熱釋光劑量儀是一種基于熱釋光效應(yīng)原理設(shè)計的專業(yè)輻射劑量測量設(shè)備,通過測量特定晶體材料受輻射后儲存能量并在加熱時釋放的光信號,實現(xiàn)輻射劑量的精準(zhǔn)檢測。其核心系統(tǒng)由探測器、加熱裝置、光電轉(zhuǎn)換模塊及數(shù)據(jù)處理單元構(gòu)成,測量范圍覆蓋10−7Gy至10Gy量級,符合GB 10264系列國家標(biāo)準(zhǔn),配備自動校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫管理等智能化功能。
其核心原理基于熱釋光效應(yīng):當(dāng)氟化鋰(LiF)、硫酸鈣(CaSO?)等晶體材料受到X射線、γ射線等電離輻射照射時,輻射能量會使材料晶格中的電子脫離束縛,被晶格缺陷(如雜質(zhì)、空位)捕獲并儲存,形成“能量陷阱”。加熱時,被捕獲的電子獲得能量脫離陷阱,回到穩(wěn)定狀態(tài),同時將儲存的輻射能量以可見光的形式釋放。釋放的光強度與材料吸收的輻射劑量在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,通過光電倍增管將光信號轉(zhuǎn)化為電信號,經(jīng)數(shù)據(jù)處理單元計算得出累積輻射劑量。
熱釋光劑量儀的操作流程涵蓋設(shè)備檢查、劑量計準(zhǔn)備、參數(shù)設(shè)置、樣品測量、數(shù)據(jù)處理及清潔保養(yǎng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié),具體操作如下:
一、操作前準(zhǔn)備
設(shè)備檢查
確認(rèn)熱釋光劑量儀及其配套設(shè)備(如讀出器、退火爐等)處于良好工作狀態(tài)。
檢查電源連接是否穩(wěn)定,儀器各部件(尤其是加熱系統(tǒng)、光電倍增管)是否正常。
對系統(tǒng)進行預(yù)熱或自檢程序,確保處于正常工作狀態(tài)。
劑量計準(zhǔn)備
檢查完整性:確保熱釋光劑量計(TLD)無損壞或污染。
選擇類型:根據(jù)測量需求選擇適當(dāng)類型的TLD元件(如鋰氟化物L(fēng)iF、鈹氧化物等)。
退火處理:使用前對TLD進行高溫退火,消除殘留信號,保證測量準(zhǔn)確性。退火溫度和時間需根據(jù)材料特性嚴(yán)格控制(一般遵循廠家推薦標(biāo)準(zhǔn))。
佩戴/放置劑量計
個人劑量監(jiān)測:將TLD元件正確佩戴于被測者胸部或手腕附近,避免直接暴露于極d溫度或化學(xué)腐蝕環(huán)境。
環(huán)境監(jiān)測:選擇代表性采樣位置,將TLD放置于測量區(qū)域,并記錄采樣時間、地點等信息。
二、參數(shù)設(shè)置與校準(zhǔn)
設(shè)置測量參數(shù)
根據(jù)待測樣品的預(yù)期劑量范圍,調(diào)整儀器的升溫速率、最終溫度等參數(shù)。這些參數(shù)會影響熱釋光(TL)信號的強度和形狀,從而影響劑量計算結(jié)果。
示例參數(shù):升溫速率2℃/s,測量范圍0-250℃,讀出溫度250℃,讀出時間110s。
儀器校準(zhǔn)
使用已知輻射劑量的標(biāo)準(zhǔn)源對熱釋光劑量系統(tǒng)進行校準(zhǔn),建立劑量與光子數(shù)之間的準(zhǔn)確關(guān)系。
記錄校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(如標(biāo)準(zhǔn)光源讀數(shù)、本底數(shù)值),用于后續(xù)劑量計算和數(shù)據(jù)分析。
三、樣品測量
加載樣品
小心地將處理好的TLD放入儀器的測量室中,確保位置正確且固定牢靠,避免移動造成誤差。
啟動測量
按照儀器操作指南啟動測量過程。儀器會逐漸加熱TLD,并記錄釋放出的光強度隨溫度變化的曲線(即TL曲線)。
示例流程:
空盤測量一次,觀察加熱程序是否正常,同時消除加熱盤內(nèi)累積的本底。
放入樣品后,選擇預(yù)設(shè)升溫程序(如第5套解譜功能程序),關(guān)閉樣品槽,啟動測量。
數(shù)據(jù)記錄
測量完成后,保存TL曲線及相關(guān)數(shù)據(jù)。
區(qū)分本底信號與實際劑量信號,必要時進行校正。
四、數(shù)據(jù)處理與分析
劑量計算
利用專用軟件或手冊中的校準(zhǔn)曲線分析TL曲線,計算出相應(yīng)的輻射劑量。
選擇合適的劑量計算方法(如單點法、多點法、擬合法),提高計算準(zhǔn)確性。
誤差分析與修正
考慮探測器的靈敏度、非線性響應(yīng)、背景噪聲等因素的影響,對計算結(jié)果進行誤差分析和修正。
生成報告
對多次測量的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析(如計算平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)),評估測量結(jié)果的可靠性和重復(fù)性。
生成詳細測量報告,包括輻射劑量、測量時間、測量條件、誤差分析等信息。
五、操作后維護
清潔保養(yǎng)
定期清理儀器內(nèi)部及外部的灰塵和其他污染物,保持光學(xué)系統(tǒng)的清潔,確保光電信號有效傳輸。
測量結(jié)束后,對熱釋光探測器進行清洗和去污處理,去除表面雜質(zhì)和污染物。
存儲條件
不使用時,將TLD存放在干燥、避光的地方,防止受潮或受到其他外界因素的影響。
對于長期未使用的TLD,建議重新進行退火處理后再投入使用。
安全注意事項
操作過程中避免劇烈震動或沖擊TLD,以免影響其性能。
確保所有操作在安全條件下進行,尤其是涉及放射性物質(zhì)時,必須遵守相關(guān)的輻射安全規(guī)定。
