熱釋光個人劑量儀憑借其特殊的物理原理和性能優勢,已成為現代輻射防護體系中不可少的工具。隨著材料科學的進步(如新型磷光體的開發),其靈敏度和應用范圍有望進一步拓展。
熱釋光個人劑量儀的基本工作原理解析:
1.電子激發與陷阱捕獲:當熱釋光材料受到電離輻射時,其內部電子吸收能量后從價帶躍遷至導帶,形成自由電子和空穴。部分電子在遷移過程中被晶體結構中的“陷阱”能級捕獲(這些陷阱由雜質或晶格缺陷形成),而空穴則被相反的能級俘獲。這一過程將輻射能量以電子-空穴對的形式儲存起來,形成與累積輻射劑量成正比的潛在信號。
2.加熱釋光與信號轉換:測量時,儀器通過加熱系統將材料加熱至特定溫度(通常為幾百攝氏度)。被捕獲的電子獲得足夠能量逃離陷阱,與空穴復合并釋放光子。釋放的光信號強度與初始吸收的輻射能量直接相關。隨后,光電倍增管將光信號轉化為電信號,再經數據處理單元計算得出累積輻射劑量值。此過程遵循二階動力學模型,可通過計算機自動化解譜以提高精度。
3.材料特性與校準:常用熱釋光材料如LiF:Mg,Ti晶體具有穩定的陷阱能級,確保信號長期保存。使用前需進行退火處理消除殘留劑量,并通過能響標定實現不同能量輻射的歸一化測量,從而適應多種射線的監測需求。
熱釋光個人劑量儀的使用注意事項:
1.環境控制
-避免各種溫度(>40℃或<-10℃)、濕度(<80RH)及機械沖擊,防止元件性能衰減。
-遠離強電磁場(如MRI設備),防止信號干擾。
2.操作規范
-佩戴時保持劑量儀正面朝向輻射源,避免背面受照導致低估劑量。
-禁止自行拆解或修改劑量儀結構,以免破壞密封性。
3.維護與校準
-定期清潔劑量儀外殼,使用軟布擦拭,禁用腐蝕性溶劑。
-每年至少一次送檢至法定計量機構校準,確保溯源性。
4.數據管理
-建立個人劑量檔案,連續監測同一人員需使用相同批次元件。
-發現單次劑量超過調查水平(如5mSv)時,立即啟動調查程序。
5.特殊場景處理
-中子輻射環境下需搭配中子敏感元件(如LiF(n,α))。
-短期高強度輻射任務后,優先選擇快速響應型TLD(如CaSO:Dy)。