热释光剂量测量

实验三 热释光剂量测量 实验人：*** 合作人：*** 【引言】 热释光测量仪是测量热释光剂量计发光量的仪器。热释光计量法与通常采用的电离室或胶片等方法相比较，其主要优点是：组织等效好，灵敏度高，相形范围宽，能量响应好，可以测量较长时间内的累积剂量，性能稳定，使用方便，并可对α、β、γ、n、p、π等各种射线及粒子进行测量。因此，热释光计量法在辐射防护测量，特别是个人剂量监测中有着广泛的应用。 【实验目的】 1. 了解热释光测量仪的工作原理，并掌握热释光测量仪的正确使用方法。 2. 测量分析 AI2O3：C 元件的发光曲线，了解发光曲线的意义。 3. 了解热释光剂量计的温度稳定性。 4. 测量 AI2O3：C 元件的剂量响应曲线。 5. 测量未知剂量的热释光曲线，确定其照射剂量。 【实验原理】 1. 热释光 物质受到电离辐射等作用后，将辐射能量储存与陷阱中。当加热时，陷阱中的能量便以光的形式释放出来，这种现象称为热释发光。具有热释发光特性的物质称为热释光磷光体（简称磷光体），如锰激活的硫化钙[CaSO4(Mn)]、镁钛激活的氟化锂[LiF(Mg、Ti)]、氧化铍[BeO]等。 磷光体的发光机制可以用固体的能带理论解释。假设磷光体内只存在一种陷阱，并且忽略电子的多次俘获，则热释光的强度 I 为： I = nSexp(− ᵰᵅᵄ) (1) 这里，S 为一常熟，k 为波尔兹曼常数，T 为加热温度（K），n 是在所考虑时刻陷阱能级ε上的电子数。强度 I 与磷光体所吸收的辐射能量成正比，因此通常用光电倍增管测量热释光的强度，就可以探测辐射及确定辐射剂量。 2. 发光强度曲线 热释光的强度与加热温度（或加热时间）的关系曲线叫做发光曲线。如图1 所示。晶体受热时，电子首先由较浅的陷阱中释放出来，当这些陷阱中储存的电子全部释放完时，光强度减小，形成图中的第一个峰。随着加热温度的增加，较深的陷阱中的电子被释放，又形成了图中的其它的峰。发光曲线的形状与材料性质、加热速度、热处理工艺和射线种类等有关。对于辐射剂量测量的热释光磷光体，要求发光曲线尽量简单，并且主峰温度要适中。 发光曲线下的面积叫做发光总额。同一种磷光体，若接受的照射量一定，则总发光额是一个常数。因此，原则上可以用任何一个峰的积分强度确定剂量。但是低温峰一般不稳 定，有严重的衰退现象，必须在预热阶段予以消除。很高温度下的峰是红外辐射红外辐射的贡献，不适宜用作剂量测量。对 LiF 元件通常测量的是 210℃下的...