CTLD-1000热释光探测器能量响应的判定

                    CTLD-1000热释光探测器能量响应的判定

（北京瑞辐特辐射测量仪器有限公司）

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1、 能量响应性能是热释光探测器的一个重要参数，GB10264-2014要求作为必要参数给出。本实验参照标准对剂量计的能量响应性能要求进行实验。标准要求取四组探测器(每组n个)，准备、辐照并读出。辐射源为15.8keV Ｘ射线；30-40keV的参考辐射；80-100keV的参考辐射；137Cs或60Co。本实验用辐射源如下:

第 1 组               17.5 keV Ｘ 射线

第 2 组               33.0 keV 参考辐射

第 3 组               83.0 keV 参考辐射

第 4 组               1250 keV (60Co)

以上各组探测器均在自由空气中辐照。

求出每个探测器的剂量评定值(Eij),并计算每组探测器的平均剂量评定值()

及其置信区间(Ii)。应有：

      (i＝1-4)

在上式中，Ii为平均剂量评定值()的置信区间(,攽)，I是平均测量值Ｘ的置信区间半宽度。若从n次测量中计算攽Ｘ敀，则置信区间半宽度为I＝tn·s/ n，s是该组测的标准偏差，tn为学生分布因子。n＝2时，I＝12.71·s/  2＝8.987s，n＝5时，I＝2.78·s/  5＝1.243s。

本实验在满足标准要求的前提下，准备、辐照并读出12组探测器。每组除LiF:Mg,Ti探测器为2个外，其余的均为5个。标准要求辐照的剂量约定真值为0.01Gy。

辐照剂量约定真值应根据探测器的阈值、灵敏度、读出器的相对灵敏度和辐照装置的照射量率来确定，对灵敏度较低的探测器(LiF:Mg,Ti等)辐照的剂量可稍大一些(0.1～0.5mGy)；对灵敏度较高的探测器(CaSO4:Dy、LiF:Mg,Cu,P)辐照剂量可稍小一些(0.05mGy左右)。考虑到实际使用的低能K荧光Ｘ辐射及连续谱的过滤Ｘ辐射的照射量率比较低， 本实验一次辐照的探测器比较多，要求在Φ100mm平面上不均匀度小于1%。因此，辐照的距离不易太近。本实验对在低能K荧光Ｘ辐射的剂量约定真值定崐为0.02mGy左右，对能量比较高的Ｘ辐射辐照的剂量约定真值定为0.1mGy左右。探测器能量响应实验照射条件见表1。

表1 探测器能量响应实验照射条件

表中不同能量 Ｘ 射线均采用窄谱照射。在窄谱照射量率不够时，可采用宽谱。

　　探测器均在自由空气中辐照。用137Cs和60Co源辐照时，探测器前放置一块厚度为4-5mm的平衡板，使电子达到平衡。连续谱的过滤Ｘ辐射照射条件参照各能量点的刻度条件确定。

表2给出了探测器的能量响应结果。

表2探测器能量响应实验结果

    图中-I为(Ei-Ii)/C，+I为(Ei+Ii)/C。

图 1、2、3、4、5 给出 CTLD  LiF:Mg,Ti、LiF:Mg,Ti-M、LiF:Mg,Cu,P、CaSO4:Dy(Teflon)和6LiF:Mg,Cu,P、7LiF:Mg,Cu,P热释光探测器的光子能量响应曲线。

图1、LiF:Mg,Ti(CTLD-100)探测器能量响应曲线

探测器规格: 4mm×4mm×0.8mm

图2、LiF:Mg,Ti-M(CTLD-100M)探测器能量响应曲线

探测器规格: 3mm×3mm×0.8mm

图3、LiF:Mg,Cu,P(CTLD-1000)探测器能量响应曲线

A: 片状探测器(Φ4.5mm×0.8mm) 

B: 玻管探测器(Φ2mm×12mm)

图4、CaSO4:Dy Teflon(CTLD-10T)探测器能量响应曲线

探测器规格: Φ5mm×0.7mm

图5、6LiF:Mg,Cu,P、7LiF:Mg,Cu,P探测器能量响应(光子)曲线

A: 7LiF:Mg,Cu,P(Φ4.5mm×0.8mm)  B: 6LiF:Mg,Cu,P(Φ4.5mm×0.8mm)

实验结论：热释光探测器的能量响应和探测器的有效原子序数、类型、射线的种类等因素有关，低有效原子序数的探测器能量响应好，高有效原子序数的探测器能量响应较差。用于个人剂量监测的高有效原子序数的探测器可采用铜、铅、锡等过滤材料改善其能量响应。