (2002) 89–92
Radiation damage in polyvinyltoluene (PVT)
L. Torrisi*
Dipartimento di Fisica, Universit
"a di Messina, Ctr. Papardo Sperone, 31–98166 S. Agata, Messina, Italy
Abstract
Polyvinyltoluene (PVT) is an organic polymer which is luminescent when it is irradiated by ionizing radiation.
The luminescence yield is proportional to the radiation stopping power and to the absorbed dose. High stopping
power radiations, such as ion beams, induce radiation damage in PVTwith the production of CaH bond
break, dehydrogenation and free radical formation, as investigated by the mass quadrupole spectrometry. The damage
reduces the luminescence yield significantly. A reduction of about 50% is obtained with 300 keV proton and argon
ions, having 300 keV energy, at a dose of about 10
14
and 10
13
ions/cm
2
, respectively. r 2001 Elsevier Science Ltd. All
rights reserved.
Keywords:
Polyvinyltoluene; Luminescence; Quenching; Scintillator
1. Introduction
Polyvinyltoluene (PVT) is an organic polymer with
excellent properties of light scintillation. The monomer
contains a benzenic ring bonded to a methylic group
a
CH
3
and to a vinylic group CH
2
a
CHa. It is
employed in nuclear physics as a detector of ionizing
radiation. Its luminescence is a function of the radiation
stopping power and absorbed dose. At high stopping
powers, quenching effects due to non-radiative de-
excitations, produce a luminescence saturation (Torrisi
et al., 2000). Recently, thin PVTfilms are used in
radiotherapy as relative dosimeter for light particles at
high-energy (Beddar, 1994).
The radiation energy released to the PVT not only
excites the luminescence centers but also breaks chemi-
cal bonds modifying drastically the polymer properties
at high incident doses. The CaH bond break produces
free radicals and hydrogen degassing from the polymer.
The residual material becomes rich in carbon content, as
a typical trend of many hydrogenated polymers
(Venkatesan et al., 1987).
In this work, the radiation damage in PVTinduced by