熱釋光劑量系統(tǒng)是一種先進的輻射劑量測量技術(shù),廣泛應(yīng)用于輻射防護、放射醫(yī)學、放射生物學、環(huán)境科學、考古學以及核電站和核事故應(yīng)急醫(yī)學救治等領(lǐng)域。基于熱致發(fā)光原理工作。某些磷光體材料在制備過程中會加入特定的雜質(zhì),形成空穴。當這些材料受到X射線、γ射線、β射線或中子等輻射照射時,會吸收輻射能量并在空穴中儲存起來。隨后,通過加熱這些磷光體材料,儲存的能量會以光的形式釋放出來,光的強度與吸收的輻射能量成正比。通過測量釋放出的光的強度,可以計算出樣品所受的輻射劑量。
熱釋光劑量系統(tǒng)的主要特點:
一、高靈敏度與寬量程
高靈敏度:可檢測極低劑量的輻射(低至μGy(微戈瑞)級),適用于環(huán)境本底輻射、職業(yè)人員低劑量監(jiān)測。
寬劑量范圍:通過選擇不同材料或調(diào)整讀出參數(shù),可測量從μGy到kGy的寬范圍劑量,適用于從常規(guī)監(jiān)測到事故應(yīng)急。
二、組織等效性好
核心優(yōu)勢:常用的熱釋光材料(如LiF:Mg,Ti)的有效原子序數(shù)(Z_eff≈8.2)接近人體軟組織(Z_eff≈7.4),因此其對不同能量X射線、γ射線的響應(yīng)與人體組織吸收劑量高度一致,測量結(jié)果更準確,無需復(fù)雜的能量響應(yīng)修正。
三、無電源工作,被動式探測
被動式劑量計:TLD探測器本身不含電源,在佩戴或放置期間無需供電,僅通過吸收輻射能量進行“記錄”。
優(yōu)點:
結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕,便于佩戴(如個人胸章式劑量計)。
可在惡劣環(huán)境(高溫、高濕、電磁干擾)下長期工作。
無電子元件老化問題,穩(wěn)定性好。
四、可重復(fù)使用
可復(fù)用性:探測器在讀出劑量后,通過標準的退火程序(高溫加熱)可消除殘余信號,恢復(fù)其初始狀態(tài),從而實現(xiàn)多次重復(fù)使用(通常可達數(shù)百次)。
經(jīng)濟性:相比一次性劑量計(如膠片劑量計),長期使用成本顯著降低。
五、良好的穩(wěn)定性與長期保存性
信號穩(wěn)定性:在適當條件下(避光、干燥、常溫),熱釋光信號可穩(wěn)定保存數(shù)周至數(shù)月,適合長期累積劑量測量。
低衰退率:經(jīng)過標準退火的探測器,其靈敏度衰退緩慢,便于批次管理和質(zhì)量控制。
六、小型化與多樣化
尺寸靈活:探測器可制成小片狀、粉末狀、圓柱狀等,尺寸可小至幾毫米,便于在復(fù)雜幾何形狀或狹小空間內(nèi)布置。
應(yīng)用多樣:可用于個人劑量計、環(huán)境監(jiān)測點、患者劑量驗證(如放療中的體表或腔內(nèi)劑量測量)等。
七、可實現(xiàn)多劑量計同時讀出
現(xiàn)代熱釋光讀出儀通常配備自動進樣器,可一次性連續(xù)讀取數(shù)十甚至上百個探測器,自動化程度高,效率高,適合大規(guī)模個人劑量監(jiān)測項目。