目前, 热释光剂量测定法(简写为TLD)的应用日益广泛, 不仅可以用于放射工作人员个人剂量监测, 也可用于环境监测等其它方面。虽然《放射工作人员个人剂量监测方法》中对个人剂量监测作了较系统的规定, ^[1]但经过数年来的实践, 笔者认为实际操作中有许多影响因素易被忽视, 本文对这些因素作了简要归纳。

1 TLD误差因素的分析

TLD的基本原理是利用LiF、CaF₂、CaSO₄等热释光材料所具有的特殊晶格结构吸收放射线能量并在一定温度下以发光的形式释放贮存的能量, 从而被光电管接收。其中, LiF(M g、Cu、P)具有灵敏度高、能量响应好, 衰退期较长、线性范围宽等优点而被广泛应用。

本文以LiF(Mg、Cu、P)为例进行分析, 它在2.58 ×10^-7~ 25.8×¹C·kg^-1范围内, 照射量(X)与热释光量(L)有较好的正比特性, 即:X=B(L-Lo)。B为刻度系数, Lo为本底值。测量结果与刻度系数B、响应变量L和本底计数Lo有关。在实际操作中与系数B有关的因素主要是热释光仪的工作状态和计量检定刻度时的环境因素等; 与变量L和Lo有关的因素主要是TL剂量计的质量及其测量操作中的误差和退火条件以及热释光剂量计接受的天然辐射本底水平等。

根据以上分析, 在操作过程中不难找出控制误差因素的方法。

2 误差控制措施 2.1 与刻度系数B有关的因素 2.1.1 稳定仪器的工作状态

选用较大功率稳压电源, 严格控制电压在220V;仪器在使用前或使用间期要充分预热, 使仪器的元器件达到稳定状态; 校准时, 必须当读出值与预置值相等或左右波动很小才可停止校准。在连续测量过程中每隔20分钟调零一次, 避免数值飘移; 仪器定期维护, 滤光片易受灰尘烟雾污染, 可用擦镜纸定期擦拭。

2.1.2 选择最佳工作参数

每年用标准源系统刻度1 ~ 2次, 反复实验选择最佳的工作参数, 使响应值充分反映TLD携带的信号。

2.1.3 控制环境因素

在实验室内安装空调设备, 使温度、湿度保持稳定; 室内清洁, 减少灰尘对实验的影响。

2.2 与响应变量L、Lo有关的因素 2.2.1 TLD剂量计制作质量

每批TL材料在使用前均需筛选, 去除杂质, 黄色烧结的颗粒, 并使其分散性控制在5%以内。避免将不同批的TL材料混合使用。值得注意的是LiF(Mg、Cu、P)材料既有良好的组织等效性又有较高的灵敏度, 但对退火条件要求严格, 退火温度一般控制在240 ~ 245℃之间, 时间1小时。用塑料管封装TL粉末时, 所选塑料管应避免强度过硬或内壁带油性物质, 以免开裂或TL材料受污染。每支TL剂量元件内粉末应够2~ 3次测量用, 每次测量用量可视具体情况而定, 通常粉末用量大于10mg时, 测量结果较稳定。

2.2.2 TL剂量计佩戴情况

将TL剂量计给放射工作人员佩戴时应告知正确的佩戴部位(胸部或颈部)放射工作人员休息时, 应将该计带离放射工作场所(同位素放射源), 如有意外受照, 粉末散漏等特殊情况应及时记录。

2.2.3 测量过程中的误差

由于TL材料的发光量与温度, 时间和加热速度有关, 因此在常规监测时应注意:测量条件应与检定刻度系数B时的条件一致。如每次测量用TL粉末的量应相等, 加热速度、时间、温度一致等。另外, 当用粉末分装器振动加样时, 勿使粉末振动得过紧或过松, 避免粉末溅到加热盘外。当粉末加入到加热盘中后, 可轻轻摇动抽屈, 使样品铺薄, 减少自吸收。抽屉应推紧避免漏光。

2.2.4 退火条件

根据不同的TL材料选择合适的退火温度, 温度低了不能消除TL材料中的残余剂量, 温度高了会影响TL对放射线的响应。退火时间过短或退火温度过低TL粉末中心处会出现受热不均, 产生残余剂量储存效应。退火结束后, 应立即取出粉末倒在金属板上快速冷却, 以减少假荧光影响本底值。

2.2.5 Lo的取值

我国目前放射工作人员年平均剂量约为0.94 ~ 2.71mSv.a^-1[2], 而公众成员由天然本底辐射所致年剂量约为1.8mSv.a^-1[3], 由此看出, Lo值对测量结果的影响很大。由于TL剂量计与本底辐射剂量的累积与时间成正比, 监测周期应固定, 以免天然辐射本底值影响监测结果, 产生大的误差。同时在设置本底TL剂量计时由于各单位TL剂量计收发的时间常出现提前或滞后以及工作场所存在差异等原因, 应尽可能多设本底TL剂量计作为对照, 每个单位应单独设立本底TL剂量计。

2.3 对误差因素的修正

在监测中如出现如前所述的各项影响因素时应及时记录, 并在计算剂量时予以合理修正。同时每隔一段时间应进行一些个人剂量计的性能实验, 以提高整个系统的探测阈和测量精度。

3 小结

个人剂量监测系统是一个非常复杂的过程, 影响测量结果的因素很多, 本文仅对测量过程中可能存在的误差作了简要归纳。在实际监测中还有赖于监测者勤于思考, 提高监测水平。