2023年春季辐射剂量测量实验指导书.docx

辐射剂量测量试验试验指导书个人剂量监测技术的进展经过胶片和热释光Thermoluminescence Dosimeter， TLD，现在已经进展到了光致发光Optically Stimulated Luminescence，OSL。 光致发光既有优于热释光剂量计的特点，主要是可以复读；又有优于胶片剂量计 的特点，主要是灵敏度高，可以用于各种辐射监测目的，具有广泛的应用前景。1 试验目的把握 OSL 剂量测量原理； 生疏 OSL 剂量测量方法。2 试验原理光致发光OSL技术的原理与热释光近似，也是利用物质晶体的磷光现象。由于受辐射损伤后产生的陷阱电子保存在晶格中，在光的作用下，这些陷阱电子被激发跃出陷阱与空穴复合，同时以光子放射的形式释放其能量。存在于晶体中的陷阱电子，对于光的反响却不一样。一局部是对光敏感的陷阱电子，它们在光的作用下跃出陷阱与空穴复合，随即放出光子，这类陷阱电子称为“光敏陷阱电子”。光致发光所测定的正是这些陷阱电子。与热释光技术通过加热的手段不同， 光致发光是通过外加的光照来激发陷阱中的电子，使其退激发光。只有很少数电子被激发，使得剂量计具有了重复分析力量。发光量取决于剂量计所承受射线的剂量大小和入射光的强度。OSL剂量计外观如图1所示。1a四元件OSL剂量计图 1 光致发光OSL剂量计b单点剂量计 Dot本试验承受的 InLight 便携式 microStar 手动型个人剂量监测系统如图2 所示。InLight 系统是一套剂量自动测量系统，使用蓝道尔公司的光致发光OSL技术。利用三氧化二铝Al2O3：C做成探测器，使用发光二极管LED阵列激发探测器来测量剂量。OSL 材料激发的光子由使用对光子有高灵敏度的光电倍增管PMT检测和测量，激发的光子数量正比于辐射的剂量和激发光的强度， OSL 技术允许对 Al2O3：C 重复分析。对每次测量大约有 0.2的信号衰减。InLightTM microStar 系统为 Inlgiht 系统剂量计的读出器，包括一台读数仪，一个PC 机，测量软件。MicroStar 是最小的 Inlight 读数仪，可以用来在现场或者野外实时测量，给出准确的剂量评估。3 试验留意事项图 2InLightTM microStar 系统仪器上的旋钮位于 H/P 档时，只能顺时针拧，不能逆时针拧；位于 E4 档时， 只能逆时针拧回到 H/P 档，不要再顺时针拧。4 试验操作4.1 刻度4.1.1 刻度原理刻度的根本原理是利用读数仪测量受照剂量的剂量计，依据读数仪内置算法猎取刻度曲线，作为测量待测剂量计的依据。刻度总共需要使用 10 块刻度剂量计，受照剂量值为 5 种，分别为 0mSv， 0.5mSv，5mSv，10mSv，50mSv，每种剂量值有 2 块。低剂量刻度使用 0mSv，0.5mSv，5mSv 这 6 块刻度剂量计，高剂量刻度使用 0mSv，10mSv，50mSv 这 6 块刻度剂量计。0mSv 是低剂量和高剂量刻度共用的。4.1.2 刻度操作从样品盒中找出刻度剂量计，整理出各种剂量值区分刻度剂量计和校准剂量计，从小到大摆在桌面上。翻开 microStar 程序，进入刻度C 界面：选择低剂量L，点击开头向导W，消灭：光标放置在剂量计号输入框内，拿起0mSv 的刻度剂量计，并使条码一侧对准条码扫面器，听见“嘀”声后，扫码成功。在受照剂量mSv一栏中填入 0， 点击下一步。拉出仪器上的测量槽，放入该刻度剂量计，推入测量槽。将旋钮顺时针拧半圈，指向 E1 档，仪器上 LED 灯亮，开头读取剂量计。LED 灯灭后，屏幕消灭：元件 1 一栏中自动消灭测量数据，表示 E1 读取完成。连续将旋钮顺时针拧一格，指向 E2 档，同样必需等待屏幕消灭测量数据后， 才能连续顺时针拧到 E3。如上操作，直至 E4 数据读取完毕，屏幕消灭：此时要先逆时针将旋钮退回到 H/P 档，然后才能点击下一个N>>。这样就完成了一块刻度剂量计的刻度。再将低剂量刻度所需的剩余 5 块刻度剂量计依次按上述步骤刻度，最终不再点击下一个N>>，而是点击完毕F， 再点击承受A即可完成低剂量刻度。下面进展高剂量刻度。在刻度C界面选中高剂量L，点击开头向导W，后面操作方法与低剂量完全一样，只是把刻度剂量计换成了高剂量刻度所需的那 6 块，最终点击承受A即可完成高剂量刻度。4.2 校准操作先将刻度剂量计装回样品盒中收好。从样品盒中找出校准剂量计，因其外观与刻度剂量计根本一样留意其反面标签标注内容，不能与刻度剂量计混放， 否则不便区分。进入测读R界面，扫描该校准剂量计的号码，放入仪器的测量槽，依次拧旋钮到 E1E4，直至完成剂量计的测量，窗口下方会显示出深部剂量 Hp10、浅表剂量 Hp0.07、眼晶体剂量 Hp3、Beta 剂量和辐射品质结果。请记录该测量结果，并比照与校准剂量计的标称值是否吻合。4.3 测量操作进入程序的测读R界面，扫描待测剂量计的条码，放入测量槽，依次拧旋钮到 E1E4，直至完成剂量计的测量，窗口下方会显示出深部剂量、浅表剂量、眼晶体剂量、Beta 剂量和辐射品质结果。每组试验测量 5 个剂量计。自行设计试验数据表格，把测量数据都记录下来。参考职业性外照耀个人监测标准GBZ128-2023对测量数据进展评价。5 试验要求（1） 试验前依据试验指导书和相关材料预习试验内容。（2） 测量时需现场记录相关数据，并整理到原始数据记录表格中。（3） 留意：刻度、校准、测量三个步骤的原始数据都需要记录。在试验报告中阐述个人剂量监测的具体流程以及本试验所涉及环节的意义。6 关于转动错误的处理在从 E1 依次拧到 E4 时，假设拧得太急，以致屏幕上尚未消灭读取的数据就拧到下一档，会消灭错误提示：此时不要操作键盘和鼠标，而是要将旋钮退回到H/P 档，然后点击OK，点击完之后鼠标不要再操作，更不要点击取消。不管这个剂量计刚刚已经读了几个数据，要将旋钮拧到 E1，程序会从元件 1 开头刷数据，然后再拧到 E2、E3、E4，直至完成。只要回 H/P 档就必需从 E1 读起，千万不要以为可以跳过 E1 直接拧到还未读取的档位，否则程序又会消灭转动错误而中断。7 试验思考题（1） 请分析校准剂量计与标称值存在差异可能的缘由？（2） 实际测得的 5 组数据，分别代表 5 名辐射工作人员的个人剂量值，请依据下面以下条件答复以下问题：第组测量仪：活度 1mCi 的 Co-60 点源，1.5m 远处，在无任何屏蔽的状况下，请计算每名工作人员在此位置上所工作的时间？第组测量仪：活度 2mCi 的 Cs-137 点源，累计操作了 150h，在无任何屏蔽的状况下，请计算每名工作人员距源的距离？（3） 请参考职业性外照耀个人监测标准GBZ128-2023附录 A3“职业外照耀个人检测报告签发版”格式，编写5 名辐射工作人员的个人检测结果报告。并参考剂量限值对个人剂量测量数据进展评价？注：样品受理编号：“试验日期”+“时间编号”+“试验组号”，如 5.12，13:30-14:30，第 1 组，则为 20230512-1330-1；检测工程：2023 年第一季度个人剂量测量；检测方法：光致发光辐射剂量测量；用人、托付单位：清华大学工程物理系；检测/评价依据：GBZ128-2023；检测室名称：清华大学辐射防护及环境保护争论室；探测类别/目的：常规监测；5 名工作人员从事工种代号 6A，佩戴周期为 2023 年第 1 季度；注 1：本周期调查水平参考值：5mSv； 注 2：最低探测水平MDL：0.04mSv。