熱釋光個人劑量監(jiān)測

1、熱釋光個人劑量監(jiān)測放射醫(yī)學系 周美娟輻射監(jiān)測 為支持放射防護最優(yōu)化，保持可接受的盡可能低的輻射照射水平、實現(xiàn)滿意的工組條件和良好的環(huán)境質(zhì)量而進行的 輻射測量 并對測量結(jié)果作出評價的活動一實驗?zāi)康模?掌握熱釋光個人劑量儀的原理2熟悉BR2000D、BR2000A、BR2000B的使用方法二實驗原理：能帶在一個物質(zhì)重，很多能量相近的同類型軌道的組合稱為一種能帶。如上述n個2s和n個2s*組成的能帶稱為2s能帶,n個2p和n個2p*組成的能帶稱為2p能帶。滿帶晶體中最低能帶的各個能級都被電子填滿，這樣的能帶稱為滿帶。當滿帶中的電子從它原來占據(jù)的能級轉(zhuǎn)移到同一能帶中其它能級時，因受泡利不相容原理的限制

2、，必有另一個電子作相反轉(zhuǎn)移，總效果與沒有電子轉(zhuǎn)移一樣。即外電場不能改變電子在滿帶中的分布，所以滿帶中的電子不能起導(dǎo)電作用。導(dǎo)帶由價電子所占據(jù)的較高能帶一般沒有被電子完全填滿，這種未填滿電子的能帶稱為導(dǎo)帶或價帶。在外電場的作用下，導(dǎo)帶中的電子可以進入同一能帶中未被填充的稍高的能級，這個轉(zhuǎn)移過程沒有反向的電子轉(zhuǎn)移與之抵消。所以導(dǎo)帶中的電子具有導(dǎo)電作用。空帶：若一個能帶中所有的能級都沒有被電子填入，這樣的能帶稱為空帶。與各原子的激發(fā)態(tài)能級相對應(yīng)的能帶，在未被激發(fā)的正常情況下就是空帶。空帶中若有被激發(fā)的電子進入，則空帶就變成了導(dǎo)帶。禁帶導(dǎo)帶和滿帶間的能量差稱為禁帶。當滿帶電子被激發(fā)到導(dǎo)帶之后,滿帶就變

3、成了導(dǎo)帶。電子陷阱：晶體物質(zhì)中常含有作為雜質(zhì)的原子或離子，這些雜質(zhì)原子或離子的缺位或結(jié)構(gòu)上錯位導(dǎo)致了晶體結(jié)構(gòu)上的缺陷。這些缺陷破壞了晶體物質(zhì)的電中性，形成了局部的荷電中心。荷電中心能吸引或束縛異性核電荷離子，這意味著在禁帶存在一些孤立的局部能級。在靠近導(dǎo)帶下部的局部能級能吸附電子，稱為電子陷阱，激發(fā)能級：在靠近滿帶上部的局部能級能吸附空穴，稱為激發(fā)能級。在未受外界因素作用時，激發(fā)能級是占滿電子的，而陷阱中是沒有電子的。當晶體物質(zhì)受到電離輻射照射時便產(chǎn)生電離和激發(fā)效應(yīng)，這時滿帶或激活能級中的電子受激而進人導(dǎo)帶，同時產(chǎn)生了一個空穴。由于低能態(tài)比高能態(tài)穩(wěn)定，所以進人導(dǎo)帶的電子很快會回到導(dǎo)帶下部的電子

4、陷阱中；而滿帶中的空穴也會移到激活能級。于是，分別形成了稱為F（激活能級）和H（電子陷阱）的發(fā)光中心。在常溫條件下，進入發(fā)光中心的電子能穩(wěn)定的長期儲存于陷阱中，照射量越大，貯存在陷阱中的電子越多。當我們需要檢測個人劑量劑所反應(yīng)的照射劑量時，我們可以對晶體加熱到某一溫度時，F(xiàn)發(fā)光中心的電子獲得能量后進人導(dǎo)帶，最終與H發(fā)光中心的空穴復(fù)合，在復(fù)合過程中發(fā)射出的光稱為熱釋光。熱釋光的總光子數(shù)與發(fā)光中心釋放出的總電子數(shù)成正比，即正比于貯存的電離輻射能量。所以測定特定溫度范圍內(nèi)晶體物質(zhì)釋放出的總發(fā)光量，可確定晶體受到的輻射吸收劑量。晶體發(fā)光強度與加熱昆度之間的相關(guān)曲線稱為發(fā)光曲線。加熱速率越快，光峰越窄，

5、高度也越高。對于給定輻射吸收劑量，發(fā)光總額恒定，通常選擇出現(xiàn)高大峰的最佳溫度條件進行熱釋光測定。當晶體物質(zhì)受到電離輻射照射時便產(chǎn)生電離和激發(fā)效應(yīng)，這時滿帶或激活能級中的電子受激而進人導(dǎo)帶，同時產(chǎn)生了一個空穴。由于低能態(tài)比高能態(tài)穩(wěn)定，所以進人導(dǎo)帶的電子很快會回到導(dǎo)帶下部的電子陷阱中；而滿帶中的空穴也會移到激活能級。于是，分別形成了稱為F（激活能級）和H（電子陷阱）的發(fā)光中心。在常溫條件下，進入發(fā)光中心的電子能穩(wěn)定的長期儲存于陷阱中，照射量越大，貯存在陷阱中的電子越多。當我們需要檢測個人劑量劑所反應(yīng)的照射劑量時，通過對晶體加熱到某一溫度時，F(xiàn)發(fā)光中心的電子獲得能量后進人導(dǎo)帶，最終與H發(fā)光中心的空穴

6、復(fù)合，在復(fù)合過程中發(fā)射出的光稱為熱釋光。熱釋光的總光子數(shù)與發(fā)光中心釋放出的總電子數(shù)成正比，即正比于貯存的電離輻射能量。所以測定特定溫度范圍內(nèi)晶體物質(zhì)釋放出的總發(fā)光量，可確定晶體受到的輻射吸收劑量。晶體發(fā)光強度與加熱昆度之間的相關(guān)曲線稱為發(fā)光曲線。加熱速率越快，光峰越窄，高度也越高。對于給定輻射吸收劑量，發(fā)光總額恒定，通常選擇出現(xiàn)高大峰的最佳溫度條件進行熱釋光測定。三實驗儀器和器材BR2000D型熱釋光劑量讀出器，BR2000A型熱釋光探測器退火爐，BR2000B型熱釋光探測器冷卻爐，熱釋光探測器（LiF：Mg，Cu，P），退火盤，鑷子等。四實驗步驟一 BR2000A的使用(1)打開電源開關(guān)：液

7、晶顯示屏顯示兩組數(shù)據(jù)，液晶屏顯示如圖1所示。其中左邊數(shù)據(jù)為前次沒定的控制溫度值，右邊數(shù)據(jù)為前次設(shè)定的退火時間。數(shù)據(jù)外圍的線框閃爍。圖1 液晶顯示屏示意圖(2)設(shè)定控制溫度/退火時間：當不需要修改控制溫度和退火時間，即按照顯示值工作，則開機10秒后，數(shù)據(jù)外圍的線框不再閃爍，退火爐按照沒定的參數(shù)開始工作。:140 010:若要修改控制溫度或退火時間，則需用“設(shè)置”和“功能”鍵。具體操作如下：a)按“設(shè)置”鍵，第一位數(shù)字“1”開始閃爍，此時按“功能”鍵可依次改變此數(shù)值(每按次增加1)；b)第一位數(shù)字調(diào)到所需數(shù)值后，按“設(shè)置”鍵，第二位數(shù)字“4”開始閃爍，此時按“功能”鍵可改變此數(shù)值，方法同上；c)最后一位數(shù)字調(diào)至所需數(shù)值后，按“設(shè)置”鍵即退出設(shè)定，此時數(shù)據(jù)外圍的線框不再閃爍，控制溫度及退火時間確定，退火爐按照設(shè)定的參數(shù)開始工作，屏幕上不再顯示設(shè)定的控制溫度，而顯示實際爐內(nèi)溫度。(3)待退火爐恒溫后，將裝有熱釋光探測器的退火盤放人退火爐中，蓋上爐蓋，待退火爐再次恒溫后按下計時按鈕開始計時(倒計時)；(4)當退火爐到達時間設(shè)定值時，蜂鳴器給出到時信號，用醫(yī)用鑷子將探測器退火盤從退火爐中取出，放置在探測器退火冷卻爐中或冷卻板上冷卻；(5)待探測器完全冷卻后，可將探測器從