在涉及輻射的諸多領(lǐng)域,如核能利用、放射醫(yī)學(xué)、輻射防護等,準確測量輻射劑量至關(guān)重要,而熱釋光劑量儀在其中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
熱釋光劑量儀基于熱釋光原理工作。當(dāng)某些晶體材料受到電離輻射照射時,其內(nèi)部的晶格結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化,形成大量的不穩(wěn)定的缺陷和陷阱,這些陷阱會捕獲電子或空穴等電荷載體。當(dāng)再次對晶體進行加熱時,這些被捕獲的電荷會獲得足夠的能量從陷阱中逸出,并與晶體中的其他中心復(fù)合,同時釋放出光子,這種現(xiàn)象被稱為熱釋光。熱釋光的強度與晶體所接收的輻射劑量成正比關(guān)系。通過測量熱釋光的強度,就可以反推出晶體曾經(jīng)接受的輻射劑量。例如,在核電站工作人員佩戴的個人劑量監(jiān)測中,設(shè)備中的晶體吸收工作人員所處的輻射環(huán)境中的電離輻射,后續(xù)通過加熱晶體并測量熱釋光強度來確定工作人員的輻射劑量。
從結(jié)構(gòu)組成來看,主要由熱釋光探測器、加熱裝置、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成。熱釋光探測器是核心部件,通常采用對熱釋光靈敏的晶體材料,如 LiF(氟化鋰)等。加熱裝置用于對探測器進行溫度控制和加熱,使晶體能夠順利釋放出熱釋光。光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)一般包含光電倍增管等器件,它將晶體釋放的微弱的熱釋光信號轉(zhuǎn)換為電信號。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)則負責(zé)對轉(zhuǎn)換后的電信號進行放大、處理和分析,得出輻射劑量的數(shù)值,并將結(jié)果顯示在操作界面上。
在實際應(yīng)用中,有著廣泛的使用場景。在放射治療領(lǐng)域,它被用于測量患者接受的放射治療劑量,確保治療劑量的準確性,既能有效殺死癌細胞,又能較大程度地保護正常組織。在核工業(yè)中,對從事放射性物質(zhì)操作的工作人員進行個人劑量監(jiān)測,長期累積的輻射劑量數(shù)據(jù)對于評估工作人員的健康風(fēng)險和采取合理的防護措施具有重要意義。在環(huán)境監(jiān)測方面,它可以檢測土壤、水源等環(huán)境中的輻射水平,為評估核事故等對環(huán)境的影響提供數(shù)據(jù)支持。
操作熱釋光劑量儀需要專業(yè)的知識和嚴格的操作規(guī)范。在使用前,要對劑量儀進行校準,確保其測量的準確性。將熱釋光探測器放置在需要測量的輻射環(huán)境中合適的位置,保證其能夠充分接收輻射。測量結(jié)束后,按照設(shè)定的程序?qū)μ綔y器進行加熱和信號讀取,要注意加熱溫度和時間的控制,以避免因加熱不當(dāng)導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。
總之,熱釋光劑量儀作為一種高精度的輻射劑量測量工具,在保障公眾健康、安全利用核能以及環(huán)境保護等方面有著不可替代的作用,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,它將在更多領(lǐng)域展現(xiàn)出更大的價值。
