浸水热释光剂量计对剂量测量的影响

蒋 兵，缪尔康，周俊宇，李元东，胥海亮

(四川省辐射环境管理监测中心站，成都 611139)

引 言

热释光剂量计是利用一些物质被电离后，在受热的条件下发光特性而制备的一种记录累积辐射剂量的器件，广泛用于剂量学、医学、个人剂量监测、环境剂量监测和核医学等领域[1～4]。热释光剂量计物质材料有LiF、CaSO4、CaF2、BeO、Li2BO4、Al2O3等，但大量的研究工作表明热释光材料在掺杂剂的作用下，灵敏度反而更高，其中以LiF(Mg、Cu、P)型剂量计最为常见[3，5]。

在个人剂量监测中，热释光剂量计浸水导致个人计量异常的情况时有发生[6～9]。但目前少有关于浸水剂量计对测量结果影响的研究。浸水剂量计对剂量测量是否存在影响，是否影响剂量计的正常使用等都需要进行实验论证。为此，本文采用常用的LiF(Mg、Cu、P) 热释光剂量计，分为辐照前浸水和辐照后浸水两组，在不同浸水时间、不同浸水水质进行实验，以研究不同条件下浸水剂量计对剂量测量的影响。通过本次研究，科学的论证浸水剂量计对剂量测量的影响，为个人剂量与环境剂量监测等方面提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料

实验采用出厂分散性为1%的LiF(MG、Cu、P)剂量计。为了使得样品能在同一条件进行照射，将稀土样品平整的装于塑料方盒内(方盒长：10.0cm，宽：7.5cm),并作为实验用的辐射源，如图1所示。实验测量采用测量仪器使用RGD-6型热释光仪。

图1 辐射源Fig.1 Radiation source

1.2 方法

本文采用实验对比的方法来进行验证。热释光剂量计浸水时间以及浸水水质条件都会对剂量结果可能带来影响，剂量计浸水前辐照和浸水后辐照也可能对剂量测量结果造成影响。对此，实验将热释光剂量计样品分两组，一组为热释光剂量计辐照后浸水，另外一组是热释光剂量计浸水后辐照。每组实验将剂量计样品放入去离子水和添加洗涤剂的去离子水(洗衣液和水体积比为1∶ 5)进行浸泡，浸泡时间分为5h，10h，15h以及20h。辐照后的正常样品直接进入测量，而浸水样品经低温处理烘干后进行测量。

1.3 实验过程

1.3.1 剂量计辐照后浸水的实验过程

将100片热释光剂量计随机放置在与辐照盒相同一致大小盒盖内。应将计量片平整的摆放，且要防止剂量片有重合的情况。

剂量计经过一段时间的辐照后，再进行浸水实验。将辐照后的剂量计充分混合，然后随机选取相应数量的剂量计进行浸水实验。表1为实验详细情况表。实验采用了两种水溶液，一种是去离子水，一种是添加洗涤剂的去离子水(洗衣液和水体积比为1∶ 5)。

表1 实验详细情况Tab.1 Experimental details (片)

1.3.2 剂量计浸水后辐照的实验过程

浸水后的剂量计将放置在如图2所示的方盒(与辐照源方盒大小一致)中进行辐照。由于辐照源的均匀性未知，对此剂量分布情况需进一步的分析。将方盒内的各个区域进行编号，如图2所示，

图2 辐照分区情况图Fig.2 Irradiation partition

装入一定数量的剂量计进行等时辐照，来查看剂量分布情况。待分区剂量分布实验完成后，装入如表1所示的经过不同浸水时间和不同水质浸泡的剂量计，分别装入如图2所示的各分区中，再将装入剂量计的方盒与辐射源的方盒重合，进行辐照。

2 结果与分析

2.1 剂量计辐照后浸水实验的结果与分析

由于辐射源的非标准性，需要对所有的剂量片的受照情况进行初步分析。随机选取20片受照后的剂量计(不经浸水处理)，得到正常样品下的平均值结果，其相对标准偏差为14.2%，说明该照射方式的剂量计测量结果比较分散。

而不同浸水时间的热释光剂量计测量的剂量平均值如图3所示。由图3可以看出，剂量计在去离子水中浸泡10h样品的剂量值最小，相对平均值偏差为11.5%，在添加洗涤剂去离子水中浸泡15h样品的剂量值最大，相对平均值偏差为5.4%，均在正常样品测量结果范围内。可得出剂量测量结果并没有随着浸水时间的增加而出现明显的变化，测量结果在均值上下波动。说明浸水剂量计受照后，经低温处理烘干，再进行测量，剂量测量结果无明显变化，仍可作为正常数据使用。由图3还可以看出，去离子水和添加洗涤剂的去离子水浸泡的剂量计测量结果有差异，去离子水浸泡的剂量计测量结果更加分散。

注：N为去离子水样品，D为添加洗涤剂的去离子水样品，A为正常样品测量平均值。图3 热释光剂量计辐照后浸水实验测量结果Fig.3 Measurement results of water immersion experiment after irradiation by thermoluminescence dosimeter

2.2 剂量计浸水后辐照实验的结果与分析

辐射源各区域剂量测量情况如图4所示。由图4可知，中间区域(A1、A2、A3，B1、B2、B3)的剂量较高，两边区域(A、A4、B、B4)剂量量较低。因此各个辐照区域的浸水剂量计剂量测量结果需要进行修正。

图4 分区方盒剂量分布测量情况图Fig.4 Zonal square box dose distribution

将方盒各半区(A～A4半区、B～B4半区)的剂量平均值作为各半区的测量基准值。测量基准值与各区域测量值相比，即可得各区域的剂量测量修正系数，其结果如表2所示。

表2 方盒不同区域对辐照情况的影响测量结果Tab.2 Measurement results of the influence of different areas of the square box on the irradiation situation

浸水样品在相应区域辐照后测量值与修正系数相乘，得如图5所示的结果。测量值修正后的相对标准偏差为4.9%。由图5可知，剂量计在去离子水中浸泡10h样品的剂量值最小，相对平均值偏差5.7%(数据异常，其余测量值均在正常范围内)；剂量计在去离子水中浸泡20h样品的剂量值最大，相对平均值偏差2.3%。从在添加洗涤剂去离子水中浸泡的样品剂量测量结果来看，浸水剂量计也没有随着浸水时间的增加而出现明显的规律性变化，测量结果在均值上下波动。也说明浸水剂量计受照后，经低温处理烘干，再进行测量，剂量测量结果可作为正常数据使用。由图5还可以看出，添加洗涤剂的去离子水浸泡的剂量计测量结果在均值范围附近，而去离子水浸泡的剂量计测量结果更加分散。

注：N为去离子水样品，D为添加洗涤剂的去离子水样品，A为正常样品测量平均值。图5 热释光剂量计浸水后辐照测量修正结果Fig.5 Correction results of thermoluminescence dosimeter irradiation measurement after immersion

比较图3和图5的结果，可知剂量计在辐照前浸水和在辐照后浸水，在进入仪器测量前进行低温处理烘干后，其测量结果也看不出明显变化。因此，剂量计在使用前进行浸水和使用后浸水，在测量前进行低温烘干处理，其测量结果也可使用。

3 结 论

本文研究了LiF(MG、Cu、P)型热释光剂量计在不同浸水条件下对剂量测量的影响。实验表明，浸水时间对剂量计剂量测量结果影响不明显，没有出现规律性的变化；不同水质浸泡对剂量计剂量测量结果影响较弱，但去离子水浸泡的剂量计测量结果比较分散；辐照前后剂量计浸水对剂量测量结果影响也不明显，进入测量前进行低温烘干处理，其测量数据也可使用。由此，可以认为剂量计浸水，在测量前进行一定处理，对测量结果影响较小，测量数据仍可使用，为个人剂量和环境剂量监测方面提供参考。