热释光测量法在云南省辐射环境质量监测中的应用

杨渐文，文自富，李 程

(1．云南省辐射环境监督站，云南昆明650034;2．云南省安全生产监督管理局，云南昆明650041)

热释光测量法在云南省辐射环境质量监测中的应用

杨渐文1，文自富1，李 程2

(1．云南省辐射环境监督站，云南昆明650034;2．云南省安全生产监督管理局，云南昆明650041)

介绍了热释光测量法，分析了2010、2011年云南省应用热释光测量法测量辐射环境空气质量的数据结果，认为该方法是一种很好的方法。

热释光;辐射环境监测;应用;云南

热释光剂量计(thermoluminescent dosimeter，简称TLD)是20世纪60年代发展起来的一种新型固体剂量计，可用于测量α、β、γ、X等多种射线，具有灵敏度及精确度高、体积小、重量轻、可多次重复使用等特点，得到了广泛应用。其测量环境辐射累计剂量的原理［1，2］是:某些物质具有热释光性，即它们受到放射性辐照后物质结构内部的电子能级发生变化，部分电子跃迁到较高的能级，并被由于晶体掺杂后的缺陷所形成的陷阱所俘获，把经过照射的材料加热，受热激发的电子返回基态能级，同时把储存的能量以光的形式释放出来，热释光测量系统将光强度转换成能量值自动读出所受照射量。

1实验部分

1.1热释光测量系统及TLD的选取

热释光测量系统主要由热释光剂量计(型号为BR1000)、FJ427A1型热释光读出器、FJ411B退火炉及FJ－417型辐照器组成。由于LiF(Mg，Cu，P)［3，4］材料具有组织等效性好、灵敏度高、信噪比较理想等优良的剂量学特性，本实验选取的TLD元件均是LiF(Mg，Cu，P)材料的。

1.2TLD的筛选及准备

筛选的目的主要是选取分散性小、灵敏度和本底较一致的探测器，通常选择分散性在5%以内的探测器备用。筛选过程包括退火、测量TLD本底、筛选、辐照、筛选、退火，即:首先将探测器放入预热过的退火炉中在240°C条件下退火10min(退火时间不够，剂量片本底难以消除;退火时间过长，影响了剂量片内部结构，造成剂量片无效)，然后放在铝板上迅速冷却，将探测器转入读出器中测出探测器自身本底值，选取一批本底值接近的探测器在大剂量和小剂量下反复照射2～3次，再次测量，与预设辐照量对比剔除读数偏大或偏小的片子，选出分散性在5%以内的探测器再次退火，待其温度降至室温后，迅速装入密封的自封袋中(避免受潮)，用黑色胶带缠绕避光，再次装入自封袋中，编号，放入事先准备好的铅罐备用。通常每个测点放置3个探测器。

1.3TLD的布设与回收

选取TLD元件的布放位置很重要，应尽量选取周围地势开阔的地方，距离建筑物至少10m，将TLD装入自制的铁栅栏(小铁笼)后悬挂在离地1m的地方，避免太阳直射及雨淋，TLD布设2～5个月以后回收。回收时，取下TLD后迅速放入铅罐中，带回实验室测量。同时，为了做对比，布置TLD时，用BH3103B型γ辐射剂量率仪在相应同点位分别测量了布置地的瞬时γ剂量率，BH3103B型γ辐射剂量率仪生产厂家为北京核仪器厂。

1.4TLD的实验室测量

在计算机上，将热释光测量系统专用软件界面调至“测量”状态，把收回的热释光剂量片用干净的镊子依次夹入热释光读出器加热盘中读出剂量片的值。由于每个地方布设3个剂量片，所以每个地方的环境累积剂量值是3个剂量片读数的平均值。值得注意的是，此时热释光读出器的测出值是仪器自动扣除了仪器本底和剂量片本底后的净值。

2结果与分析

2010年和2011年在云南省境内布设了9个测点利用热释光法进行环境γ辐射累积剂量的监测，每年分上半年和下半年共2次，同时在每次挂出剂量片时用BH3103B型γ辐射剂量率仪对每个测点进行测量，测点多布置于各地气象站。

表1热释光法测量结果及γ剂量率仪测量结果

(1)从表1数据看，所测9个点的γ辐射水平在正常范围内波动，且2010年上半年、下半年及2011年上半年用热释光法所测9个点γ辐射累积剂量率和用γ辐射剂量率仪直接测出的结果较为一致的，说明两种方法都比较稳定，在环境辐射水平监测中能起到相互对比的作用。

(2)从表1数据看，大多数监测点用热释光法测出值小于γ辐射剂量率仪的测出值。可能是通常将热释光剂量片悬挂在气象站百叶箱下，百叶箱对射线造成一定的遮挡作用，而用γ辐射剂量率仪测量点位于气象站开阔地，造成了测量值的差异。另外，热释光法测量γ累积剂量率值是环境γ辐射的一个长期稳定值，用γ辐射剂量率仪测出的则是瞬时值，本身两种测量方法原理不同，也会导致结果的差异。

(3)从图1看，9个测点在2010年上半年、下半年及2011年上半年用热释光法测出的累积剂量率值较为稳定，表明该方法测出结果连续性及稳定性较好。

3质量控制

(1)每年由中国科学计量研究院刻度热释光测量系统并发放检定证书，接受其剂量检验及刻度系统的线性，二者均达到标准要求。

表22011年剂量检验结果

表32011年线性刻度结果

(2)每个监测点位均布设3个及以上剂量片，测值求平均值，以保证数据的准确性。

(3)操作人员均经过培训持证上岗，能够做到熟练操作。

4注意问题

(1)筛选剂量片过程中，无论是辐照、读数还是退火，尽量保持片子不翻面，避免在盘子里发生较大的滑动摩擦，否则会影响测量结果。若发生上述情况，应视情况重做该部分实验。

(2)在实验准备过程中，认真测量仪器本底和剂量片自身本底，并在测量时扣除本底值，以保证数据的准确性。

(3)在计算某段时间内的累积剂量值时，要扣除从筛选剂量片结束到挂片以及从取片到测量这两个时间段内放置于铅罐内剂量片的附加剂量。

(4)挂片选取地点时，尽量选择气象站观测坪，气象站地势开阔，地点及内部设施不易受外界因素发生变迁。形成专人看守联系制度，若TLD发生被盗丢失时，接到丢失报告后重新挂片，以保证数据的延续和完整性。

(5)筛选出的热释光剂量片一定要用自封袋或者用其他材料密闭包装好，以免受潮，最好用黑色不透明胶带缠绕避光。

5结语

云南位于中国西南边陲，矿物资源较为丰富，省内开展了多个核技术应用项目，且与两个拥有核能力的国家印度和巴基斯坦相邻。用热释光法测量环境辐射累计剂量对于掌握全省辐射环境质量状况和变化趋势有着十分重要的意义，同时也为政府加强辐射环境管理提供了技术支持。随着社会的发展，核技术应用项目日渐增多，人们对云南省辐射环境质量状况越来越关注，加强核与辐射环境质量监测和监管显得尤为重要。热释光法测量环境γ辐射累积剂量值较为简便，稳定性好、灵敏度高，在辐射环境监测中起到了不可替代的作用。

［1］GB10264－88，个人和环境监测用热释光剂量测量系统［S］．

［2］GB8998－88，环境热释光剂量计及其使用方法 ［S］．

［3］NaKajima T．Development of a new highly sensitive LiFthermoluminescence dosimeter and its application［J］．Nucl Instrum Methods，1978，(157):155．

［4］Horowitz YS．LiF:Mg，Ti Versus LiF．Mg Cu，P:The Competition Heats up［J］．Radiat prot Dosim，1993，(47):114，135．

［5］王海军．热释光测量在环境γ辐射水平调查中的应用 ［J］．海军医学杂志，2006，27(2):110－112．

The Application of Thermoluminescence Measurement in the Monitoring of Radiation Environmental Quality in Yunnan

YANG Jian－wen1，WEN Zi－fu1，LI Cheng2
(1．Yunnan Provincial Radiation Environment Supervision Station，Kunming Yunnan 650034 China)

The thermoluminescence measurement is introduced in this article．The analysis of its measurement data about the radiation environmental air quality in Yunnan from 2010 to 2011 shows that it is a good method．

thermoluminescence;environmental radiation monitoring;application;Yunnan

X34

A

1673－9655(2012)05－0134－03

2012－04－25