熱釋光劑量測試系統(tǒng)的核心是熱釋光劑量計(TLD),它通常由含有微量雜質(zhì)的晶體材料制成,如鋰輝石、鈣氟化物等。當(dāng)這些晶體受到電離輻射照射時,晶格中的電子會被激發(fā)到高能態(tài),并被雜質(zhì)中心捕獲,形成穩(wěn)定的色心。色心的數(shù)量與接受到的輻射劑量成正比。通過加熱晶體,可以使色心中的電子返回到基態(tài),并釋放出光子(發(fā)光)。釋放的光子數(shù)量與之前吸收的輻射劑量直接相關(guān),因此通過測量發(fā)光強度,可以推算出樣品所受的輻射劑量。

1.TLD探測器:這是整個系統(tǒng)的核心部分,負責(zé)吸收輻射并儲存能量。常用的TLD材料包括LiF、CaF2和Li2B4O7等。
2.加熱裝置:用于加熱TLD探測器,使其釋放出儲存的能量。加熱方式可以是電阻加熱、感應(yīng)加熱或者紅外加熱等。
3.光電倍增管(PMT):將TLD發(fā)出的微弱光信號轉(zhuǎn)換為電信號,并進行放大。
4.多道分析器(MCA):對PMT輸出的電信號進行脈沖高度分析,生成能譜圖。
5.讀出裝置:包括PMT、高壓電源、放大器和甄別器等,用于讀取TLD的信號。
6.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):接收多道分析器的輸出數(shù)據(jù),進行進一步處理和分析,計算出輻射劑量。
7.機械裝置:實現(xiàn)TLD的自動傳送和定位,提高測量效率和準(zhǔn)確性。
8.軟件系統(tǒng):控制整個系統(tǒng)的運行,包括TLD的篩選、加熱、測量、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果顯示等功能。
9.屏蔽設(shè)施:為了防止外界輻射干擾,TLD讀出器通常安裝在帶有屏蔽設(shè)施的暗室內(nèi)。
應(yīng)用實例:
1.個人劑量監(jiān)測:TLD系統(tǒng)常用于核電站工作人員、放射科醫(yī)生及患者的個人劑量監(jiān)測,以確保他們在安全范圍內(nèi)工作或接受治療。
2.環(huán)境監(jiān)測:在核事故后,TLD可用于監(jiān)測環(huán)境中的輻射水平,評估污染程度。
3.醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制:在醫(yī)療領(lǐng)域,TLD可用于校準(zhǔn)X射線機和其他放療設(shè)備,確保其輸出劑量的準(zhǔn)確性。
4.科學(xué)研究:在實驗室條件下,TLD可用于精確測量各種放射源的劑量率,支持基礎(chǔ)科學(xué)研究。
熱釋光劑量測試系統(tǒng)的優(yōu)點:
1.高靈敏度:TLD能夠檢測非常低的輻射劑量,適用于長期監(jiān)測和個人劑量評估。
2.穩(wěn)定性好:TLD材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度,不易受環(huán)境因素影響。
3.可重復(fù)使用:經(jīng)過適當(dāng)?shù)耐嘶鹛幚砗螅琓LD可以多次使用,降低了成本。
4.廣泛的能量響應(yīng)范圍:TLD對不同能量的輻射都有較好的響應(yīng)能力。