熱釋光劑量計(jì)是一種基于熱釋光現(xiàn)象的輻射劑量測(cè)量?jī)x器。熱釋光現(xiàn)象指的是某些晶體材料在受到輻射照射后,會(huì)積累能量,當(dāng)這些材料被加熱時(shí),會(huì)以光的形式釋放出之前積累的能量,釋放的光子數(shù)量與所接受的輻射劑量成正比。
其工作原理:熱釋光材料(如氟化鋰晶體等)在輻射環(huán)境中,其原子或分子會(huì)吸收輻射能量并被激發(fā)到高能態(tài)。當(dāng)材料被加熱到特定溫度時(shí),處于高能態(tài)的原子或分子會(huì)躍遷回低能態(tài),同時(shí)釋放出光子。通過(guò)測(cè)量釋放的光子數(shù)量,并結(jié)合預(yù)先建立的劑量-光子數(shù)校準(zhǔn)曲線,就可以準(zhǔn)確計(jì)算出所接受的輻射劑量。
一、佩戴與布點(diǎn)技巧
合理選擇佩戴位置
個(gè)人監(jiān)測(cè):通常佩戴在軀干前部(如鎖骨附近或胸前),避免肢體活動(dòng)遮擋輻射場(chǎng)。
環(huán)境監(jiān)測(cè):將劑量計(jì)固定在待測(cè)區(qū)域(如設(shè)備表面、墻壁、地面),確保與輻射源幾何位置匹配。
多點(diǎn)布設(shè):在復(fù)雜輻射場(chǎng)中,需布置多個(gè)劑量計(jì)(如不同高度、方向),以評(píng)估劑量分布均勻性。
避免干擾因素
遠(yuǎn)離熱源(如暖氣、陽(yáng)光直射),以免溫度影響測(cè)量結(jié)果。
防止機(jī)械損傷(如擠壓、摩擦),避免劑量計(jì)外殼破損導(dǎo)致材料暴露。
二、輻照與測(cè)量操作
輻照前準(zhǔn)備
退火處理:使用前需對(duì)TLD進(jìn)行退火處理(如高溫加熱后快速冷卻),以消除上次測(cè)量的殘留信號(hào)。退火條件需嚴(yán)格遵循制造商要求(如溫度、時(shí)間)。
本底校正:設(shè)置一組未輻照的劑量計(jì)作為本底對(duì)照組,用于扣除環(huán)境本底信號(hào)。
輻照過(guò)程控制
均勻照射:確保輻射源與劑量計(jì)的位置固定,避免因距離或角度變化導(dǎo)致劑量偏差。
避免過(guò)曝:嚴(yán)格控制輻照劑量,避免超過(guò)TLD材料的飽和閾值(如鋰氟化物約10 Gy以上可能失效)。
熱釋光測(cè)量
升溫速率控制:測(cè)量時(shí)需按標(biāo)準(zhǔn)程序控制加熱速率(通常為5℃/s左右),避免過(guò)快或過(guò)慢導(dǎo)致信號(hào)失真。
信號(hào)讀取時(shí)機(jī):在加熱過(guò)程中,記錄發(fā)光峰值對(duì)應(yīng)的溫度和強(qiáng)度,避免遺漏關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
三、數(shù)據(jù)處理與分析
本底扣除
從輻照后的TLD信號(hào)中減去本底對(duì)照組的信號(hào),得到凈劑量值。本底值需定期更新(如每月校準(zhǔn)一次)。
劑量轉(zhuǎn)換與校準(zhǔn)
刻度曲線法:使用已知?jiǎng)┝康妮椪赵矗ㄈ玟C-137)預(yù)先繪制劑量-發(fā)光強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)曲線,通過(guò)比對(duì)實(shí)際測(cè)量值計(jì)算劑量。
重復(fù)測(cè)量:同一劑量計(jì)需重復(fù)測(cè)量3次以上,取平均值以減少隨機(jī)誤差。
異常值處理
若某點(diǎn)測(cè)量值顯著偏離周圍趨勢(shì),需檢查是否因劑量計(jì)損壞、污染或輻射場(chǎng)不均勻?qū)е拢匾獣r(shí)重新布點(diǎn)測(cè)量。
四、維護(hù)與存儲(chǔ)
防污染與防潮濕
存放時(shí)需密封保存(如真空袋或干燥器),避免TLD材料受潮或化學(xué)污染。
使用后及時(shí)清潔劑量計(jì)外殼,尤其是接觸放射性物質(zhì)的場(chǎng)景。
定期校準(zhǔn)
每半年至一年送專業(yè)機(jī)構(gòu)校準(zhǔn),檢查TLD材料的靈敏度和穩(wěn)定性。
更換老化或性能下降的劑量計(jì)(如發(fā)光效率降低超過(guò)30%)。
退火設(shè)備維護(hù)
退火爐的溫度均勻性需定期檢測(cè),確保所有TLD材料受熱一致。
退火后需快速冷卻(如水冷或風(fēng)冷),避免緩慢降溫導(dǎo)致信號(hào)衰減。
五、特殊場(chǎng)景注意事項(xiàng)
高劑量率環(huán)境
在核電站、工業(yè)探傷等高劑量率場(chǎng)景中,縮短劑量計(jì)的暴露時(shí)間,或使用高靈敏度TLD材料(如鋰硼化物)。
低劑量環(huán)境
在自然環(huán)境監(jiān)測(cè)或弱輻射場(chǎng)中,延長(zhǎng)暴露時(shí)間(如數(shù)月),并選用低本底噪聲的TLD材料(如鈣氟化物)。
混合輻射場(chǎng)
區(qū)分不同輻射類型(如X射線、γ射線、β射線)的影響,必要時(shí)配合其他探測(cè)器(如半導(dǎo)體探測(cè)器)聯(lián)合使用。
