熱釋光劑量?jī)x是一種基于熱釋光效應(yīng)原理設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)輻射劑量測(cè)量設(shè)備,通過(guò)測(cè)量特定晶體材料受輻射后儲(chǔ)存能量并在加熱時(shí)釋放的光信號(hào),實(shí)現(xiàn)輻射劑量的精準(zhǔn)檢測(cè)。其核心系統(tǒng)由探測(cè)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(cè)量范圍覆蓋10−7Gy至10Gy量級(jí),符合GB 10264系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),配備自動(dòng)校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫(kù)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(xiàn)、γ射線(xiàn)等電離輻射照射時(shí),輻射能量會(huì)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(chǔ)存,形成“能量陷阱”。加熱時(shí),被捕獲的電子獲得能量脫離陷阱,回到穩(wěn)定狀態(tài),同時(shí)將儲(chǔ)存的輻射能量以可見(jiàn)光的形式釋放。釋放的光強(qiáng)度與材料吸收的輻射劑量在一定范圍內(nèi)呈線(xiàn)性關(guān)系,通過(guò)光電倍增管將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),經(jīng)數(shù)據(jù)處理單元計(jì)算得出累積輻射劑量。
熱釋光劑量?jī)x的操作流程涵蓋設(shè)備檢查、劑量計(jì)準(zhǔn)備、參數(shù)設(shè)置、樣品測(cè)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?jī)x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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱或自檢程序,確保處于正常工作狀態(tài)。
劑量計(jì)準(zhǔn)備
檢查完整性:確保熱釋光劑量計(jì)(TLD)無(wú)損壞或污染。
選擇類(lèi)型:根據(jù)測(cè)量需求選擇適當(dāng)類(lèi)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(duì)TLD進(jìn)行高溫退火,消除殘留信號(hào),保證測(cè)量準(zhǔn)確性。退火溫度和時(shí)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(jì)
個(gè)人劑量監(jiān)測(cè):將TLD元件正確佩戴于被測(cè)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(cè):選擇代表性采樣位置,將TLD放置于測(cè)量區(qū)域,并記錄采樣時(shí)間、地點(diǎn)等信息。
二、參數(shù)設(shè)置與校準(zhǔn)
設(shè)置測(cè)量參數(shù)
根據(jù)待測(cè)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(huì)影響熱釋光(TL)信號(hào)的強(qiáng)度和形狀,從而影響劑量計(jì)算結(jié)果。
示例參數(shù):升溫速率2℃/s,測(cè)量范圍0-250℃,讀出溫度250℃,讀出時(shí)間110s。
儀器校準(zhǔn)
使用已知輻射劑量的標(biāo)準(zhǔn)源對(duì)熱釋光劑量系統(tǒng)進(jìn)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(jì)算和數(shù)據(jù)分析。
三、樣品測(cè)量
加載樣品
小心地將處理好的TLD放入儀器的測(cè)量室中,確保位置正確且固定牢靠,避免移動(dòng)造成誤差。
啟動(dòng)測(cè)量
按照儀器操作指南啟動(dòng)測(cè)量過(guò)程。儀器會(huì)逐漸加熱TLD,并記錄釋放出的光強(qiáng)度隨溫度變化的曲線(xiàn)(即TL曲線(xiàn))。
示例流程:
空盤(pán)測(cè)量一次,觀察加熱程序是否正常,同時(shí)消除加熱盤(pán)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(dòng)測(cè)量。
數(shù)據(jù)記錄
測(cè)量完成后,保存TL曲線(xiàn)及相關(guān)數(shù)據(jù)。
區(qū)分本底信號(hào)與實(shí)際劑量信號(hào),必要時(shí)進(jìn)行校正。
四、數(shù)據(jù)處理與分析
劑量計(jì)算
利用專(zhuān)用軟件或手冊(cè)中的校準(zhǔn)曲線(xiàn)分析TL曲線(xiàn),計(jì)算出相應(yīng)的輻射劑量。
選擇合適的劑量計(jì)算方法(如單點(diǎn)法、多點(diǎn)法、擬合法),提高計(jì)算準(zhǔn)確性。
誤差分析與修正
考慮探測(cè)器的靈敏度、非線(xiàn)性響應(yīng)、背景噪聲等因素的影響,對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行誤差分析和修正。
生成報(bào)告
對(duì)多次測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(如計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)),評(píng)估測(cè)量結(jié)果的可靠性和重復(fù)性。
生成詳細(xì)測(cè)量報(bào)告,包括輻射劑量、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量條件、誤差分析等信息。
五、操作后維護(hù)
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(hào)有效傳輸。
測(cè)量結(jié)束后,對(duì)熱釋光探測(cè)器進(jìn)行清洗和去污處理,去除表面雜質(zhì)和污染物。
存儲(chǔ)條件
不使用時(shí),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(duì)于長(zhǎng)期未使用的TLD,建議重新進(jìn)行退火處理后再投入使用。
安全注意事項(xiàng)
操作過(guò)程中避免劇烈震動(dòng)或沖擊TLD,以免影響其性能。
確保所有操作在安全條件下進(jìn)行,尤其是涉及放射性物質(zhì)時(shí),必須遵守相關(guān)的輻射安全規(guī)定。
