热释光外照射个人剂量监测技术的【实验・监测与检验】质量保证Study of perfor mance guarantee in T L individual irradiati on dose monit oring贾育新,麦维基,刘小莲,林海辉,邱美娇J ia Yu 2xin,M ai W ei 2ji,L iu X iao 2lian,L in Hai 2hui,Q iu M ei 2jiao摘要 为保证热释光测量数据的准确性,应对探测器的选择和定期筛选、测量过程的质量保证、刻度中的质量控制、盲样比对质量控制四环节,加强质量控制,以提供可靠检测数据。
关键词 T LD 外照射;测量系统;质量控制中国图书资料分类号:R144 文献标识码:A 文章编号:1004-1257(2008)14-1385-03Subject Study of perfor mance guarantee in T L individual irradiati on dose monit oringAuthors J ia Yu 2xin,M ai W ei 2ji,L iu X iao 2lian,et al .(Guangdong Institute of O ccupational D isease Prevention and T reat m ent,Guangzhou,510300,China )Abstract To ensure the accuracy of T L data in individual irradiati on dose monit oring,four as pects of quality contr ol (the choices of detect ors and peri odic screening,quality assurance in measurement p r ocess,quality contr ol of calibrati on and blind 2sa mp les compari 2s on )should be strengthened t o p r ovide t o p r ovide reliable data of detecti on .Key words Ther molu m inescence extrnal irradiati on;M easuer ment syste m;Quality contr ol作者简介:贾育新,女,副主任技师,主要从事放射防护工作。
作者单位:广东省职业病防治院,广州市510300 外照射个人剂量监测是指在放射性工作场所对工作人员受照剂量的监测,我国《中华人民共和国职业病防治法》、《职业性外照射个人剂量监测规范》等相关法律法规的颁布要求进一步加强放射性工作人员个人剂量监测质量控制。
根据几年来个人剂量监测质量控制的初步探索,从以下几方面经验加强监测质量控制。
1 探测器的选择和定期筛选一般情况下,应选择本底低、灵敏度高、能量响应好、组织等效性好、稳定性好、重复使用性好的个人剂量探测器。
热释光剂量计(T LD )由于上述性能较好且廉价,是目前常用的外照射个人剂量计。
我单位采用FJ 2427A l 型热释光剂量仪、L iF (Mg,Cu,P )热释光元件,L iF (M g,Cu,P )有效原子序数为8.2,与软组织(7.4)很接近,有本底较低、灵敏度高、对紫外线不敏感、不易潮解、重复使用性好等优点。
T LD 探测器系统要经过严格筛选,初次选择应作性能测试试验,按照G B 10264-88“个人和环境监测用热释光剂量测量系统”要求,对热释光(T L )探测器批均匀性、重复性、线性度、剂量计在在各种气候条件下的稳定性、探测阈、自辐照、残余、光照对剂量计的影响、对光子能量响应、对β射线能量响应、无向性性能进行检测,同时对读出器作电源电压和频率的影响、电压瞬变的影响、气候条件对读出器的影响、振动对读出器的影响、跌落对读出器的影响、漏光对读出器的影响等性能检测。
使用中要做比对实验使离散度控制在±5%以内,T LD 探测器在使用过程中要进行定期筛选,筛选周期为一二年。
筛选时可选用137Cs 源和60Co 源,比对时一般在刻度辐射场选用5个剂量点,使剂量范围覆盖待测T LD 剂量范围,每个剂量点放5～10枚平行T L 探测器,照射剂量大小与分散性有一定关系,辐射剂量太小时,分散性会变大;辐射剂量太大时,残余本底过大,需要增加退火次数来去掉残余信号。
一般照射剂量的选择使T LD 读数有一位整数即1～3之间,对L iF (Mg,Cu,P )探测器,照射剂量取0.5～5mGy,在实际工作中,筛选的探测器的分散性大小与使用方法有关,对个人剂量测量,分散性可取为15%;对环境剂量测量,分散性≤3%;对放疗剂量测量用探测器筛选的分散性取2%。
T LD 探测器系统的筛选是一项重要的工作,它影响到测量质量的好坏,要求测量工作人员具备熟练的测量技术。
2 测量过程的质量保证热释光测量的质量关键在于多次长期使用中的稳定性,这与仪器参考光源的稳定性、高压的稳定度、光学系统的稳定性、光电倍增管的稳定性、加热盘的性能与维护、测量程序的控制以及测量气氛等诸多因素有着密切的关系,但更重要的是与测量人员的具体操作质量有关。
我们根据工作中质量控制的经验,总结4点经验以提高测量质量。
2.1 光源读数稳定性的控制 影响参考光源读数稳定的因素有实验室的环境温度、湿度,光学系统的清洁度,参考光源本身的清洁度,以及光电倍增管灵敏度的稳定性等,其中在测量过程中,易受污染的光学系统主要是滤光片,滤光片被污染,透光率下降,测量的T L 值就变得非常不可靠了,应保持光路的各个光学器件的清洁度,特别是滤光片的清洁度。
保持光路清洁只有通过清洗方法进行。
滤光片清洗一般采用白绸布加少量乙醇的方法进行。
实际测量中,测量前要先清洗1次;若连续测量几天、甚至几十天,那么,滤光片最好一天清洗1次(测1000个元件左右)。
在整个测量中应尽量避免滤光片被污染。
例如清洗加热盘时,要进行加热干燥的处理工作,最好是在仪器的外部加热,防止有害气体污染滤光片。
2.2 测量程序的控制 T L 测量中,一定按照产品说明书要求的操作和程序进行测量,这是因为热释光发光曲线会受许多因素影响,如磷光体的掺杂、激活剂的浓度、测量时的温度范围、加热率、辐射品质、强弱,材料和元件依其性能会对操作有较大差别要求。
对一种特定的热释光系统,退火和加热过程是测量程序的质量控制的关键,图1为一种材料的发光曲线[1],图2为发光曲线5个峰与冷却速度的关系[1]。
由图1可见经过500℃1h 退火,快冷到常温后,75℃退火24h,发光曲线有5个峰。
加热率对其各峰位温度、峰高和峰宽等都有影响,随着加热率增加,峰位后移,峰高增加,峰宽变窄,而对发光曲线的面积影响不大。
低温退火前冷却速度对发光曲线的峰高有明显影响,在图2可见发光曲线的相对峰高与冷却速度的变化关系。
在实际工作中,应对系统进行高低温退火、加热速率、冷却速率和T L 发光曲线关系的实验测量研究,选择合宜的高低温退火温度、加热速率和冷却速率。
2.3 T L 探测器的高温退火控制 元件使用前须经高温退火,以消除本底剂量和残余剂量信号,使磷光体内部重新建立电子陷阱平衡,正确的标准退火,可保持发光曲线形状不发生畸变,提高测量的重复性,降低分散性。
退火时间和温度应严格控制,温度不能高于厂家给出温度的5℃,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,可采用鼓风机冷风加速冷却,退火在元件发放前几日进行。
实际T L 测量中,经常出现不合要求的操作和程序,如T L探测器退火时,采用堆放方式或简装方式,由于T L 元件的重叠,退火的一致性很差,退火炉没有达到热平衡状态就进行退火,这样由于温度的波动较大,有可能由于超过退火温度而损伤探测器的灵敏度:退火计算时间不一致,有的人先把T L 探测器放入炉内,然后开机通电加热,炉温刚到设定的退火温度即开始计时等等,这些都是错误的操作程序。
2.4 T L 探测器的低温预热控制 加热盘式读出器中,测量之前要进行预热,预热的目的是为了消除低温T L 峰的影响,人们一般认为低温T L 峰与主剂量峰之间有一个明显的分界点,只要按这一点分开就行了,实际上,低温峰和主剂量峰是互相深入和重叠的整体,在仪器上几秒或十几秒的表面加热不能彻底完成低温退火的目的从发光曲线上好像看不见了,但计数表明这个残余低温剂量仍然存在,这些残余T L 信号会造成测量误差。
为此,要先在退火炉内进行彻底的低温退火。
3 剂量计刻度中的质量控制检验用于环境的热释光剂量测量系统时,剂量计应在自由空气中辐照,检验用于个人的热释光剂量测量系统的能量响应或无向性时,剂量计均应在体模上辐照。
刻度工作的质量控制注意以下几点:①刻度用参考辐射源标准应溯源到国家一级标准,且在每年的刻度工作中保持一致性;②当T LD 在标准辐射场照射时,T LD 应满足电子平衡。
用60Co 和137Cs 照射T LD 的电子平衡厚度分别为4.0和1.5mm P MMA 。
③实际应用中同样一个T LD 剂量计,每年的刻度因子会出现较大偏差,两者的照射条件、退火程序、测量参数、邮寄方式等均相同,一般这是由于刻度人员、刻度过程质量控制不好造成的误差,但也可能是测量系统的灵敏度发生了变化,实际工作人员应对刻度结果进行质量监督控制,发现问题及时进行验证。
4 盲样比对质量控制个人剂量盲样比对是个人剂量监测质量控制的重要手段。
通过比对可以提高监测技术水平,使监测技术规范化,量值统一化,并确保监测结果真实、准确、可靠。
选用多枚常规监测个人剂量计,其中有分作为对照剂量计、刻度剂量计,本底及备用剂量计,其余用作照射剂量计,剂量计编号后采用特快专递方式,按规定时间邮寄。
比对照射在中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所热释光测量系统进行。
表1为近年参加的一次全国外照射个人剂量盲样比对结果。
表1 参加2002年全国外照射个人剂量盲样比对结果盲样编号实测剂量(mSv )约定直值(mSv )标准偏差(%)010.0870.113 020.4910.5-1.8030.1020.1 2.0040.4760.5 4.805 2.057 2.0 2.906 2.024 2.0 1.207 3.983 4.00.4087.4117.51.2 注:偏差(%)=(评定值-约定真值)/约定真值×100%。
由表1可见盲样实测值与约定真值之间在5%标准偏差范围内符合。