热释光剂量计(Thermoluminescent Dosimetry,简称TLD)是一种利用热释荧光材料记录辐射剂量的被动式剂量计。以下是其原理、个人剂量计的刻度、环境测量的关联量以及刻度过程的组成部分:
TLD测量吸收剂量的原理:
- 电离辐射的作用:当TLD材料(通常是掺杂锂的铝酸钡或硫酸钡等晶体)暴露于电离辐射时,辐射能量被材料吸收,导致电子从价带激发到导带。
- 陷阱捕获:激发的电子在返回价带之前可能被晶体中的缺陷捕获,形成“陷阱”。
- 热释光现象:加热这些材料时,被困的电子获得足够的能量逃逸陷阱并返回价带,在此过程中释放出的能量以光的形式发出,这种现象称为热释光(TL)。
- 测量光强度:通过测量热释光的强度,可以确定材料吸收的辐射剂量。光强与吸收剂量成正比。
个人剂量计的刻度:
- 个人剂量当量(Personal Dose Equivalent, H*(p)):这是考虑了辐射类型和组织对辐射敏感度的剂量当量,用于保护个人免受辐射伤害。
- 有效剂量(Effective Dose, E):基于不同器官对辐射的敏感性和受到的剂量当量,计算出的全身平均剂量当量,用于评估辐射对人体的总体健康影响。
测量环境的关联量:
- 空气比释动能(Air Kerma, K_a):空气中的比释动能,与辐射源强度和距离有关。
- 吸收剂量(Absorbed Dose, D):物质中单位质量吸收的辐射能量。
- 剂量率(Dose Rate):单位时间内的剂量。
刻度过程的组成部分:
- 辐射校准:使用标准辐射源对TLD进行辐照,确定TLD信号与吸收剂量之间的关系。
- 数据记录:将TLD佩戴在适当的位置,记录个人的辐射暴露情况。
- 读取和分析:收集TLD,通过加热并测量释放出的光量来读取剂量。
- 数据分析:将测量的光强转换为吸收剂量,可能需要考虑个体差异、环境因素等。
- 质量控制:确保测量的准确性和重复性,包括定期校准和维护设备。
TLD广泛应用于医疗、工业、核能以及空间探索等领域,因其稳定性好、成本相对较低且能够提供长期剂量监测而被广泛使用。刻度过程需要严格按照规定进行,以确保剂量测量的准确性和可靠性。