技术领域
[0001] 本
发明领域属于
电离辐射的测量技术领域，尤其涉及一种监测电离
辐射剂量的热释光剂量计测量方法。
背景技术
[0002] 热释光材料的发光原理可基于能带理论解释，能带理论是根据量子
力学来研究物体内部
电子运动情况的一种理论。组成固态物质的能带可分为导带、
价带和禁带等，导带与价带之间的空隙称之为
能隙。如图1所示， 1为电离辐射；2为电离激发；3为电子-空穴俘获；4为热激发；5为电子-空穴重新结合；6为热释光材料发射
荧光；(a)、(b)分别为电子陷阱和空穴陷阱，热释光材料受电离辐射作用时，热释光材料中价带的电子受激跃迁至导带，留下空穴在价带。受激跃迁至导带的电子可以在晶格中自由移动，自由电子将
动能消耗后会和价带空穴或被电子陷阱和空穴陷阱 (复合中心)俘获。其中，电子陷阱中俘获电子的浓度与受激导带电子数量成正比，即能反映热释光材料所受电离辐射的总剂量的大小。使用一定
温度对热释光材料进行加热，电子陷阱中的电子受热逃离，与空穴陷阱中的空穴重新结合，退激并释放出特定
波长的
光子。通过测量释放出光子的数量就可以确定热释光材料所受到电离辐射的总剂量值。依据这一特性，将热释光材料制成热释光剂量计广泛应用于职业照射防护、放射医学、核事故处理、个人剂量监测、环境剂量监测等领域。
[0003] 按照现有规范及普遍操作规程，将热释光剂量计(如：现广泛使用 LiF(Mg、Cu、P)热释光剂量计GR200A)用于电离辐射剂量监测(热释光电离辐射剂量测量)的测量方法：
[0004] 1.将待使用的热释光剂量计放入
退火炉中，以清除原有的剂量信息；
[0005] 2.将热释光剂量计在标准辐照场中辐照相同的人工剂量，随后逐一进行热释光剂量测量，统计释光计数，并按照《个人与环境监测用X，γ辐射热释光剂量计(JJG 1059-2010)》标准中热释光剂量计均匀性指标的要求，对热释光剂量计进行均匀性筛选，均匀性不超过 30％的为合格热释光剂量计；
[0006] 3.将均匀性合格热释光剂量计放入
退火炉中，清除人工剂量释光后的剩余部分，为正式使用预备；
[0007] 4.将热释光剂量计放入标准辐照场中辐照相同的刻度剂量；
[0008] 5.对热释光剂量计进行热释光测量，统计热释光计数。依据辐照的刻度剂量值和测量的热释光计数，求出该批次热释光剂量计的热释光计数相对于电离辐射剂量的刻度系数；
[0009] 6.将热释光剂量计放入退火炉中退火后，放置于需要进行剂量监测的区域或个体；
[0010] 7.监测周期完成后，对热释光剂量计进行热释光测量，并依据刻度系数计算热释光剂量计所接受电离辐射的总剂量。
[0011] 现有的热释光剂量计在电离辐射剂量监测的测量方法具有的缺点如下：
[0012] 1.热释光剂量计在生产、加工等过程中因原材料、生产工艺和存储环境等因素的影响下，难以保证不同批次甚至同一批次热释光剂量计的有效热释光材料浓度一致，这就直接体现在不同热释光剂量计之间的辐射响应不一致(即不同热释光剂量计辐照单位电离辐射剂量后，热释光测量的释光计数有差异)。因此，按照JJG 1059-2010标准要求，热释光剂量计在使用前需要先进行均匀性筛选，不满足均匀性指标的热释光剂量计将被淘汰，该筛选流程直接造成电离辐射剂量监测的成本升高，操作复杂；
[0013] 2.
现有技术中求出的热释光剂量计刻度系数的使用范围仅限于假设热释光剂量计在刻度后，其辐射响应没有发生变化时使用。一旦在监测周期内或测量时热释光剂量计受到周围环境中温度、湿度和测量加温等因素影响，辐射响应发生变化(即热释光剂量计辐照单位电离辐射剂量后，热释光测量的释光计数发生变化，该种情况在热释光剂量片佩戴、邮寄和测量期间均有可能发生。)也就导致刻度系数发生变化，则前期获取的刻度系数将带入较大误差，也就无法获取准确的监测剂量值。
发明内容
[0014] 本发明的目的在于解决上述现有技术存在的
缺陷，提供一种热释光剂量计的剂量测量方法。
[0015] 本发明采用如下技术方案：
[0016] 一种监测电离辐射剂量的热释光剂量计测量方法，实施步骤如下：
[0017] 1.一种监测电离辐射剂量的热释光剂量计测量方法，其特征在于，步骤如下：
[0018] S1.计算出热释光剂量计的标准释光生长曲线
[0019] 步骤1.将从待使用的一批热释光剂量计中选取一部分放入退火炉，以清除热释光剂量计中原有的剂量信息；
[0020] 步骤2.将退火后的热释光剂量计放入标准辐照场中，辐照相同的标准剂量，称为再生剂量R1；
[0021] 步骤3.完成辐照R1剂量后，热释光剂量计使用热释光测量仪进行热释光测量，并记录热释光计数，记作L1；
[0022] 步骤4.将释光后的热释光剂量计放入退火炉中，以清除之前标准剂量 (再生剂量)的残余部分；
[0023] 步骤5.将退火后的热释光剂量计放入标准辐照场中，辐照相同的标准剂量，称为试验剂量，记作DT；
[0024] 步骤6.将辐照试验剂量后的热释光剂量计使用热释光测量仪进行热释光测量，并记录热释光计数，记作T1；
[0025] 步骤7.重复步骤2-6，循环i次，每次循环测量热释光剂量计辐照不同的再生剂量，依次记为R2、R3、……、Ri(R1＜R2＜R3＜……＜Ri)，并记录下相应的热释光计数L2、L3、……、Li，试验剂量DT保持不变，并记录下每次再生剂量测量的热释光计数T2、T3、……、Ti。该步骤中的具体循环测量次数i(再生剂量数量)依据待测辐射剂量范围设置，一般情况下不少于5个再生剂量即可满足测量需要；再生剂量应分布均匀，且最大再生剂量应略大于剂量监测最大值。
[0026] 步骤8.分别计算出每个热释光剂量计的L/T，将计算出的L/T及与之对应的再生剂量R投影到以L/T为纵坐标，再生剂量R为横坐标的
坐标系中，并使用最小二乘法拟合出该批次热释光剂量计的标准释光生长曲线；
[0027] S2.用步骤1中测量出的标准释光生长曲线进行热释光剂量计电离辐射剂量测量[0028] 步骤1.将所有热释光剂量计放入退火炉退火处理后，即可放置于需要电离辐射剂量监测的区域或个体；
[0029] 步骤2.在热释光剂量计监测周期完毕后，立即取回并使用热释光测量仪进行热释光测量，记录热释光剂量计的热释光计数，记作LN；
[0030] 步骤3.将测量完毕的热释光剂量计放入退火炉中清除监测区域的剂量在释光后的残余部分；
[0031] 步骤4.将退火后的热释光剂量计放入标准辐照场中辐照与S1步骤5 中相同的试验剂量DT；
[0032] 步骤5.将辐照实验剂量后的热释光剂量计使用热释光测量仪进行热释光测量，记录热释光计数，记作TN；
[0033] 步骤6.计算出LN/TN，将LN/TN使用插值法代入步骤一中8得到的标准释光生长曲线，求出LN/TN对应的等效剂量，等效剂量为热释光剂量计在监测周期内，在监测区域所接收的电离辐射总剂量。
[0034] 本发明的有益效果：
[0035] 本发明针对现有热释光剂量计(如：GR200A等热释光剂量计)监测电离辐射剂量的技术方案中的缺点和问题，设计了一种新的热释光剂量计电离辐射剂量测量方法，该方法从根本上消除了热释光剂量计自身辐射响应的变化影响，实现了热释光剂量计无需均匀性筛选即可用于电离辐射剂量监测，降低了电离辐射剂量监测成本；此外，使用本发明方法测量获得的标准释光生长曲线，改变了现有技术中刻度系数使用条件较为苛刻的情况，只要热释光剂量计线性响应未变化，那么就能准确的测量出该监测区域的电离辐射总剂量。
[0036] 现有技术中有利用数学方法将发
光谱线中各不同温度电子陷阱的释光
信号区分开来，用于剂量测量。因为可以选择和剂量线性更好的热释
光信号进行剂量测量，能够提升剂量测量准确度，但该方法不会改变热释光剂量计的辐射响应变化，对此造成剂量测量的偏差不会改善，而本发明从根本上实现了辐射响应变化对剂量测量结果的影响。
附图说明
[0037] 图1为背景技术中热释光原理图；
[0038] 图2为本发明的测量热释光剂量计标准释光生长曲线
流程图；
[0039] 图3为
实施例1的第一组热释光剂量计测量得到的标准释光生长曲线。
具体实施方式
[0040] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041] 本发明中包括：热释光剂量计、标准辐照场、退火炉、热释光测量仪，其中：
[0042] 标准辐照场，用于热释光剂量计辐照人工电离辐射剂量。
[0043] 退火炉，用于清除热释光剂量计在辐照已知人工剂量前所接收是电离辐射剂量。
[0044] 热释光测量仪，用于测量辐照电离辐射剂量后的热释光剂量计热激发所释放的光子的热释光计数和热释光谱线。
[0045] 由热释光剂量计标准释光生长曲线测量和热释光剂量计电离辐射剂量监测结果测量两部分组成，其中热释光剂量计标准释光生长曲线测量的流程图如图2所示。
[0046] 一种监测电离辐射剂量的热释光剂量计测量方法，实施步骤如下：
[0047] 步骤一.计算出热释光剂量计的标准释光生长曲线
[0048] 1.将从待使用的一批次热释光剂量计中选取一部分放入退火炉，以清除热释光剂量计中原有的剂量信息；
[0049] 2.将退火后的热释光剂量计放入标准辐照场中，辐照相同的标准剂量，称为再生剂量R1；
[0050] 3.将辐照再生剂量后的热释光剂量计使用热释光测量仪进行热释光测量，并记录热释光剂量计在辐照该再生剂量后的热释光计数，记作L1；
[0051] 4.将释光后的热释光剂量计放入退火炉中，以清除再生剂量在释光后的残余部分；
[0052] 5.将退火后的热释光剂量计放入标准辐照场中，辐照相同的试验剂量，记为DT；
[0053] 6.将辐照试验剂量后的热释光剂量计使用热释光测量仪进行热释光测量，并记录热释光剂量计在辐照该试验剂量后的热释光计数，记作T1；
[0054] 7、重复步骤2-6，循环i次，再生剂量依次辐照R2、R3、……、Ri(R1＜R2＜R3＜……＜Ri)，并记录下相应的热释光计数L2、L3、……、Li，试验剂量DT保持不变，并记录下每次测量的热释光计数T2、T3、……、Ti。该步骤中的具体循环测量次数i(再生剂量数量)依据待测辐射剂量范围设置，一般情况下5个再生剂量即可满足测量需要，最高再生剂量高于待测剂量，且不超过2倍为宜；
[0055] 8.分别计算出每个热释光剂量计的L/T(即L1/T1、L2/T2、L3/T3、……、 Li/Ti)，将计算出的L/T及与之对应的再生剂量R投影到以L/T为纵坐标，再生剂量R为横坐标的坐标系中，并使用最小二乘法拟合出该批次热释光剂量计的标准释光生长曲线。
[0056] 步骤二.用步骤1中测量出的标准释光生长曲线进行热释光剂量计电离辐射剂量测量
[0057] 1.将所有热释光剂量计放入退火炉退火处理后，即可放置于需要电离辐射剂量监测的区域或个体；
[0058] 2.在热释光剂量计监测周期完毕后，立即取回并使用热释光测量仪进行热释光测量，记录热释光剂量计的热释光计数，记作LN；
[0059] 3.将测量完毕的热释光剂量计放入退火炉中清除监测区域的剂量在释光后的残余部分；
[0060] 4.将退火后的热释光剂量计放入标准辐照场中辐照与步骤一中5相同的试验剂量DT；
[0061] 5.将辐照实验剂量后的热释光剂量计使用热释光测量仪进行热释光测量，记录热释光计数，记作TN；
[0062] 6.计算出LN/TN，将LN/TN使用插值法代入步骤一中8得到的标准释光生长曲线，求出LN/TN对应的等效剂量(即再生剂量)，该等效剂量为热释光剂量计在监测周期内，在该监测区域所接收的电离辐射总剂量。
[0063] 注：试验剂量DT根据监测剂量值选择，一般可选择再生剂量最高值 1/2-1/5。
[0064] 实例1:
[0065] 选取同一批次的热释光剂量计若干，退火完成后分为两组。第一组热释光剂量计按照步骤一中的实施步骤测量该批次热释光剂量计的标准释光生长曲线。再生剂量设置的剂量分别为0.16mSv、0.28mSv、0.53mSv、0.67mSv、 0.88mSv、1.7mSv、2.49mSv、4.22mSv，试验剂量设置的剂量为0.88mSv，通过测量得到的标准释光生长曲线如图3所示，曲线的拟合方程为： y＝1.231x-0.0609，其中y对应L/T、x对应再生剂量。
[0066] 第二组热释光剂量计按照步骤二实施，分别辐照0.71mSv的已知剂量用于模拟热释光剂量计在电离辐射监测区域监测的累积剂量。试验剂量同样设置为0.88mSv，热释光剂量计通过标准释光生长曲线计算得到的等效剂量值列于下表，下表中相对偏差为等效剂量相对于剂量真值的相对偏差，监测结果显示等效剂量的相对偏差均小于5％，能够满足电离辐射的监测需要。
[0067]
[0068] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
