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核辐射测量原理 (7)

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3)低能X射线及中子的剂量监测;
一般物质大都具有热释光的特性,在事故现场 可就地取材进行热释光测量,估算出事故剂量;
在日本,有人利用广岛、长崎屋顶上的砖瓦(含 有石英和长石)所具有的热释光特性,测出了1945 年原子弹爆炸时的γ射线的剂量分布;
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个人剂量计用的热释光探测器
各种个人剂量计
热释光个人剂量计佩戴示意图
材料内局部陷阱能级的位置具有深浅不同的 分布,因此,TLD样品被加热到不同的温度所发 出的光子数将不同。
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在实际测量中的一种方法是测量光子产额随 温度的变化,称为“生长曲线”;
“生长曲线”上的各个峰相应于陷阱能级的 位 置,生长曲线下的面积就是发射光子的总数,代 表了辐照剂量。
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优点:可反复循环使用
第七章 其它探测器
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本章仅对应用较广(主要在剂量监测、 高能物理,入射带电粒子径迹方面)的几 种探测器的原理、性能与应用等作一简明 的介绍,为以后进一步的深入了解提供一 些基础.
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7.1 热释光探测器(TLD)
Thermoluminescence dosimeter
上世纪60年代初以来得到发展和应用; 主要应用于剂量测量,又称作热释光剂量计; 优点:
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7.1.2、测量装置
1)加热盘 通常由厚度为0.2mm左右
的不锈钢片按一定形状冲压而 成;
2)温度传感器 常用热电偶,通常点焊
在加热盘下面的中心处;
3)滤光片 具有各自特定的透射光谱曲
线,基本上与所用TLD材料磷光 光谱相一致,使磷光能大部分通过,其它光谱则被滤去;
4)光导
5)光电倍增管
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7.1.3、应用
1)剂量监测
可用来测量较长时间的积累照射量,线性较好,可 从几十μR测到104R;
热释光元件可以做的很小,佩戴在人的各个部位, 可以分别测定各器官的受照剂量;现已成为国际上主 要的个人剂量监测仪;
2)考古、地质方面
一般陶瓷都具有热释光的特性,通过热释光测量可 以推算出陶瓷的年代;
体积小,灵敏度高,可重复使用, 测量对象广(α,β,γ,d,n,p)。
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7.1.1、工作原理
当辐射粒子入射到无机晶体,将有相当数量 的电子从满带激发到导带,产生一系列的电子与 空穴,如果陷阱密度足够大,相当一部分电子与 空穴将被陷在陷阱的局部能级之中;
经过照射后的材料内被陷住的电子和空穴的 数量就代表了射线与材料作用的累计效果;
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在测量时,将被照射过的TLD样品放在一定 的装置上加热,使样品的温度逐步上升;当达到 与陷阱能级位置相应的某一温度时,在陷阱上的 电子与空穴就会被释放出来,并且在复合时发出 光子(磷光);
至于电子和空穴哪种先释放,取决于电子与 空穴所在陷阱各自与导带底部及满带顶部的距离;
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理论上,每一对被俘获的电子、空穴在加热 复合时都将发出一个光子,因此,加热发出的总 光子数就代表TLD样品在辐照过程中被陷住的总 电子、空穴对数,而这个数量是决定于辐照剂量 的;因此,测量TLD样品加热后发出的总光子 数,就可以测出它所接受的辐照剂量;














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如果把TLD样品的温度升到足够高,所有 陷阱上的电子或空穴都将被释放,那么样品受过 辐照的“记录”也被抹去了。
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挑选TLD材料的要求:
必须考虑材料的陷阱深度和原子序数; 俘获在较浅陷阱中的电子,在室温下,将有
较大的概率逸出陷阱,释放出贮存的能量(衰 退);
在各种TLD材料中,公认LiF最受欢迎:常 温下几年也不衰退,平均原子序数低,与空气 和人体组织的平均原子序数差不多,能量响应 好,LiF小薄片被普遍用作个人剂量计;
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