热释光剂量计的特性及使用方法
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512 与普通测量方法比较 浅层土壤因样品量大 ,可制成与 标准物质类似的体积 ,直接用与标准物质比较的方法可以求出 其活度 ,此方法分析的大气沉降物中137Cs 的活度浓度与取 30 g 用上述质量效率分析的相同土壤中137 Cs 活度浓度没有差别 , 1995 年谱仪法测的一 、二季度沉降量与 1994 年化学法测的一 、 二季度沉降量处在同一数量级水平 。
中国辐射卫生 2004 年 9 月第 13 卷第 3 期 Chin J Radiol Health ,Sept 2004 ,Vol 13 ,No 3
热释光剂量计的特性及使用方法
·219 · 【监测技术】
李宝廷 ,石二为 ,李顺福
中图分类号 :TL818 文献标识码 :B 文章编号 :1004 - 714X(2004) 03 - 0219 - 02
【关键词】 热释光剂量计 ;磷光体特性 ;使用方法
热释光剂量计是利用某些磷光体在制备过程中加进某些 杂质 ,在磷光体内形成空穴 ,当热释光剂量计在辐射场中受到 射线的辐照后 ,射线的能量被储存在这些空穴中 ,当在专门的 测量仪上测量时 ,经对剂量计加热 ,储存在空穴中的射线能量 便以光的形式释放出来 ,该光的强度与接受的能量成正比 (照 射量) ,热释光由此而得名 (TL) 。按其转换原理 ,热释光剂量计 测的是射线的能量 ,但由于是用照射量方法刻度的 ,所以测量 值采用的单位是伦琴 (R) 。
1999 年至 2002 年一 、二季度大气沉降物中137 Cs 的沉降量大部 分低于 1995 年一 、二季度137Cs 的沉降量 ,与 1994 年我们用化学 法测的一季度为 0170 Bq·m - 2 ,二季度为 0159 Bq·m- 2接近 。在 近年大气沉降物中137Cs 活度见表 2 。
1 分类
作者单位 :辽宁省疾病预防控制中心 ,辽宁 沈阳 110005 作者简介 :李宝廷 ,男 ,辽宁海城人 ,主任技师 ,从事辐射防护与剂量研
究工作 。
热释光按其性质 、形状 、方式大体可分为 : ①按原子序数可 分为高原子序数磷光体 ;中原子序数磷光体 ;低原子序数磷光 体 。 ②按形状可分为粉末状 、片状 、玻璃棒等 ; ③按佩戴形式可 分为笔式 、徽章式 、项链式等 ; ④按用途可分为个人剂量计和环 境剂量计 。
0. 42 ±0. 06
1. 51
西
南 2002 北
0. 66 ±0. 05 0. 56 ±0. 07
0. 40 ±0. 06 0. 44 ±0. 06
1. 03
412 大气沉降物与浅层土壤中137Cs 活度浓度比较 大气沉降 物中137 Cs 的活度浓度范围为 0165～6175 Bq·kg - 1 ,平均值为 3118 Bq·kg- 1 ;收集大气沉降物楼前的浅层土壤中137 Cs 的活度 浓度范围为 0175～0195 Bq·kg- 1 ,平均值为 0185 Bq·kg - 1 ,取 30 g 用上述质量效率分析的相 同 土 壤 中137 Cs 平 均 活 度 浓 度 为
不同性质的热释光磷光体有各自的特点 ,使用时应首先了 解和明确监测目的 ,其次是正确选择热释光磷光体 ,对热释光 磷光体应掌握其的线性 、灵敏度 、能量响应 、方向性 、发光峰位 置 、退火条件 、自衰退和自增长等 ,以免给结果的评价造成麻 烦。
3 使用方法 311 退火 热释光剂量计是利用晶体中的空穴储存射线的能 量而估计射线的照射剂量的 ,因而每次测量后需经退火将残留 剂量去除 ,以免影响下一次的使用 ,不同的热释光剂量计需要 不同的退火温度 ,所以温度的选择是十分重要的 ,温度高了可 能损坏剂量元件 ,反之 ,温度低了残留剂量去除不净 ,所以退火 装置的温度要严格控制 ,尤其具有多个发光峰的热释光元件 , 需在不同温度下多次退火 ,所以更应慎重 。对于有些片状的剂 量元件 ,退火时还应注意元件的变形问题 ,否则会影响测量结 果 。一般情况下 ,退火后对剂量元件迅速降温 ,可提高剂量元 件的灵敏度 (玻璃管的剂量计须注意爆裂问题间响 应是不同的 (特征发光峰) ,即不同的能量区间计数率有别 ,但 在实际应用时 ,辐射场的能谱各自不同 ,为使用和评价方便需 进行能响刻度 ,使其归一化 ,即无论在任何能量下 ,读数值是一 致的 ,因而一些热释光元件在投放使用前要做能量补偿 ,用一 些金属材料 ,根据需要制成不同形状的能响补偿器 ,削去突起 峰 ,将发光曲线拉直 ,使其适用于任何辐射场的测量需要 。
年份
样品数
范围
平均值1)
1999
8
0. 65～2. 07
1. 44
2000
7
0. 85～6. 14
3. 63
2001
3
1. 30～6. 75
3. 59
2002
4
3. 37～6. 32
4. 04
楼前土壤
2
0. 75～0. 95
0. 85
土 壤2)
10
0. 14～2. 01
0. 91
注 :1) 1999～2002 年为年平均值 ;2) 山东省部分地区土壤样品。
1982. [2 ] 张连平. 环境样品中锶 - 90 、铯 - 137 的联合分析测定. 放
射医学检验监测手册 [ M] . 青岛 : 青岛出版社 ,1987 ,231 -
239. [3 ] 中华人民共和国卫生部. 中国环境放射性水平及卫生学评
价[M] . 北京 :人民卫生出版社 ,1992 ,198 - 206. (收稿日期 :2004 - 02 - 22)
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中国辐射卫生 2004 年 9 月第 13 卷第 3 期 Chin J Radiol Health ,Sept 2004 ,Vol 13 ,No 3
时耗费的时间较多 ,尤其是同一 K值的元件 ,在需要量较大时 很难满足 。
徽章式 、笔式和项链式剂量计在使用上没有什么区别 ,可 根据佩戴方式选择 。
东 0. 60 ±0. 14 0. 71 ±0. 06 0. 06 ±0. 01 0. 15 ±0. 02 2000 西 0. 59 ±0. 14 1. 08 ±0. 20 0. 07 ±0. 02 0. 13 ±0. 01 1. 70
东
2001 + 0. 71 ±0. 07 0. 38 ±0. 05
5 结论 511 分析方法可行性 用国防科工委放射性计量一级站提供 的标准物质做的质量 —效率曲线相关性好 ,基质和沉降灰的基 质 (含有再悬浮的土壤颗粒) 相类似 ,所收集沉降灰样品质量在 15～120 g 之间 ,大部分在 30 g 左右 ,因此137Cs 的子体137mBi 发出
的 66116 keV 的γ射线自吸收影响造成的差别可以忽略 。此方 法的探测下限为 113 ×10 - 2 Bq ,可以测量较低活度的少量沉降 物样品中低活度的137Cs 放射性 。 表 3 大气沉降物与浅层土壤中137Cs 活度浓度比较 (Bq·kg - 1)
513 大气沉降物监测 近年来大气环境中137Cs 沉降量处在较 低水平的波动状态 ,在大风 、干燥的春夏季 (济南) 137 Cs 沉降量 明显高于其他季节 。
参考文献 :
[ 1 ] UNSCEAR. Sources and effects of radiation[M] . New York : UN ,
0183 Bq·kg- 1 ;山东省部分地区浅层土壤中137 Cs 的活度浓度范 围为 0114～2110 Bq·kg- 1 ,平均值为 0191 Bq·kg - 1 。大气沉降 物137Cs 活度浓度高于浅层土壤中137 Cs 活度浓度 。大气沉降物
与浅层土壤中137Cs 活度浓度比较见表 3 。
【摘要】 目的 通过对热释光剂量计和热释光磷光体性能及使用方法的介绍 ,使其能够在放射防护中得到科学 正确的使用 。方法 对热释光剂量计和热释光磷光体的能量响应 、线性范围等十几项技术指标进行了叙述并对使用 方法作了详细介绍 ,有助于使用者在实践中有借鉴作用 。结果 热释光剂量计可以在个人剂量监测 、环境辐射水平监 测等方面得到广泛应用 ,但对其在性能和使用方法中要注意有关事项 ,正确的使用和进一步的开发可以使其发挥更大 的作用 。结论 热释光剂量计作为一种简单 、方便 、实用 、有效的剂量测量手段已在个人剂量监测中得到普及应用 ,根 据有关研究和试验报道在能量测定 、辐射场标定 、事故中的剂量估算等方面也将有所作为 。
313 自增长和自衰退 由于热释光剂量计是累积测量 ,一般 要几个月的周期 ,期间剂量计的自增长和自衰退将影响最后的 测量结果准确性 ,如果二者能相互抵消 ,对结果的影响不大 ,如 果二者出入较大 ,就需进行校正 ,所以自增长和自衰退的实验 需在特殊的条件下进行 ,如低本底铅室内 。尤其是低水平的测 量。 314 方向性响应 一些剂量计受自身形状的限制 ,在辐射场 中对于来自不同方向的射线由于接触面的大小有区别 ,所记录 的剂量有大小的不同 ,尤其是在不同方向存在的时间不同时更 为重要 (事实上无法做到各向同性) 。所以也需要特殊处理 。 315 线性刻度 不同灵敏度的剂量计测量线性是有区别的 , 超线性的区域的测量结果同样影响较大 ,所以 ,使用时一定要 选择好合适的剂量元件 ,使其工作范围完全落在线性区内 。 316 防止污染 所有的剂量元件都忌讳污染 (沾染) ,如玻璃 管的元件 ,直接用手触摸就会增加假计数 ;粉末状的 ,在混入灰 尘 ,会降低其灵敏度 。使用前的处理 ,如退火 、滤洗是非常必要 的。 317 避光 热释光元件的光增长和光衰退是非常显著的 ,尤 其是照射后的元件更应注意 ,测量时要防止光的直接照射 ,尤 其是太阳光 (因为太阳光内有较强的紫外线成分) 。环境剂量 计的外包装盒最好是白色的 。 318 伴随 (对照) 剂量计 在一些低水平的测量中 ,伴随剂量 计的使用是不可忽略的 ,有些剂量计异地使用需邮寄 ,因而在 整个邮寄的往返过程 ,伴随剂量计一定要同时邮寄 ;由于个人 剂量监测时 ,实验室需将同一 K 值的剂量计放置在辐射水平 相近的场所 ,在对佩戴后剂量计测量时减去其本底值 ;环境剂 量计则需要将同一 K值的剂量计放置在低本底铅室内 。 319 K值的标定 无论何种剂量元件在使用前都须标定其响 应倍数 ( K值) ,以便在测量后估计其照射剂量的数值 ,一般情 况下是在放射源60Co 下刻度 ,即照射一定的剂量 ,然后用测量 值除以照射剂量 ,其商即为该剂量元件的响应倍数一 K 值 。K 值越大说明剂量元件的灵敏度越高 ,探测下限越低 。 3110 分散度 分散度是表征一批剂量元件对于某一确定的 照射剂量测量的结果集中情况 ,分散度越小 ,说明该批元件在 同一 K值的数量越大 ,另外一点 ,分散度越小 ,对于同批剂量 元件 ,同时应用于实际测量时得出的结果具有可比性 ,一般情 况下 ,在 10 %以内即可 ,5 %以内则更佳 ,如果应用于放射治疗 的剂量测量时 ,则应在 2 %以内 。(由于某些客观原因的制约 , 应用于放射治疗的剂量测量目前还不多见 。) 3111 能量测量 早期的热释光剂量计只限于照射剂量的测 量 ,但随着应用范围的扩大和使用要求的扩展 ,热释光剂量计 除具有照射剂量测量的功能外 ,还需同时给出所测源项的能量 范围 ,尤其是在对未知源项的测量中 ,但能量的测量需对所使 用的剂量计进行一定的变化或补充 ,如利用几种不同剂量元件 的特征峰的区别 (能差法) 来确定能量 。
中国辐射卫生 2004 年 9 月第 13 卷第 3 期 Chin J Radiol Health ,Sept 2004 ,Vol 13 ,No 3
热释光剂量计的特性及使用方法
·219 · 【监测技术】
李宝廷 ,石二为 ,李顺福
中图分类号 :TL818 文献标识码 :B 文章编号 :1004 - 714X(2004) 03 - 0219 - 02
【关键词】 热释光剂量计 ;磷光体特性 ;使用方法
热释光剂量计是利用某些磷光体在制备过程中加进某些 杂质 ,在磷光体内形成空穴 ,当热释光剂量计在辐射场中受到 射线的辐照后 ,射线的能量被储存在这些空穴中 ,当在专门的 测量仪上测量时 ,经对剂量计加热 ,储存在空穴中的射线能量 便以光的形式释放出来 ,该光的强度与接受的能量成正比 (照 射量) ,热释光由此而得名 (TL) 。按其转换原理 ,热释光剂量计 测的是射线的能量 ,但由于是用照射量方法刻度的 ,所以测量 值采用的单位是伦琴 (R) 。
1999 年至 2002 年一 、二季度大气沉降物中137 Cs 的沉降量大部 分低于 1995 年一 、二季度137Cs 的沉降量 ,与 1994 年我们用化学 法测的一季度为 0170 Bq·m - 2 ,二季度为 0159 Bq·m- 2接近 。在 近年大气沉降物中137Cs 活度见表 2 。
1 分类
作者单位 :辽宁省疾病预防控制中心 ,辽宁 沈阳 110005 作者简介 :李宝廷 ,男 ,辽宁海城人 ,主任技师 ,从事辐射防护与剂量研
究工作 。
热释光按其性质 、形状 、方式大体可分为 : ①按原子序数可 分为高原子序数磷光体 ;中原子序数磷光体 ;低原子序数磷光 体 。 ②按形状可分为粉末状 、片状 、玻璃棒等 ; ③按佩戴形式可 分为笔式 、徽章式 、项链式等 ; ④按用途可分为个人剂量计和环 境剂量计 。
0. 42 ±0. 06
1. 51
西
南 2002 北
0. 66 ±0. 05 0. 56 ±0. 07
0. 40 ±0. 06 0. 44 ±0. 06
1. 03
412 大气沉降物与浅层土壤中137Cs 活度浓度比较 大气沉降 物中137 Cs 的活度浓度范围为 0165～6175 Bq·kg - 1 ,平均值为 3118 Bq·kg- 1 ;收集大气沉降物楼前的浅层土壤中137 Cs 的活度 浓度范围为 0175～0195 Bq·kg- 1 ,平均值为 0185 Bq·kg - 1 ,取 30 g 用上述质量效率分析的相 同 土 壤 中137 Cs 平 均 活 度 浓 度 为
不同性质的热释光磷光体有各自的特点 ,使用时应首先了 解和明确监测目的 ,其次是正确选择热释光磷光体 ,对热释光 磷光体应掌握其的线性 、灵敏度 、能量响应 、方向性 、发光峰位 置 、退火条件 、自衰退和自增长等 ,以免给结果的评价造成麻 烦。
3 使用方法 311 退火 热释光剂量计是利用晶体中的空穴储存射线的能 量而估计射线的照射剂量的 ,因而每次测量后需经退火将残留 剂量去除 ,以免影响下一次的使用 ,不同的热释光剂量计需要 不同的退火温度 ,所以温度的选择是十分重要的 ,温度高了可 能损坏剂量元件 ,反之 ,温度低了残留剂量去除不净 ,所以退火 装置的温度要严格控制 ,尤其具有多个发光峰的热释光元件 , 需在不同温度下多次退火 ,所以更应慎重 。对于有些片状的剂 量元件 ,退火时还应注意元件的变形问题 ,否则会影响测量结 果 。一般情况下 ,退火后对剂量元件迅速降温 ,可提高剂量元 件的灵敏度 (玻璃管的剂量计须注意爆裂问题间响 应是不同的 (特征发光峰) ,即不同的能量区间计数率有别 ,但 在实际应用时 ,辐射场的能谱各自不同 ,为使用和评价方便需 进行能响刻度 ,使其归一化 ,即无论在任何能量下 ,读数值是一 致的 ,因而一些热释光元件在投放使用前要做能量补偿 ,用一 些金属材料 ,根据需要制成不同形状的能响补偿器 ,削去突起 峰 ,将发光曲线拉直 ,使其适用于任何辐射场的测量需要 。
年份
样品数
范围
平均值1)
1999
8
0. 65～2. 07
1. 44
2000
7
0. 85～6. 14
3. 63
2001
3
1. 30～6. 75
3. 59
2002
4
3. 37～6. 32
4. 04
楼前土壤
2
0. 75～0. 95
0. 85
土 壤2)
10
0. 14～2. 01
0. 91
注 :1) 1999～2002 年为年平均值 ;2) 山东省部分地区土壤样品。
1982. [2 ] 张连平. 环境样品中锶 - 90 、铯 - 137 的联合分析测定. 放
射医学检验监测手册 [ M] . 青岛 : 青岛出版社 ,1987 ,231 -
239. [3 ] 中华人民共和国卫生部. 中国环境放射性水平及卫生学评
价[M] . 北京 :人民卫生出版社 ,1992 ,198 - 206. (收稿日期 :2004 - 02 - 22)
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中国辐射卫生 2004 年 9 月第 13 卷第 3 期 Chin J Radiol Health ,Sept 2004 ,Vol 13 ,No 3
时耗费的时间较多 ,尤其是同一 K值的元件 ,在需要量较大时 很难满足 。
徽章式 、笔式和项链式剂量计在使用上没有什么区别 ,可 根据佩戴方式选择 。
东 0. 60 ±0. 14 0. 71 ±0. 06 0. 06 ±0. 01 0. 15 ±0. 02 2000 西 0. 59 ±0. 14 1. 08 ±0. 20 0. 07 ±0. 02 0. 13 ±0. 01 1. 70
东
2001 + 0. 71 ±0. 07 0. 38 ±0. 05
5 结论 511 分析方法可行性 用国防科工委放射性计量一级站提供 的标准物质做的质量 —效率曲线相关性好 ,基质和沉降灰的基 质 (含有再悬浮的土壤颗粒) 相类似 ,所收集沉降灰样品质量在 15～120 g 之间 ,大部分在 30 g 左右 ,因此137Cs 的子体137mBi 发出
的 66116 keV 的γ射线自吸收影响造成的差别可以忽略 。此方 法的探测下限为 113 ×10 - 2 Bq ,可以测量较低活度的少量沉降 物样品中低活度的137Cs 放射性 。 表 3 大气沉降物与浅层土壤中137Cs 活度浓度比较 (Bq·kg - 1)
513 大气沉降物监测 近年来大气环境中137Cs 沉降量处在较 低水平的波动状态 ,在大风 、干燥的春夏季 (济南) 137 Cs 沉降量 明显高于其他季节 。
参考文献 :
[ 1 ] UNSCEAR. Sources and effects of radiation[M] . New York : UN ,
0183 Bq·kg- 1 ;山东省部分地区浅层土壤中137 Cs 的活度浓度范 围为 0114～2110 Bq·kg- 1 ,平均值为 0191 Bq·kg - 1 。大气沉降 物137Cs 活度浓度高于浅层土壤中137 Cs 活度浓度 。大气沉降物
与浅层土壤中137Cs 活度浓度比较见表 3 。
【摘要】 目的 通过对热释光剂量计和热释光磷光体性能及使用方法的介绍 ,使其能够在放射防护中得到科学 正确的使用 。方法 对热释光剂量计和热释光磷光体的能量响应 、线性范围等十几项技术指标进行了叙述并对使用 方法作了详细介绍 ,有助于使用者在实践中有借鉴作用 。结果 热释光剂量计可以在个人剂量监测 、环境辐射水平监 测等方面得到广泛应用 ,但对其在性能和使用方法中要注意有关事项 ,正确的使用和进一步的开发可以使其发挥更大 的作用 。结论 热释光剂量计作为一种简单 、方便 、实用 、有效的剂量测量手段已在个人剂量监测中得到普及应用 ,根 据有关研究和试验报道在能量测定 、辐射场标定 、事故中的剂量估算等方面也将有所作为 。
313 自增长和自衰退 由于热释光剂量计是累积测量 ,一般 要几个月的周期 ,期间剂量计的自增长和自衰退将影响最后的 测量结果准确性 ,如果二者能相互抵消 ,对结果的影响不大 ,如 果二者出入较大 ,就需进行校正 ,所以自增长和自衰退的实验 需在特殊的条件下进行 ,如低本底铅室内 。尤其是低水平的测 量。 314 方向性响应 一些剂量计受自身形状的限制 ,在辐射场 中对于来自不同方向的射线由于接触面的大小有区别 ,所记录 的剂量有大小的不同 ,尤其是在不同方向存在的时间不同时更 为重要 (事实上无法做到各向同性) 。所以也需要特殊处理 。 315 线性刻度 不同灵敏度的剂量计测量线性是有区别的 , 超线性的区域的测量结果同样影响较大 ,所以 ,使用时一定要 选择好合适的剂量元件 ,使其工作范围完全落在线性区内 。 316 防止污染 所有的剂量元件都忌讳污染 (沾染) ,如玻璃 管的元件 ,直接用手触摸就会增加假计数 ;粉末状的 ,在混入灰 尘 ,会降低其灵敏度 。使用前的处理 ,如退火 、滤洗是非常必要 的。 317 避光 热释光元件的光增长和光衰退是非常显著的 ,尤 其是照射后的元件更应注意 ,测量时要防止光的直接照射 ,尤 其是太阳光 (因为太阳光内有较强的紫外线成分) 。环境剂量 计的外包装盒最好是白色的 。 318 伴随 (对照) 剂量计 在一些低水平的测量中 ,伴随剂量 计的使用是不可忽略的 ,有些剂量计异地使用需邮寄 ,因而在 整个邮寄的往返过程 ,伴随剂量计一定要同时邮寄 ;由于个人 剂量监测时 ,实验室需将同一 K 值的剂量计放置在辐射水平 相近的场所 ,在对佩戴后剂量计测量时减去其本底值 ;环境剂 量计则需要将同一 K值的剂量计放置在低本底铅室内 。 319 K值的标定 无论何种剂量元件在使用前都须标定其响 应倍数 ( K值) ,以便在测量后估计其照射剂量的数值 ,一般情 况下是在放射源60Co 下刻度 ,即照射一定的剂量 ,然后用测量 值除以照射剂量 ,其商即为该剂量元件的响应倍数一 K 值 。K 值越大说明剂量元件的灵敏度越高 ,探测下限越低 。 3110 分散度 分散度是表征一批剂量元件对于某一确定的 照射剂量测量的结果集中情况 ,分散度越小 ,说明该批元件在 同一 K值的数量越大 ,另外一点 ,分散度越小 ,对于同批剂量 元件 ,同时应用于实际测量时得出的结果具有可比性 ,一般情 况下 ,在 10 %以内即可 ,5 %以内则更佳 ,如果应用于放射治疗 的剂量测量时 ,则应在 2 %以内 。(由于某些客观原因的制约 , 应用于放射治疗的剂量测量目前还不多见 。) 3111 能量测量 早期的热释光剂量计只限于照射剂量的测 量 ,但随着应用范围的扩大和使用要求的扩展 ,热释光剂量计 除具有照射剂量测量的功能外 ,还需同时给出所测源项的能量 范围 ,尤其是在对未知源项的测量中 ,但能量的测量需对所使 用的剂量计进行一定的变化或补充 ,如利用几种不同剂量元件 的特征峰的区别 (能差法) 来确定能量 。
