热释光探测器及应用--课件

热释光探测器及应用1ppt课件2ppt课件热释光探测器及发展动态防化研究院热释光探测器研究简介GR-100和GR-200性能GR-100和GR-200规格防化研究院有关探测器的最新研究进展热释光探测器选择热释光剂量测量技术几个关注的问题3ppt课件防化研究院热释光探测器研究简介1968年年防防化化研研究究院院在在北北京京玻玻璃璃研研究究所所、北北京京地地质质仪仪器器厂厂、清清华华大大学学和和原原子子能能研研究究院院等等单单位位的的协协同同下下，开开展展了了LiF热热释释光光材材料料制制备备工工艺艺和和剂剂量量学学特特性性的的研研究究，并并研研制制出出我国第一代用Mg和Eu掺杂的经过敏化的LiF热释光材料。该该材材料料满满足足了了当当时时的的需需要要。但但在在后后来来的的使使用用中中发发现现由由于于Eu的的掺掺入入，使使得得这这种种材材料料在在混混合合场场中中增增加加了了对对中中子子的的俘俘获获截截面面，产产生生了了明明显显的的感感生放射性，给低剂量测量带来了困难。生放射性，给低剂量测量带来了困难。4ppt课件防化研究院热释光探测器研究简介1972年年防防化化研研究究院院又又开开始始了了第二代热释光剂量测量系统的的研研究究，至至1975年年研研制制成成功功了了LiF(Mg,Ti)系系列列元元件件即即:GR-l00、GR-600、GR-700，其其主主要要性性能能同同美美国国的的TLD-100。1980年年研研制制成成功功并并商商品品化化的的LiF(Mg,Ti)-M，即即敏敏化化的的LiF(Mg,Ti)热热释释光光元元件件，开开始始了了批批量量生生产产，1985年年进进行行了了鉴鉴定定，认认为为这这种种热热释释光光元元件件达达到到了了国国内内外外的的先先进进水水平平。敏化的LiF(Mg,Ti)（GR-100M）热热 释释 光光 元元 件件 是是 对对LiF(Mg,Ti)预预先先照照射射某某种种大大剂剂量量，再再进进行行紫紫外外退退火火。其其灵灵敏敏度度提提高高33.5倍倍，线线性性范范围围扩扩大大到到500Gy,能能量响应明显改善。量响应明显改善。5ppt课件防化研究院热释光探测器研究简介LiF(Mg,Cu,P)粉粉末末状状热热释释光光材材料料是是1978年年由由日日本本科科学学家家发发明明的的。1979年年防防化化研研究究院院的的固固体体剂剂量量探探测测器器和和方方法法实实验验室室开开始始了了对对LiF(Mg，Cu，P)热热释释光光材材料料的的研研 究究 工工 作作,很很 快快 研研 制制 出出 了了 与与 国国 外外 产产 品品 相相 当当 的的LiF(Mg,Cu,P)粉粉末末状状热热释释光光材材料料。但但鉴鉴于于粉粉末末材材料料操操作作麻麻烦烦，本本底底高高，重重复复使使用用性性能能差差，在在大大量量应应用用中中使使用用不不便便而而受受到到限限制制。对对LiF(Mg,Cu,P)材材料料烧烧制制工工艺艺的的各各个个参参数数，Mg、Cu、P三三种种杂杂质质浓浓度度对对材材料料的的剂剂量量特特性性和和发发光光曲曲线线结结构构的的影影响响进进行行了了深深入入系系统统的的研研究究之之后后，于于1982年研制出了首批LiF(Mg,Cu.P)热择光片，并并于于1986年系统的报道了在国际上首创的LiF(Mg,Cu,P）GR-2 0 0）固固 体体 热热 释释 光光 片片 的的 全全 部部 剂剂 量量 学学 特特 性性。6ppt课件防化研究院热释光探测器研究简介近几年有关热释光研究：近几年有关热释光研究：l改改善善GR-200A性性能能的的工工艺艺和和配配方方研研究究，提提高高稳稳定定性性研研究究，研制多种新规格的探测器研制多种新规格的探测器。l新材料新材料LiF:Mg,Cu,Na,Si/LiF:Mg,Cu,Si的研究的研究lLiF:Mg,Ti圆圆片片的的研研制制：在在美美国国研研制制出出LiF:Mg,Ti圆圆片片的的情情况况下，在国内首先研制成功并在国内发表。下，在国内首先研制成功并在国内发表。lLiF:Mg,Cu,P的发光机理研究的发光机理研究lLiF:Mg,Cu,P的测量方法和应用研究的测量方法和应用研究7ppt课件防化研究院热释光探测器研究简介研究成果：研究成果：lGR-100和和GR-200系系列列热热释释光光探探测测器器。特特别别是是GR-200国国际际首创首创，并不断改进，并不断改进，一直保持国内外领先。l获获多多项项奖奖励励，特特别别是是1988年年获获军军队队科科技技进进步步一一等等奖奖，1992年获第十届国际固体剂量学学会最佳大字报论文奖。年获第十届国际固体剂量学学会最佳大字报论文奖。l在在学学术术方方面面，不不仅仅参参加加国国内内有有关关学学术术会会议议，而而且且多多次次参参加加了了国国际际有有关关学学术术会会议议（国国际际固固体体剂剂量量学学术术会会议议）。在在国国内内外外发发表近百篇学术论文，被表近百篇学术论文，被SCI收录文章近40篇。8ppt课件1992年获第十届国际固体剂量学学会年获第十届国际固体剂量学学会最佳大字报论文奖最佳大字报论文奖 9ppt课件10ppt课件GR-100和和GR-200性能性能GR-100LiF(Mg,Ti)热释光探测器已广泛用于个人及环境剂量监测，经敏化的GR-100MLiF(Mg,Ti)-M具有线性响应的上限可达500Gy、较好的能量响应、简单的退火程序和相对较高的灵敏度。GR-200系列LiF(Mg,Cu,P)热择光探测器有极高的信噪比、有极高的灵敏度、探测阈仅10rad、线性范围跨8个数量级、几乎平的能量响应、好的组织等效性、好的环境稳定性、好的重复使用性以及简单的退火过程，是理想的环境和个人辐射剂量探测器。在低本底辐射场下作剂量监测，明显优于其它探测器。近几年进一步优化配方和工艺，更加严格和科学的控制生产质量，GR-200系列LiF（Mg,Cu,P)性能稳定可靠，继续保持国际领先。多年来产品主要外销享誉欧美等30多个国家和地区。11ppt课件GR-100和和GR-200探测器探测器能够提供一些新的规格的探测器和按照用户要求提供能够提供一些新的规格的探测器和按照用户要求提供12ppt课件防化研究院热释光探测器的最新研究进展l改改善善GR-200A性性能能的的工工艺艺和和配配方方研研究究，提提高高稳稳定定性性研究，研制多种新规格的探测器。研究，研制多种新规格的探测器。l新材料新材料LiF:Mg,Cu,Na,Si/LiF:Mg,Cu,Si的研究的研究lLiF:Mg,Ti圆圆片片的的研研制制：在在美美国国研研制制出出LiF:Mg,Ti圆圆片的情况下，在国内首先研制成功并在国内发表。片的情况下，在国内首先研制成功并在国内发表。lLiF:Mg,Cu,P的测量方法和应用研究的测量方法和应用研究l退火温度突破退火温度突破240oC的的LiF:Mg,Cu,P的研究lLiF:Mg,Cu,P的发光机理研究的发光机理研究13ppt课件防化研究院热释光探测器的最新研究进展GR-200A改进：改进：灵敏度由以前灵敏度由以前TLD-100的的40倍提高到倍提高到65倍。倍。总的残余信号由以前的总的残余信号由以前的7%下降到下降到1%左右。左右。抗抗潮潮湿湿性性能能得得到到明明显显改改善善。在在高高温温高高湿湿的的环环境境中中储储存和使用，颜色和灵敏度都未发生变化。存和使用，颜色和灵敏度都未发生变化。对对退退火火温温度度、读读出出温温度度及及环环境境温温度度的的稳稳定定性性得得到到明明显改善。显改善。研制多种新规格的探测器。研制多种新规格的探测器。（能够提供新的规格的探测器和按照用户要求提供）14ppt课件防化研究院热释光探测器的最新研究进展新材料新材料LiF:Mg,Cu,Na,Si/LiF:Mg,Cu,Si的研究的研究：LiF:Mg,Cu,Si是是组组织织等等效效的的LiF热热释释光光探探测测器器的的新新的的一一族族，具具有有好好的的热热稳稳定定性性，较较小小的的残残余余信信号号，Si代代替替P有有较较好好的的化学和环境稳定性，该该材材料料具具有有一一定定的的研研究究价价值值。韩韩国国在在该该探探测测器器的的研究走在了前面，但他们的材料的热稳定性较差。研究走在了前面，但他们的材料的热稳定性较差。15ppt课件防化研究院热释光探测器的最新研究进展LiF:Mg,Ti圆片的研究 1992年年前前该该实实验验室室进进行行过过研研究究，但但未未成成功功。美美国国Harshaw公公司司于于1999年年报报道道已已成成功功研研制制出出LiF:Mg,Ti圆圆片片。通通过过分分析析LiF:Mg,Ti和和LiF:Mg,Cu,P方方片片的的制制备备工工艺艺的的不不同同，总总结结1992年年前前研研究究LiF:Mg,Ti圆圆片片的的经经验验和和教教训训，突突破破以以前前旧旧的的思思维维方方式式，解解决决了了关关键键技技术术，现现已已研研制制出出性性能能良良好好的的LiF:Mg,Ti圆圆片片。在在第第11届届全全国国核核电电子子与与核核探探测测技技术术学学术术年年会论文集发表。会论文集发表。16ppt课件防化研究院热释光探测器的最新研究进展LiF:Mg,Cu,P的测量方法和应用研究在在总总的的测测量量时时间间一一定定的的条条件件下下，采采用用尽尽可可能能高高的的升升温温速速率率，从从而而增增加加恒恒温温时时间间，读读出出最最高高温温度度不不必必超超过过240oC，就就能能将残余信号降下来，并且重复使用性能很好。将残余信号降下来，并且重复使用性能很好。利利用用计计算算机机将将真真实实剂剂量量信信号号与与残残余余信信号号相相分分离离，有有利利于于不不退退火火重重复复使使用用。首首次次提提出出残残余余信信号号的的非非线线性性模模型型，扩扩大大了了不退火重复使用的剂量范围。不退火重复使用的剂量范围。17ppt课件防化研究院热释光探测器的最新研究进展退火温度突破退火温度突破240oC的的LiF:Mg,Cu,P的研究 退退火火温温度度260oC，重重复复使使用用稳稳定定，残残余余信信号号比比GR-200A型型低低45倍倍的的样样品品。现现正正在在进进行行系系统统实实验验，有有望望在在LiF:Mg,Cu,P材材料料研研究究中中有有突突破破性性的的进进展展，产产生生新新的的一一种种型型号号的的LiF:Mg,Cu,P。并并且且在在研研究究杂杂质质对对发发光光机机理理的的影影响响有重要的研究价值。有重要的研究价值。18ppt课件防化研究院热释光探测器的最新研究进展LiF:Mg,Cu,P的发光机理研究LiF:Mg,Cu,P热释光探测器损失的灵敏度的恢复研究。高高于于240的的退退火火、读读出出使使LiF:Mg,Cu,P的的灵灵敏敏度度快快速速下下降降，通通常常的的方方法法无无法法使使其其灵灵敏敏度度完完全全恢恢复复，国国外外普普遍遍认认为为只只能能部部分分恢恢复复，已已研研究究出出一一种种方方法法使使其其灵灵敏敏度度完完全全恢恢复复。具具有有重重要要的的理理论论价价值值。被被国国际际著著名名专专家家Bos在在发发表表热热释释光光研研究究进展中被引用。进展中被引用。240至700退火温度对LiF:Mg,Cu,P热释光发射谱的影响研究：主主要要研研究究热热处处理理如如何何影影响响陷陷阱阱中中心心和和发发光光中中心心。首首次次提提出出了了退退火火温温度度低低于于300时时，热热释释光光灵灵敏敏度度随随退退火火温温度度增增加加而而降降低低是是由由于于热热辐辐射射对对载载流流子子陷陷阱阱破破坏坏作作用用；退退火火温温度度超超过过300时时，发发射射光光谱谱向向短短波波方方向向移移动动，发发光光中中心心受受到到破破坏坏。从从而而解解释释了了LiF:Mg,Cu,P的的发发光光机机理理，Cu的的作作用以及灵敏度的热损失和恢复机理。用以及灵敏度的热损失和恢复机理。19ppt课件热释光探测器的选择所所要要监监测测的的辐辐射射场场的的类类型型。如如是是单单一一辐辐射射场场、X、或或是是混混合合辐辐射射场场n-；-。天天然然LiF探探测测器器GR-200A、GR-200、GR-200P、GR-100、GR-100M等等可可以以用用于于、X场场的的剂剂量量监监测测，7LiF和和6LiF配配(GR-206A和和GR-207A,GR-206和和GR-207,GR-206F和和GR-207F)对对可可用用于于n-混混合合场场的的n剂剂量量监监测测。GR-200F可用于测可用于测。要要预预估估辐辐射射场场内内所所测测剂剂量量强强弱弱：在在强强辐辐射射场场中中，探探测测器器在在短短时时间间内内就就会会有有较较强强的的响响应应；而而在在较较弱弱的的辐辐射射场场中中探探测测器器需需要要放放置置较较长长时时间间才才能能具具有有一一定定的的响响应应，这这是是选选择择探探测测器器灵灵敏敏度度及及其其测量线性范围的依据。测量线性范围的依据。选择正规、权威和有研究实力和技术保障的单位的探测器。建议选用片装探测器，不要再用粉末及玻璃管了。主要原因保护你的健康及保护环境。20ppt课件LiF:Mg,Cu,P粉末、玻璃管状和片状探测器的优缺点LiF:Mg,Cu,P粉末探测器：1）热释光灵敏度较LiF:Mg,Cu,P片状探测器低，但灵敏度为LiF:Mg,Ti的30倍以上。2）在实际应用中可以任意选取不同的重量用塑料管制成个人剂量计，即经济又实用，在国内有不少应用。3）由于它的物理状态为粉末，颗粒度的表面积大，产生的非辐射感生热释光高，且涨落大，所以它的本底剂量大，探测阈和信噪比均不如LiF:Mg,Cu,P片状探测器。4）操作不方便。21ppt课件LiF:Mg,Cu,P粉末、玻璃管状和片状探测器的优缺点LiF:Mg,Cu,P玻璃管状探测器：1）克服了LiF:Mg,Cu,P粉末探测器操作不方便的不足，2）改善了早期LiF:Mg,Cu,P片状探测器环境适应性特别是抗潮湿较差的不足。3）但玻璃管自身的辐射和内装的是粉末探测器以及读出时需加热到更高的温度都将增加本底，其探测阈和信噪比均不如LiF:Mg,Cu,P片状探测器。22ppt课件LiF:Mg,Cu,P粉末、玻璃管状和片状探测器的优缺点LiF:Mg,Cu,P片状探测器：1）热释光灵敏度最高，高达LiF:Mg,Ti的65倍。2）本底剂量最小，信噪比最高，可探测的下限剂量最小，在短时间内便可以准确地测量较小剂量。3）操作方便。4）相对粉末探测器价格较高，与玻璃管状探测器价格接近。5）早期的LiF:Mg,Cu,P片状探测器环境适应性特别是抗潮湿较LiF:Mg,Cu,P玻璃管状探测器差。6）目前GR-200A LiF:Mg,Cu,P片状探测器抗潮湿性能得到了明显的改善,在海南等高湿热天气地区完全可代替玻璃管探测器，不会出现早期的探测器产生的变黄等现象。7）发光曲线中高温峰最低。23ppt课件24ppt课件退火退火在在新新购购热热释释光光探探测测器器后后和和使使用用之之前前，需需要要对对探探测测器器进进行行退退火火。退火又分照前和照后退火。退火又分照前和照后退火。照前退火的目的照前退火的目的消消除除探探测测器器的的本本底底剂剂量量和和残残余余剂剂量量（测测后后或或放放置置一一段段时时间间后后残残余余和和累累积积的的天天然然辐辐射射剂剂量量；恢恢复复探探测测器器的的初初始始灵灵敏敏度度，使使深深陷陷中中的的电电子子放放出出来来，以以消消除除辐辐射射敏敏化化引引起起的的灵灵敏敏度度提提高高的的现象；现象；恢复探测器曲线的形状。恢复探测器曲线的形状。25ppt课件退火退火照后低温退火的目的照后低温退火的目的消消除除低低温温峰峰对对剂剂量量测测量量的的影影响响，因因为为各各种种探探测测器器的的低低温温峰峰（不不稳稳定定）容容易易受受到到环环境境温温不不同同程程度度的的影影响响，另另外外，不不同同低低温温峰峰随随时时间间的的变变化化有有一一定定的的衰衰变变，各各个个低低温温峰峰有有各各自自的的半半衰衰期期，经经过过低低温温退退火火可可以以消消除除由由于于这这些些因因素素造造成成的的对对剂剂量量测测量量的的影影响响，提提高高测测量量精精度度；可可以以大大大大提提高高工工作作效效率率，缩缩短短测测量量周周期期。低低温温退退火火是是在在辐辐照照后后，读读出出前前进进行行，未未经经低低温温退退火火的的探探测测器器在在读读出出时时，一一般般采采取取两两阶阶段段恒恒温温程程序序：即即一一般般为为消消除除低低温温峰峰的的影影响响，在在低低温温峰峰的的峰峰温温处处或或稍稍后后恒恒温温数数秒秒后后（此此称称为为第第一一恒恒温温或或预预加加热热处处理理），读读数数器器才才开开始始显显示示和和记记录录探探测测器器所所发发出出的的热热释释光光，如如果果探探测测器器较较多多时时，这这第第一一阶阶段段恒恒温温就就要要花花费费较较多多时时间间。而而经经过过低低温温退退火火时，则读出时就不需要第一阶段恒温。时，则读出时就不需要第一阶段恒温。26ppt课件退火操作退火操作严严格格控控制制探探测测器器的的退退火火条条件件是是保保证证测测量量精精度度和和准准确确度度的的一一个个非非常常重重要要的的环环节节，也也可可以以说说是是最最重重要要的的环环节节，因因此此，在在使使用用中中要要注意以下几方面的问题：注意以下几方面的问题：1）退退火火设设备备内内的的温温度度场场要要均均匀匀，特特别别是是退退火火盘盘周周围围温温度度场场要要均匀。均匀。2）要要使使用用经经过过温温度度标标定定的的退退火火设设备备对对探探测测器器进进行行退退火火，并并定定期期对对退退火火设设备备的的温温度度进进行行标标定定。建建议议采采用用经经法法定定计计量量部部门门标标定定的的温温度度计计进进行行实实时时监监测测温温度度，并并应应注注意意温温度度计计的的位位置置应应接接近近退退火盘并在其中央。火盘并在其中央。27ppt课件退火操作退火操作3）在在计计划划对对探探测测器器进进行行退退火火时时，首首先先将将退退火火设设备备升升温温并并根根据据探探测测器器产产品品说说明明书书中中规规定定的的退退火火温温度度设设定定其其退退火火温温度度，待待其其设设备备升升温温达达到到设设定定温温度度后后（注注意意以以标标定定的的温温度度计计监监测测温温度度为为准准），使其恒定半小时以上，目的在于使温度场充分均匀和稳定。使其恒定半小时以上，目的在于使温度场充分均匀和稳定。4）需需要要退退火火的的探探测测器器应应单单层层平平放放在在热热容容量量小小，散散热热效效率率高高的的退火盘内。退火盘内。28ppt课件退火操作退火操作5）待待退退火火装装置置在在所所需需温温度度处处充充分分稳稳定定后后，将将盛盛有有待待退退火火探探测测器器的的退退火火盘盘放放入入退退火火装装置置内内特特定定的的位位置置。此此时时，设设备备内内部部温温度度将将有有所所下下降降，其其下下降降的的幅幅度度与与探探测测器器的的数数量量，退退火火盘盘的的大大小小，退退火火设设备备开开门门的的大大小小和和开开的的时时间间，加加热热方方式式和和操操作作员员熟熟练练程程序序有关。退火盘放入装置内后，温度回升到设定温度时开始计时。有关。退火盘放入装置内后，温度回升到设定温度时开始计时。29ppt课件退火操作退火操作6）装装有有探探测测器器的的退退火火盘盘从从退退火火装装置置中中取取出出后后，直直接接将将托托盘盘放放在在冷冷却却板板，同同时时用用小小风风扇扇吹吹，使使其其迅迅速速降降温温，冷冷却却过过程程影影响响对对探测器的性能。探测器的性能。7）退火过程的操作重复性是非常重要的。）退火过程的操作重复性是非常重要的。8）对对于于LiF:Mg,Cu,P 退火温度宁低勿高，建议在剂量不是太大时可采用235oC 10分钟。30ppt课件热释光剂量测量技术严格按照操作规格进行严格按照操作规格进行热释光方法特别强调的是重复性热释光方法特别强调的是重复性标标定定仪仪器器：特特别别推推荐荐先先确确定定光光电电倍倍增增管管的的最最佳佳工工作作电电压压范范围围，选择适当的工作电压，一般情况不要改变。选择适当的工作电压，一般情况不要改变。低剂量测量技术低剂量测量技术31ppt课件几个关注的问题热释光方法测量热中子热释光方法测量热中子 主要技术指标及影响因数主要技术指标及影响因数 量与单位量与单位判断限、探测限及定量限判断限、探测限及定量限与与热热释释光光探探测测器器有有关关的的测测量量误误差差及及减少误差的方法减少误差的方法32ppt课件热释光法测中子热释光法测中子基本原理基本原理由由于于中中子子探探测测往往往往伴伴随随 射射线线产产生生，选选择择6LiF、7LiF热热释释光光剂剂量量计计配配对对进进行行剂剂量量测测量量；因因为为两两种种剂剂量量计计对对 响响应应接接近近，而而对对中中子子响响应应有有很很大大的的差差别别。热热中中子子照照射射后后，6LiF对对于于热热释释光光的的主主要要影影响响来来自自6Li(n,)3H反反应应所所产产生生的的 粒粒子子和和氚氚，反反应应的的俘俘获获截截面面为为945b；而而7Li(n,)8Li的的反反应应俘俘获获截截面面只只有有0.033b，两两者者相相差差4个个数数量量级级，7LiF对对热热中中子子响响应应可可以以忽忽略略。用用7LiF测测 射射线线剂剂量量，6LiF测测量量中中子子和和 射射线线剂剂量量响响应应之之和和，两两者者相相减减，便便可可得得到到中中子子剂量。剂量。33ppt课件热释光法测中子热释光法测中子-射线刻度射线刻度6LiF、7LiF热释光剂量计的热释光剂量计的 射线刻度射线刻度热热释释光光剂剂量量计计是是一一种种相相对对测测量量手手段段，在在使使用用前前必必须须经经过过刻刻度度才才能能得得到到热热释释光光响响应应与与辐辐照照剂剂量量的的关关系系。6LiF、7LiF热热释释光光剂剂量量计计的的 射射线线刻刻度度方方法法同同通常的热释光剂量计的通常的热释光剂量计的 射线刻度方法。射线刻度方法。R6F=K6F D (1)R7F=K7F D (2)其其中中D 为为已已知知剂剂量量，R6F 和和R7F为为剂剂量量为为D 时时6LiF、7LiF的的读读数数，K6F 和和K7F为为6LiF、7LiF 射射线线的刻度系数。的刻度系数。34ppt课件热释光法测中子热释光法测中子-中子刻度中子刻度6LiF、7LiF 热释光剂量计的中子刻度热释光剂量计的中子刻度Kn*=R6-R7*K6F/K7F (3)其其中中 为为中中子子注注量量，R6，R7为为标标准准中中子子源源照照射射时时6LiF、7LiF 的的读读数数，Kn为中子刻度系数。为中子刻度系数。(实实际际应应用用常常采采用用几几组组探探测测器器进进行行刻刻度度)35ppt课件热释光法测中子热释光法测中子-剂量计算剂量计算混合场中混合场中 和中子剂量计算和中子剂量计算 D=R7/K7F-天然本底天然本底(4)=(R6-R7*K6F/K7F)/Kn (5)其其中中 为为中中子子注注量量，R6，R7为为6LiF、7LiF 的的读读数数，Kn为为中中子子刻刻度度系系数数,K6F 和和K7F为为6LiF、7LiF 射线的刻度系数。射线的刻度系数。需要注意的是6LiF易遭受辐射损伤，辐射损伤后不能重复使用。36ppt课件探测阈探测阈及影响因数及影响因数探探测测阈阈定定义义为为剂剂量量计计的的读读出出值值与与未未受受照照射射的的读读出出值值有有明明显显差差异异（置置信信度度为为95%）时时对对应应的的最最小小评评定定值值。通通俗俗地地讲讲探探测测阈阈就就是是热热释释光光系系统统（置置信信度度为为95%）的的最最小小可可探探测测的的剂剂量量。探探测测阈阈的的计计算算方方法法是是：取取n个个剂剂量量计计，准准备备后后立立即即读读出出。求求出出每每个个（未未照照射射）剂量计的评定值并计算这n个剂量计的标准偏差（S）。应有：）。应有：tnSH这这里里H为为探探测测阈阈最最大大允允许许限限；tn是是具具有有（n-1）个个自自由由度度的的学学生生分分布布因因数数；n为为检检验中使用的剂量计数目。验中使用的剂量计数目。37ppt课件探测阈探测阈及影响因数及影响因数要要注注意意：一一是是测测探探测测阈阈时时，不不能能使使用用仪仪器器的的自自动动扣扣本本底底功功能能；二二是是探探测测阈阈为为本本底底测测量量值值的的标标准准偏偏差差的的倍倍数数（通通常常可可取取10个个剂剂量量计计，这这个个倍数就为倍数就为2.26）。）。本本底底测测量量值值本本身身的的大大小小不不是是特特别别重重要要，重重要要的的是是这这一一组组测测量量值值的的涨涨落。落。38ppt课件探测阈探测阈及影响因数及影响因数影响探测器本底变化的主要因数有：影响探测器本底变化的主要因数有：探探测测器器的的制制造造工工艺艺，可可能能导导致致一一批批探探测测器器的的固固有有本本底底参参差差不不齐齐。所所以以在在选选用用探探测测器器时时不不仅仅要要看看灵灵敏敏度度高高不不高高，灵灵敏敏度度的的一一致致性性好好不不好好，而而且且还还要要注注意意本本底底的的一一致致性性好好不不好好。尤尤其其在在作作低低剂剂量量测测量量时时，应应挑挑选选本本底底一一致致性性好好的的探探测测器器。GR-200A在通氮气条件下，探测阈可达0.005Gy，不通氮气也能达到0.1Gy。探探测测器器在在大大剂剂量量下下使使用用过过而而退退火火不不充充分分，留留下下的的残残余余信信号号造造成成探探测测器器的的本本底底和和分分散散性增加即探测阈增大。性增加即探测阈增大。39ppt课件探测阈探测阈及影响因数及影响因数探探测测器器被被污污染染，本本底底和和分分散散性性增增加加即即探探测测阈阈增增大大。如如用用手手摸摸过过，探探测测器器上上沾沾上上灰灰尘尘（落落到到桌桌上上或或长长时时间间暴暴露露于于空空气气中中），探探测测器器直直接接在在阳阳光光、紫紫外外灯灯下下照照过过（GR-100和GR-200系列探测器对室内散射阳光不敏感，但对直射阳光敏感）。探探测测器器如如被被污污染染，可用酒精清洗，退火后才能使用。可用酒精清洗，退火后才能使用。40ppt课件探测阈探测阈及影响因数及影响因数读读出出器器对对探探测测阈阈的的贡贡献献，主主要要来来自自光光电电倍倍增增管管暗暗电电流流的的涨涨落落。读读出出器器对对探探测测阈阈的的贡贡献献的的测测量量方方法法同同探探测测阈阈的的测测量量方方法法，只只是是不不放放探探测测器器，测空盘本底的标准偏差。在在进进行行剂剂量量测测量量时时使使用用“自自动动扣扣本本底底”，只只能能消消除除“平平均均值值”，不不能能消消除除暗暗电电流流的的统统计计涨涨落落，而而因因环环境境温温度度的的变变化化，更更严严重重的的是是仪仪器器自自身身发发热热，与与光光电电倍倍增增管管相相连连的的高高压压分分压压电电阻阻发发热热，暗暗电电流流的的统统计计涨涨落落随随温温度度的的增增加加而而增增加加。RGD3系系列列读读出出器器通通过过采采用用半半导导体体制制冷冷技技术术，彻彻底底解解决决这这一一问问题。题。41ppt课件灵敏度灵敏度灵灵敏敏度度定定义义为为单单位位吸吸收收剂剂量量的的热热释释光光信信号号的的强强度度。绝绝对对测测量量这这个个量量是是相相当当困困难难的的，因因为为它它取取决决于于热热释释光光读读出出器器以以及及加加热热速速率率，测测量量的的是是积积分分信信号号还还是是峰峰高高等等。通通常常定定义义一一个个相相对对灵灵敏敏度度为为该该探探测测器器在在同同等等条条件件下下相相对对TLD-100的的倍倍数数。目目前前GR-200A的的灵灵敏敏度度可可达达到到TLD-100的的65倍倍；GR-200P灵灵敏敏度可达到度可达到TLD-100的的40倍。倍。42ppt课件灵敏度灵敏度影响探测器的灵敏度的因数主要有：影响探测器的灵敏度的因数主要有：不不同同种种类类的的探探测测器器的的灵灵敏敏度度明明显显不不同同，同同种种探探测测器器不不同同厂厂家家的的明明显显不不同同，同同种种探探测测器器同同一一厂厂家家的的不不同同批批次次也也有有所所差差别别。目目前前GR-200A继续在国内外保持领先，其灵敏度可达到继续在国内外保持领先，其灵敏度可达到TLD-100的的65倍。倍。探探测测器器的的退退火火和和冷冷却却条条件件的的影影响响。探探测测器器的的灵灵敏敏度度与与退退火火密密切切相相关关。既使同一批探测器，热历史不同也不能混在一起使用。目目前前LiF:Mg,Cu,P热热释释光光探探测测器器的的灵灵敏敏度度不不应应是是重重点点问问题题，重重点点在在于于灵灵敏敏度度的的稳稳定定性性，必必定定热热释释光光剂剂量量测测量量要要重重复复使使用用，经经改改进进的的GR-200A的的稳稳定定性性得得到到了了明明显显改改进进，此此项项性性能能在在国国内内外外也也保保持持领先。领先。43ppt课件均匀性均匀性一一批批中中任任意意两两个个剂剂量量计计受受照照10倍倍于于探探测测阈阈最最大大允允许许限限剂剂量量时时评评定定值值之之差差应应不不大大于于30%。对对于于个个人人剂剂量量监监测测可可取取1mSv。通通俗俗地地讲讲均均匀匀性性指指一一批批探探测测器器的的分分散散性性。防防化化研研究究院院生生产产的的热热释释光光探探测测器器，出出厂厂检检验验一一般般分分散散性性为为变变异异系系数数小小于于3%，即即对对应最大与最小相差小于应最大与最小相差小于10%。44ppt课件均匀性均匀性测测量量探探测测器器均均匀匀性性的的意意义义在在于于：一一是是用用于于分分析析测测量量误误差差以以便便处处理理测测量量结结果果；二二是是科科研研根根据据探探测测器器的的均均匀匀性性来来决决定定检检测测中中一一个个剂剂量量监监测测电电邀邀布布放放的的探探测测器器的的数数量量。例例如如想想要要使使某某一一受受照照点点剂剂量量测测量量误误差差在在10%以以内内，但但探探测测器器分分散散性性好好，变变异异系系数数小小于于3%时时用用12个个探探测测器器就就够够了了，如如果果要要求求测测量量误误差差在在35%，用用变变异异系系数数3%的的探探测测器器，则则要要用用多多个个探探测测器器，测测量量其其平平均均值值。按按正正确确程程序序筛筛选选探探测测器器和和在在同同一一测测量量点点上上适适当当多多布布放放探探测测器器是是降降低低测测量量误误差差的的有有效效方方法法。但片状、条状、管状探测器灵敏度的变异系数为2%已近“极限”。过高追求均匀性是不现实的，因为影响因素较多，就放射源的随机性和射线与物质相互作用的随机性就会产生约1%的贡献。但但一一批批探探测测器器的的分分散散性性变变异异系系数数超超过过5%即即对对应应的的最最大大与与最最小小相相差差超超过过30%是是不不合合格格品品。作作为为例例外外是是采采用用逐逐个个记记忆忆并并校校准准探探测测器灵敏度和本底情况。器灵敏度和本底情况。45ppt课件重复性重复性重重复复性性是是指指探探测测器器在在相相同同条条件件下下反反复复退退火火、照照射射、测测量量10次次，测测量量值值应应该该基基本本一一致致。检检验验方方法法见见国国标标。在在热热释释光光剂剂量量监监测测中中，重重复复性性是是最最重重要要的的一一项项技技术术指指标标。在在热热释释光光操操作作的的每每一一步步都都要要重重复复才才能能保保证证结结果的重复。果的重复。导导致致测测量量结结果果不不重重复复的的常常见见原原因因如如下下：探探测测器器的的重重复复性性能能差差。有有的的厂厂家家工工艺艺水水平平不不过过关关，生生产产的的探探测测器器高高温温峰峰高高，热热稳稳定定性性差差，重重复复性性就就不不可可能能好好；还还有有的的厂厂家家为为节节约约成成本本，原原材材料料未未采采用用正正规规专专业业单单位位研研制制生生产产的的光光谱谱纯纯材材料料，结结果果探探测测器器的的热热稳稳定定性性差差，重重复复性性不不好好。GR-200A的的重重复复性性经经过过了了国国内内外外广大用户多年的检验，处于国内外领先水平。广大用户多年的检验，处于国内外领先水平。46ppt课件重复性重复性 探探测测器器未未按按规规定定条条件件退退火火和和冷冷却却。探探测测器器的的灵灵敏敏度度与与退退火火密密切切相相关关，还还与与退退火火恒恒温温时时间间到到达达后后的的冷冷却却速速度度相相关关。要要求求严严格格按按照照退退火火操操作作进进行行，并并保保持持设设备备和和人人员员操操作作都都要要严严格格重重复复。探探测测器器被被污污染染或或被被阳阳光光、紫紫外外灯灯下下照照过过（GR-100和和GR-200系系列列探探测测器器对对室室内内散散射射阳阳光光不不敏敏感感，但但对对直直射射阳阳光光敏敏感感）。为为避避免免剂剂量量计计佩佩戴戴者者好好奇奇自自行行打打开开剂剂量量盒盒，TLD469型型剂剂量量盒盒内内设设置置了了一一个个专专门门机机构构。测测量量条条件件的的变变化化。在在测测量量时时要要检检查查测测量量仪仪器器的的参参数数的的重重复复。在在一一个个接接一一个个的的连连续续测测量量时时，一一定定要要等等加加热热盘盘的的温温度度下下降降到到100以以下下才才可可将将待待测测样样品品置置于于加加热热盘盘上上，否否则则会会有有信信号号损损失失。滤滤光光片片的的不不清清洁洁也也会会影影响响测测量量的的重重复性。复性。人员操作的重复性也影响测量结果的重复性。人员操作的重复性也影响测量结果的重复性。47ppt课件量与单位量与单位在在热热释释光光剂剂量量监监测测中中，常常见见的的有有伦伦琴琴（R）、戈戈瑞瑞（Gy）和和西西沃沃特特（Sv）。照照射射量量R，本本质质上上不不是是描描述述人人体体受受损损程程度度而而是是描描述述辐辐射射场场强强度度。剂剂量量单单位位R已已废废除除。后后来来用用吸吸收收剂剂量量代代替替照照射射量量来来表表征征人人体体受受损损程程度度。吸吸收收剂剂量量是是指指在在辐辐射射场场中中的的单单位位质质量量物物质质吸吸收收的的辐辐射射能能量量。单单位位为为Gy。对对于于同同一一种种射射线线，在在相相同同照照射射量量下下，不不同同物物质质吸吸收收的的能能量量是是不不同同的的。如如对对于于1R的的60Co，空空气气吸吸收收剂剂量量为为0.869cGy，肌肌肉组织为肉组织为0.957 cGy，骨骼为，骨骼为0.921 cGy。48ppt课件量与单位量与单位对对于于相相同同的的吸吸收收剂剂量量辐辐射射类类型型不不同同时时，生生物物效效应应也也不不同同。如如相相同同吸吸收收剂剂量量的的和和中中子子辐辐照照，致致癌癌的的几几率率有有很很大大差差别别。我我们们最最关关心心的的恰恰恰恰是是辐辐射射生生物物效效应应。于于是是出出现现了了剂剂量量当当量量的的概概念念。剂剂量量当当量量H=吸吸收收剂剂量量D品品质质因因数数Q修修正正因因子子N。通通常常对对于于X、射射线线：Q=1，中中子子、：Q=20，质质子子Q=10。剂剂量量当当量量的的单单位为西沃特（位为西沃特（Sv）。）。需需要要注注意意的的是是：当当刻刻度度热热释释光光系系统统时时，如给出的已知值是伦琴（R）作单位，则作人员剂量测量时可用 1R=0.96cGy换 算；作 环 境 剂 量 监 测 时 可 用1R=0.87cGy换算。若已知剂量以Gy为单位，则要搞清是空气吸收剂量还是组织吸收剂量。49ppt课件判断限、探测限及定量限判断限、探测限及定量限在在低低水水平平放放射射性性测测量量中中，常常常常需需要要对对测测量量结结果果做做出出判判断断：是是否否有有放放射射性性？假假设设有有，有有多多少少（定定量量给给出出）？判判断断低低水水平平样样品品中中是是否否有有放放射射性性，自自然然很很容容易易根根据据测测量量数数据据N0=Ns-Nb(Ns和和Nb为为在在相相同同时时间间内内分分别别测测得得的的样样品品计计数数和和本本底底计计数数，N0为为样样品品净净计计数数)，认认为为N0 0就就有有放放射射性性，N0=0就就无无放放射射性性。由由于于放放射射性性测测量量的的统统计计涨涨落落，这这种种判判断断会会造造成成两两种种错错误误：一一种种是是样样品品中中没没有有放放射射性性，竟竟判判断断为为有有放放射射性性，这这种种判判断断性性质质的的错错误误，在在统统计计假假设设的的检检验验上上称称为为犯犯了了第第一一种种错错误误，犯犯这这种种错错误误的的概概率率用用表表示示这这是是个个小小概概率率，在在概概率率统统计计中中称称为为显显著著水水平平，（1-）称称为为置置信信度度；另另一一种种错错误误就就是是样样品品中中存存在在放放射射性性，竟竟判判断断为为没没有有放放射射性性，这这种种判判断断性性质质的的错错误误，在在统统计计假假设设的的检检验验上上称称为为犯犯了了第第二二种种错错误误，犯犯这这种种错错误误的的概概率率用用表表示示(是是个个不不太太小小的的概概率率)。50ppt课件犯两类错误的示意图 LC判断限；LD探测限；LQ定量限51ppt课件与热释光探测器有关的测量误差与热释光探测器有关的测量误差及减少误差的方法及减少误差的方法热热释释光光剂剂量量系系统统有有许许多多误误差差源源。系统误差和随机误差都来自热释光探测器、热释光读出器、读出和退火过程中的不正确的热处理等。与与探探测测器器有有关关的的误误差差有有：探探测测器器的的透透明明性性和和其其它它光光特特性性的的变变化化；人人为为或或自自然然的的光光源源引引起起的的光光衰衰退退；热热释释光光的的能能量量响响应应；角角响响应应影影响响；异异常常高高的的辐辐照照温温度度；非非放放射射性性沾沾染染；剂量计清洁过程的无效和不重复；剂量计清洁过程的无效和不重复；52ppt课件与热释光探测器有关的测量误差与热释光探测器有关的测量误差及减少误差的方法及减少误差的方法热热释释光光材材料料的的质质量量、尺尺寸寸的的变变化化；粉粉末末在在热热释释光光加加热热盘盘上上分分布布不不均均匀匀；热热释释光光材材料料的的辐辐射射损损伤伤；由由于于热热衰衰退退引引起起的的热热释释光光信信号号的的损损失失；由由于于环环境境辐射引起的本底信号的增加等。辐射引起的本底信号的增加等。上上述述的的一一些些误误差差源源，在在处处理理热热释释光光探探测测器器时时，采采取取适适当当的的方方法法是是可可以以避避免免的的。例例如如：改改善善探探测测器器的的制制造造工工艺艺和和配配方方，提提高高探探测测器器的的稳稳定定性性（目目前前GR-200A的的热热稳稳定定性性和和环环境境稳稳定定性性能能满满足足各各种种恶恶劣劣环环境境中中使使用用要求，克服了早期的不足）；要求，克服了早期的不足）；53ppt课件与热释光探测器有关的测量误差与热释光探测器有关的测量误差及减少误差的方法及减少误差的方法避避免免操操作作者者的的手手与与探探测测器器接接触触，辐辐射射诊诊断断或或治治疗疗中中与与病病人人身身体体接接触触；利利用用真真空空镊镊子子代代替替金金属属镊镊子子可可避避免免划划伤伤探探测测器器表表面面；注注意意每每个个探探测测器器的的热热历历史史；排排除除受受过过异异常常高高剂剂量量的的探探测测器器；正正确确进进行行退退火火（详详见见退退火火操操作作部部分分）；避避免免直直接接在在阳阳光光、紫紫外外灯灯下下照照过过射射（GR-100和和GR-200系系列列探探测测器器对对室室内内散散射射阳阳光光不不敏敏感感，但但对对直直射射阳阳光光敏敏感感），这这种种照照射射可可能能引引起起光光衰衰退退，也也可可能能增增加加本本底底，一一个个黑黑的的塑塑料料盒盒足足够够防防止光的影响；止光的影响；54ppt课件与热释光探测器有关的测量误差及减与热释光探测器有关的测量误差及减少误差的方法少误差的方法退退火火后后的的探探测测器器应应储储存存在在合合适适的的铅铅罐罐中中，减减少少因因建建筑筑材材料料的的放放射射性性物物质质和和自自然然环环境境辐辐射射的的影影响响；采采用用一一致致性性好好的的探探测测器器以以及及适适当当的的标标定定因因子子，对对探探测测器器进进行行个个体体标标定定，能能够够进进一一步步减减少少误误差差。在在医医学学剂剂量量要要求求特特别别高高的的准准确确度度时时，可可采采取取每每次次测测量前和后都对探测器进行标定；量前和后都对探测器进行标定；55ppt课件与热释光探测器有关的测量误差与热释光探测器有关的测量误差及减少误差的方法及减少误差的方法当当剂剂量量计计受受未未知知能能量量的的光光子子照照射射时时，特特别别是是在在能能量量在在100Kev及及以以下下时时，由由于于在在此此能能量量范范围围光光电电效效应应占占主主要要，引引起起剂剂量量过过响响应应，在在剂剂量量确确定定时时引引入入较较大大的的误误差差。利利用用组组织织等等效效的的热热释释光光探探测测器器对对能能量量变变化化依依赖赖较较小小，可可最最小小化化这这种种误误差差。GR-200A热热释释光光探探测测器器是是最最组组织织等等效效的的探探测测器器，其其能能量量响响应应最最小小。另另外外一一种种方方法法是是利利用用同同种种品品质质的的射射线线进进行行校校准准。在在不不能能利利用用同同种种品品质质的的射射线线进进行行校校准准时时，可可采采用用组组织织等等效效的的热热释释光光探探测测器器和和非非组组织织等等效效的的热热释释光光探探测测器器同同时时进进行行测测量量，进进行行能能量量鉴鉴别别，减减少少误误差差；探探测测器器的的厚厚度度也也应应考考虑虑。对对低低能能光光子子和和辐辐射射，厚厚的的探探测测器器因因自自吸吸收收而而引引起起低低响响应应。相相反反，如如果果探探测测器器太太薄薄，在高的光子能量下由于未达到电子平衡也引起低响应。在高的光子能量下由于未达到电子平衡也引起低响应。56ppt课件