热释光测量技术用于X射线环境辐射剂量监测的研究

【摘要】：放射性环境监测工作是环境工程的基础环节之一，热释光测量技术用于个人剂量、环境剂量监测的是从上世纪80年代末发展起来的。热释光探测器量程宽，一般为10-5～103Gy（戈瑞），灵敏度高，能量响应好，不受电磁干扰，体积小，衰退少，测量误差小，使用方便，探测元件来源广泛，可做成各种形状，并可重复使用，适用于多种射线的测量，既可用于常规监测，也可用于事故监测。 由于热释光测量是一种相对测量方法，同时热释光探测器存在材料剂量特性（储能性、发光性、剂量响应性、饱和性、光衰退、光响应以及灵敏度对辐射品质的依赖性等），在实际测量过程中，测量准确度受到较多因素的影响，即使同种类型同样规格的探测器的测量参数也不完全一样，为获得较准确的测量结果，需要调整热释光测量系统的最佳工作条件与状态。 本文首先对校准过程中刻度因子的计算方法进行研究，在测量系统校准过程刻度因子的计算中，采用最小二乘法和平均值法计算出的刻度因子均能较好的回归到真实照射计量值，误差均在±5%以内，能够符合测量精度要求。之后对测量系统的相对误差进行研究，通过全国实验室的盲样考核与比对，盲样测量结果能够与约定真值比较吻合，相对误差可控制在±5%以内。另外，通过盲样测量试验比较，分析对比80KeV窄谱X射线标准源、60Co标准源对照射探测器测量结果的影响。 在进行了刻度因子优化研究之后，对测量系统的不确定度进一步试验研究，通过探测器的选择和定期筛选方法、控制探测器的退火方法、发光系统的偏差控制方法、测量工作人员的经验法，进行测量试验，对放射工作人员个人剂量当量Hp(10)的测量进行不确定度评定。对α能向、α检定和α角度共计3个影响因子进行计算。之后试验研究同一剂量探测器，对不同能量射线，响应存在的差异，利用60Co标准源刻度剂量探测器，选用目前使用最广泛、性能较好的LiF(Mg， Cu，P)剂量探测器进行能量响应稳定性试验。 在热释光测量系统进行以上一系列的的最佳工作条件与状态研究之后，进行实际应用研究。 首先，进行规模应用研究，对陕西某地级市常规的医疗机构、工业企业、科研机构共计71家单位的265名从事放射的工作人员进行的全年剂量监测，发放监测用探测器614个，通过全年的4批次试验，统计出该地区剂量分布现状。 最后，进行热释光法用于极短曝光时间（10-7-10-8s）的闪光X射线装置的剂量监测研究，试验中与目前常用的几种直读式X射线检测仪器做对比，说明热释光法能够对闪光X射线发生装置发射的脉冲X射线做出更有效的响应，在主照射方向距X射线管10m以内，热释光法测量结果与理论推算的结果非常接近，相对误差在9%以内。监测结果准确可靠，用于闪光X射线装置放射防护监测是可行的。