熱釋光劑量?jì)x是一種用于測量電離輻射劑量的設備,其工作原理基于物質(zhì)在被電離輻射照射后,會(huì )存儲能量并隨后以熱釋光的形式釋放出來(lái)。通過(guò)測量這種熱釋光的強度,可以推算出物質(zhì)所受到的輻射劑量。
工作原理:
核心組成部分包括一個(gè)包含輻射敏感材料的晶體。這種晶體在被電離輻射(如X射線(xiàn)、伽馬射線(xiàn)等)照射時(shí),會(huì )吸收部分輻射能量,并在晶格中產(chǎn)生電子-空穴對。這些電子-空穴對被固定在晶格中,使得晶體存儲了輻射能量。當加熱晶體時(shí),這些電子-空穴對重新獲得能量,并以熱釋光的形式釋放出來(lái)。釋放出的光強度與吸收的輻射能量成正比,因此可以用來(lái)推算輻射劑量。
測量原理:
熱釋光劑量?jì)x的測量過(guò)程分為兩個(gè)階段:加熱和發(fā)光測量。
1.加熱階段:在加熱過(guò)程中,晶體被逐漸加熱至一定溫度,這個(gè)溫度足以激發(fā)電子-空穴對使其獲得足夠的能量,但不足以破壞晶格結構。隨著(zhù)溫度的升高,電子-空穴對獲得能量并釋放出光子,這個(gè)過(guò)程就是熱釋光。
2.發(fā)光測量階段:在發(fā)光測量階段,熱釋光的光強被轉換為電信號,進(jìn)而被記錄下來(lái)。通常使用光電倍增管(PMT)來(lái)完成這一轉換過(guò)程。當光子進(jìn)入PMT時(shí),會(huì )撞擊光電陰極并產(chǎn)生電子,這些電子在電場(chǎng)的作用下被倍增并產(chǎn)生電流信號。這個(gè)電流信號的大小與光子的數量成正比,因此可以用來(lái)推算輻射劑量。
通過(guò)對加熱和發(fā)光測量?jì)蓚€(gè)階段的綜合分析,可以得出晶體的熱釋光強度與所受輻射劑量之間的關(guān)系。這種關(guān)系可以通過(guò)校準來(lái)確定,并用于后續的輻射劑量測量。
在實(shí)際應用中,熱釋光劑量?jì)x具有較高的靈敏度和精度,因此被廣泛應用于輻射安全、放射治療、放射生物學(xué)等領(lǐng)域。同時(shí),由于其非侵入性的特點(diǎn),使得它成為一種理想的選擇,用于監測和控制工作人員在放射性環(huán)境中的暴露劑量。