CTLD-1000热释光剂量片残余剂量的评估

                      CTLD-1000热释光剂量片残余剂量的评估
                        （北京瑞辐特辐射测量仪器有限公司）

1、 残余剂量  残余剂量是评价热释光剂量片性能的一个重要指标。GB/T10264-2014个人和环境监测用热释光剂量测量系统标准未专门对探测器残余剂量性能作出了规定，本实验参照标准对剂量计残余剂量的性能要求进行实验。标准要求给出对探测阈和响应的影响性能。
ａ.对探测阈的影响
准备、辐照并读出10个探测器，辐照的剂量约定真值(C)为0.10Gy〔辐照剂量约定真值对于 P(ALL) 系统应约为100mGy对于E(ALL)系统应为10 mGy〕。
再准备并读出这10个探测器。求出每个探测器的剂量评定值(Ei)、平均剂量评定值(E)及标准偏差(s)。应有：
tn×s≤H
式中，tn是具有(n-1)个自由度的学生分布因数(n为检验中使用的探测器的数目)；H为探测阈较 (表1)。
表1、探测阈较大允许限
系统种类	探测阈（H）
P(7mg·cm-2)	0.1mSv
P(1000mg·cm-2)	0.5mSv
E(ALL)(7d)	10μSv
E(ALL)(30d)	30μSv

表2给出了残余剂量对探测阈的影响实验结果。

表2、残余剂量对探测阈的影响结果
热释光剂量片名 称	型 号	规格
(mm)	tn×s
(mSv)
LiF:Mg,Ti	CTLD-100	4×4×0.8	5.90×10-3
		Φ4.5×0.8	1.49×10-2
LiF:Mg,Ti-M	CTLD-100M	4×4×0.8	2.12×10-2
		Φ4.5×0.8	2.54×10-2
6LiF:Mg,Ti	CTLD-600	3×3×0.8	1.39×10-2
7LiF:Mg,Ti	CTLD-700	5×5×0.8	3.60×10-3
CaSO4:Dy(Teflon)	CTLD-10T	Φ5×0.7	5.70×10-3
LiF:Mg,Cu,P(AR)	CTLD-1000	4×4×0.8	1.89×10-4
LiF:Mg,Cu,P(GR)	CTLD-1000	Φ4.5×0.8	8.80×10-3
6LiF:Mg,Cu,P	CTLD-6000	Φ4.5×0.8	1.41×10-2
7LiF:Mg,Cu,p	CTLD-7000	Φ4.5×0.8	1.81×10-3
表中结果表明：探测器残余剂量对探测阈的影响性能满足标准中系统种类要求。探测器残余剂量对探测阈的影响结果和探测器的灵敏度、一致性有关。表中探测器本底值(r0)的测量精度约为8%-36%，改善探测器的一致性，提高测量精度，可以减小残余剂量对探测器的影响性能。
ｂ. 对响应的影响
准备辐照并读出对探测阈的影响实验中用过的10个探测器，辐照的剂量约定真值为0.2mGy。
求出每个探测器的读出值(ri)、平均读出值()及置信区间(I)。应有：

表3给出了探测器残余剂量对响应的影响实验结果
表3、探测器残余剂量影响结果
名 称	型 号	规格
(mm)		
LiF:Mg,Ti	CTLD-100	4×4×0.8	0.975	1.024
		Φ4.5×0.8	0.979	1.022
LiF:Mg,Ti-M	CTLD-100M	4×4×0.8	0.978	1.091
		Φ4.5×0.8	0.976	1.025
6LiF:Mg,Ti	CTLD-600	3×3×0.8	0.976	1.024
7LiF:Mg,Ti	CTLD-700	5×5×0.8	0.991	1.009
CaSO4:Dy(Teflon)	CTLD-10T	Φ5×0.7	0.907	1.089
LiF:Mg,Cu,P(AR)	CTLD-1000	4×4×0.8	0.986	1.004
LiF:Mg,Cu,P(GR)	CTLD-1000	Φ4.5×0.8	0.979	1.003
6LiF:Mg,Cu,P	CTLD-6000	Φ4.5×0.8	0.987	1.023
7LiF:Mg,Cu,p	CTLD-7000	Φ4.5×0.8	0.951	1.030
    表中结果表明:探测器残余剂量对响应的影响性能满足标准的要求。
　　探测器残余剂量和探测器的灵敏度一致性有关。改善探测器的一致性，可以提高探测器残余剂量对响应的影响性能指标。残余剂量对响应的影响性能检验是将残余剂量限制在辐照剂量的0.2%以内。

2、讨论
LiF:Mg,Cu,P热释光探测器具有灵敏度高、能量响应性好等特点，因而在个人、环境辐射低剂量测量的领域中倍受人们的关注，但由于LiF:Mg,Cu,P片状热释光探测器存在灵敏度变化的问题，限制了它的推广应用。国内外一些实验室对此做了大量的研究，其灵敏度下降有所缓和。本实验室对LiF:Mg,Cu,P的制备工艺及剂量特性做了较为深入的研究，改善了发光曲线的形状、减小了低温峰对剂量测定峰的影响、解决了测定峰后沿偏高的问题，其灵敏度下降的问题得到了进一步的改善。在实验中观察到：LiF:Mg,Cu,P、LiF:Mg,Ti和LiF:Mg,Ti-M的衰退现象和发光曲线的形状有关。改善发光曲线的形状，采用合适的测量参数是进一步解决热释光探测器衰退的有效方法，本实验室正在开展这方面的研究工作。
经过剂量敏化的LiF:Mg,Ti热释光探测器提高了灵敏度，但其本底值加大，采用紫外退火可降低本底值，其效果和紫外光的波长有关。不同波长的紫外光对不同陷阱内电子迁移率不同，235mn紫外光迁移效率较大，而波长290nm的紫外光，对低于320℃陷阱内的电子迁移率比**320℃的大10倍，利用波长290nm的紫外光对不同陷阱电子迁移作用有选择的特点，预期可进一步提高紫外退火的效果。
研制的LiF:Mg,Ti-M热释光探测器呈现出较好的剂量学特性。可望在制备过程中控制探测器的分散性。
建立的β热释光探测器制备工艺解决了探测器易变型及灵敏度低和CaSO4热释光探测器的成型问题。
热释光探测器是一种无源器件，易实现大规模自动化测量。随着热释光探测技术的逐步完善，热释光探测技术在临床剂量学体内剂量分布测量，辐射剂量学个人、环境、事故剂量测量等领域中的应用，将会起到越来越重要的作用。
为了进一步完善热释光探测器的剂量特性，需对其制备工艺及剂量特性做更深入的研究，逐步完善热释光探测技术方法，拓宽其应用领域。
3、探测器型号对照表
名 称	型 号	（北京瑞辐特公司）
	LiF:Mg,Ti		CTLD-100		CTLD-100	CTLD：原型号
CTLD：现型号
CTLD-100M：敏化探测器
	LiF:Mg,Ti-M		CTLD-100M		CTLD-100M	
	6LiF:Mg,Ti		CTLD-600		CTLD-600	
	7LiF:Mg,Ti		CTLD-700		CTLD-700	
	LiF:Mg,Cu,P		CTLD-1000		CTLD-1000	
	6LiF:Mg,Cu,P		CTLD-6000		CTLD-6000	
	7LiF:Mg,Cu,p		CTLD-7000		CTLD-7000