電離輻射劑量與防護

1、精選課件1電離輻射劑量與防護肖德濤輻射防護和環(huán)境保護工學博士南 華 大 學 教 授 、 博 士 生 導 師精選課件2第二講 固體核徑跡探測器TLD（Solid State Nuclear Track Detector ） 一、輻射損傷機制（一、輻射損傷機制（Principle of radioactive damage 1.徑跡的形成、放大與觀測 重帶電粒子（高LET） 作用固體絕緣材料粒子穿行路徑上產(chǎn)生輻射損傷留下的損傷痕跡潛伏徑跡(放大)蝕刻處理蝕刻徑跡用STIM和 光 學顯 微 鏡來測讀精選課件3 2.輻射損傷重粒子作用于礦物和無機玻璃（離子爆炸模型） a.釋放電子后形成圓柱形正電荷區(qū)域

2、；釋放電子后形成圓柱形正電荷區(qū)域； b.正離子間相互排斥作用引起了晶格原子位移；正離子間相互排斥作用引起了晶格原子位移； c.損傷區(qū)域更易受蝕刻劑的腐蝕。損傷區(qū)域更易受蝕刻劑的腐蝕。重離子作用于有機材料 a.分子鏈受照斷裂，形成新的產(chǎn)物，它們對蝕刻劑非分子鏈受照斷裂，形成新的產(chǎn)物，它們對蝕刻劑非常敏感；常敏感； b.損傷痕跡對蝕刻劑敏感區(qū)域較大，有較高的徑跡檢損傷痕跡對蝕刻劑敏感區(qū)域較大，有較高的徑跡檢測靈敏度。測靈敏度。 精選課件43.伏徑跡的穩(wěn)定性 與作為探測器的材料的軟化或熔化溫度有關(guān)； 輻射損傷修復（潛伏徑跡退火）。二、化學蝕刻（二、化學蝕刻（Chemical etching）對于無機

3、絕緣材料：強酸（HF）對于有機絕緣材料：強堿（KOHNaOH） 精選課件5kTEttteWVkTEbbbeWV定義：蝕刻比定義：蝕刻比 btVVR 定義：徑跡可以被探測的臨界入射角為定義：徑跡可以被探測的臨界入射角為c為滿足為滿足 Vtcosc=Vb的角，即的角，即c=arcos(1/R) 精選課件6 對于高能重帶電粒子，其初始對于高能重帶電粒子，其初始LET較小，只有當粒子較小，只有當粒子在徑跡探測器內(nèi)穿過一段路徑在徑跡探測器內(nèi)穿過一段路徑xc之后的剩余徑跡才可能在之后的剩余徑跡才可能在蝕刻劑作用下變?yōu)槲g刻徑跡，即只有通過體腐蝕的作用將蝕刻劑作用下變?yōu)槲g刻徑跡，即只有通過體腐蝕的作用將固體徑

4、跡探測器表面厚度固體徑跡探測器表面厚度h腐蝕掉之后，剩余的潛伏徑跡腐蝕掉之后，剩余的潛伏徑跡才能被蝕刻。才能被蝕刻。 故對于給定的故對于給定的h值，潛伏徑跡能夠通過蝕刻放大至可值，潛伏徑跡能夠通過蝕刻放大至可觀測尺度的條件為：觀測尺度的條件為： tbcVVxharccosarccos精選課件7三、電化學蝕刻（三、電化學蝕刻（Electrochemical etching） 1.蝕刻裝置蝕刻裝置 2.ECE形成蝕刻徑跡的形狀：樹狀徑跡形成蝕刻徑跡的形狀：樹狀徑跡 3.探測靈敏度與蝕刻方式之間的關(guān)系探測靈敏度與蝕刻方式之間的關(guān)系四、預蝕刻和退火四、預蝕刻和退火 目的：目的：減小測量下限，提高探測靈敏度減小測量下限，提高探測靈敏度五、徑跡計數(shù)五、徑跡計數(shù) 1.光學顯微測讀：光學顯微測讀：人工和自動人工和自動 2.STM和和AFM自動測讀自動測讀 3.火花計數(shù)器自動測讀火花計數(shù)器自動測讀 注：人工測讀更準確。注：人工測讀更準確。精選課件81.中子劑量測量：中子劑量測量：快中子（利用裂變反應、快中子（利用裂變反應、 （n、 p）反應）和熱中子（利用（）反應）和熱中子（利用（n,）反）反 應）；應）； 氡及其子體測量氡及其子體測量2.能量響應能量響應3.角響應及改善措施角響