基本介紹
- 中文名：熱釋光劑量計
- 外文名：thermoluminescent dosemeter
- 利用：熱致發光原理
- 記錄：累積輻射劑量
- 原理：一些晶體存在結構上的缺陷
- 學科：核防護
原理,分類,用途,個人劑量監測,環境劑量監測,使用方法,
原理
某些磷光體在製備過程中加進某些雜質，在磷光體內形成空穴，當熱釋光劑量計在輻射場中受到射線的輻照後，照射過後產生自由電子和空穴，後電子和空穴又被俘獲（自由電子被導帶俘獲，空穴被激發能級俘獲），而把這些晶體加熱後，被俘獲的電子獲得足夠的能量逃逸出來與空穴結合，同時多餘的能量以光輻射的形式釋放出來射線的能量被儲存在這些空穴中，當在專門的測量儀上測量時，經對劑量計加熱，儲存在空穴中的射線能量便以光的形式釋放出來，該光的強度與接受的能量成正比(照射量)，熱釋光由此而得名(TL)。
分類
熱釋光劑量計按其性質、形狀、方式大體可分為：
①按原子序數可分為高原子序數磷光體；中原子序數磷光體；低原子序數磷光體。
②按形狀可分為粉末狀、片狀、玻璃棒等。
③按佩戴形式可分為筆式、徽章式、項鍊式等。
④按用途可分為個人劑量計和環境劑量計。
高原子序數的磷光體具有較高的探測靈敏度，線性範圍大，但組織等效欠佳；低原子序數的磷光體組織等效好，但一般情況下靈敏度欠佳；中等原子序數的磷光體同時具有二者的特性。片狀劑量計具有靈敏度高，但自身本底高且易污染和變形等缺點；粉末狀的劑量訓一具有同時獲得較多同一樣本的讀數，靈敏度也較高，但處理較麻煩且易污染;玻璃棒劑量計可以克服以上的缺點，但由於玻璃管的壁厚不一、容積大小有別裝的磷光體粉末或多或少，所以分散度較大，在選擇同一檔次的元件時耗費的時間較多，尤其是同一K值的元件，在需要量較大時很難滿足。徽章式、筆式和項鍊式劑量訓一在使用上沒有什麼區別，可根據佩戴方式選擇。
用途
熱釋光劑量計在放射防護中的用途是非常廣泛的，如事故處理，倒源劑量監測、輸出量的測試、個人劑量監測、環境累積齊日量監測等。
個人劑量監測
個人劑量監測是指在放射工作場所對工作人員受照劑量的監測，它不同於電離室式劑量計，是累積劑量測量，即工作人員在某種輻射場工作一段時間總的受照劑量。在多數情況下，一般輻射水平比較低，所以應選擇靈敏度較高，能量回響較好，穩定性和線性俱佳的劑量計，監測周期一般2 -3個月較理想，原因是一可以滿足測量需要，二是可以對異常現象儘早發現。最好是每個工作人員配備2隻劑量計，一隻佩戴，另一隻為備用，即輪換，防止在監測期間漏記所受照射劑量，更主要是防止該期間異常照射的發生而丟失受照劑量數據。劑量計只能在工作期間正常佩戴，不允許人為編造“假”劑量，如放在輻射場中、管球下的“特殊處理”。
環境劑量監測
由於熱釋光劑量計具有累積劑量的功能，可以在所關心的輻射場中長期放置，所以是其他探測器無法比擬的，儘管環境輻射水平劑量儀，如高壓電離室也可以連續工作，但它所記錄的是每一瞬間的劑量率，而熱釋光劑量計所記錄的是整個時間段的輻射劑量，在對環境輻射水平評價時更具有說服力。但在布放時應注意幾點：代表性、位置(高度、距建築物距離)、污染等。劑量計的選擇應滿足環境譜，足夠的靈敏度，方向性等要求。不同性質的熱釋光磷光體有各自的特點，使用時應首先了解和明確監測口的，其次是正確選擇熱釋光磷光體，對熱釋光磷光體應掌握其的線性、靈敏度、能量回響、方向性、發光峰位置、退火條件、自衰退和自增長等，以免給結果的評價造成麻煩。
使用方法
退火
熱釋光劑量計是利用屏，體中的空穴儲存射線的能量而估計射線的照射劑量的，因而每次測量後需經退火將殘留劑量去除，以免影響下一次的使用，不同的熱釋光劑量訓一需要不同的退火溫度，所以溫度的選擇是十分重要的，溫度高了可能損壞劑量元件，反之，溫度低了殘留劑量去除不淨，所以退火裝置的溫度要嚴格控制，尤其具有多個發光峰的熱釋光元件，需在不同溫度下多次退火，所以更應慎重。對於有些片狀的劑量元件，退火時還應注意元件的變形問題，否則會影響測量結果。一般情況下，退火後對劑量元件迅速降溫，可提高劑量元件的靈敏度(玻璃管的劑量劑須注意爆裂問題)。
能響的標定
不同的熱釋光磷光體在不同的能量區間回響是不同的(特徵發光峰)，即不同的能量區間訓一數率有別，但在實際套用時，輻射場的能譜各自不同，為使用和評價方便需進行能響刻度，使其歸一化，即無論在任何能量下，讀數值是一致的，因而一些熱釋光元件在投放使用前要做能量補償，用一些金屬材料，根據需要製成不同形狀的能響補償器，削去突起峰，將發光曲線拉直，使其適用於任何輻射場的測量需要。
自增長和自衰退
由於熱釋光劑量訓一是累積測量，一般要幾個月的周期，期間劑量訓一的自增長和自衰退將影響最後的測量結果準確性，如果二者能相互抵消，對結果的影響不大，如果二者出入較大，就需進行校正，所以自增長和自衰退的實驗需在特殊的條件下進行，如低本底鉛室內。尤其是低水平的測上自一月巨。
方向性回響
一些劑量計受自身形狀的限制，在輻射場中對於來自不同方向的射線由於接觸而的大小有區別，所記錄的劑量有大小的不同，尤其是在不同方向存在的時間不同時更為重要(事實上無法做到各向同性)。所以也需要特殊處理。
線性刻度
不同靈敏度的劑量計測量線性是有區別的，超線性的區域的測量結果同樣影響較大，所以，使用時一定要選擇好合適的劑量元件，使其工作範圍完全落線上性區內。
防止污染
所有的劑量元件都忌諱污染(沾染)，如玻璃管的元件，直接用手觸摸就會增加假計數;粉末狀的，在混入灰塵，會降低其靈敏度。使用前的處理，如退火、濾洗是非常必要的。
避光
熱釋光元件的光增長和光衰退是非常顯著的，尤其是照射後的元件更應注意，測量時要防止光的直接照射，尤其是太陽光(因為太陽光內有較強的紫外線成分)。環境劑量訓一的外包裝盒最好是白色的。
伴隨(對照)劑量計
在一些低水平的測量中，伴隨劑量計的使用是不可忽略的，有些劑量計異地使用需郵寄，因而在整個郵寄的往返過程，伴隨劑量計一定要同時郵寄；由於個人劑量監測時，實驗室需將同一K值的劑量訓一放置在輻射水平相近的場所，在對佩戴後劑量計測量時減去其本底值；環境劑量訓一則需要將同一K值的劑量計放置在低本底鉛室內。
K值的標定
無論何種劑量元件在使用前都須標定其回響倍數(K值)，以便在測量後估計其照射劑量的數值，一般情況下是在放射源下刻度，即照射一定的劑量，然後用測量值除以照射劑量，其商即為該劑量元件的回響倍數一K值。K值越大說明劑量元件的靈敏度越高，探測下限越低。
分散度
分散度是表征一批劑量元件對於某一確定的照射劑量測量的結果集中情況，分散度越小，說明該批元件在同一K值的數量越大，另外一點，分散度越小，對於同批劑量元件，同時套用於實際測量時得出的結果具有可比性，一般情況下，在10%以內即可，5%以內則更佳，如果套用於放射治療的劑量測量時，則應在2%以內。(由於某些客觀原因的制約，套用於放射治療的劑量測量口前還不多見。)
能量測量
早期的熱釋光劑量計只限於照射劑量的測量，但隨著套用範圍的擴大和使用要求的擴展，熱釋光劑量計除具有照射劑量測量的功能外，還需同時給出所測源項的能量範圍，尤其是在對未知源項的測量中，但能量的測量需對所使用的劑量計進行一定的變化或補充，如利用幾種不同劑量元件的特徵峰的區別(能差法)來確定能量。
