随着核能事业的发展及核辐射技术的应用, 热释光测量技术已应用于各个剂量学领域, 而个人剂量监测作为评价放射性职业危害程度的主要手段使得其质量控制成为了能提供可靠监测数据的重要保证。虽然我们国家早已制定了国标GB10264-88及GBZ128-2002, 对各项技术指标均有明确的要求, 但在实际监测过程中仍会有一些易忽视的因素导致结果的偏差。由于热释光测量系统主要是热释光读出器及剂量计这两部分组成, 故我们着重于这两部分的质量控制方法。

1 热释光读出器的质量保证 1.1 参考光源

目前的读出器使用的参考光源均采用长寿命C-14放射性同位素和苯乙烯单体混合在一起制成的塑料闪烁体。这种光源具有发光均匀, 性能稳定的优点。在测量系统工作时, 通过对光源计数的检查, 即可直观反应出仪器工作的状态及其稳定性, 这是一个简单有效的日常质控方法。

1.2 光学系统

通常情况下, 读出器的光学系统有滤光计、双凸透镜、反射镜。保持标准光源读数稳定不变是读出器的重要检验指标。在实际工作中, 因污染而倒致的光透射系数下降, 仅靠升高压来解决时, 当发光谱与参考光源的光谱不一致时就会有较大的偏差, 所以要保证测量工作正常进行, 应保持光路的各个光学器件的清洁度, 特别是滤光片的清洁度因为滤光片和光路系统的污染会造成标准光源读数变化, 引起对仪器状态的误判断。对于能自动调整高压的仪器(如FJ377), 将会影响测量结果。此外, 对于仪器内置标准光源的可能衰退要予以注意, 尤其是老化仪器。

1.3 高压电源的稳定性

在热释光测量时, 测读仪器灵敏度随高压的变化而变化的, 因而要求读出器的高压必须稳定可靠, 高压稳定度优于5%。

1.4 加热盘

我所使用的国产仪器的读出器均采用加热盘加热方式进行热释光测量。为保持加热盘良好的传热性能, 改善的方法就是擦洗加热盘, 而且加热电极与加热盘接触要牢固, 接触面要保持清洁。

加热盘表面的光学特性对热释光的信号有一定的影响, 并保持元件的一致性, 据报导不同位置带来的测量误差达10%^[1]。所以在测量中, 做到固定一人一机测量的同时尽量保证位置的重复性是十分必要的。

2 剂量计的质量控制 2.1 定期筛选刻度剂量元件

剂量计在测读仪器上的测量读数只是一相对值, 在对剂量计的刻度过程中要注意使用同批同型号同规格的剂量计。玻璃管及片状元件由于辐射历史和热历史等的影响, 应用一段时间后, 同批的元件的分散性会愈来愈大, 所以对反复使用的元件至少每2~3年进行一次按5%的分散度的分档筛选。对一般常规个人剂量监测而言, 进行灵敏度筛选时照射剂量不宜很大, 应在mGy量级或以下, 因为此时成型元件分散性较大, 剂量越小, 分散性越大。使用未成型的粉末元件一般可免去筛选, 采用均匀混合的办法可满足分散性要求。有资料显示对已重复使用近10次的LiF(Mg, Cu, P)粉末和新LiF(Mg, Cu, P)粉末的比较, 尚未发现其灵敏度和分散性有明显变化^[1]。

国标要求剂量计探测下限不小于0.3mSv^[2]。这里指的探测下限不是探测器说明书所提的探测下限, 而是实际使用中的探测下限。其确定方法如下:将经退火处理后的10个剂量计在天然本底环境中放置一个监测周期, 这10个剂量计测量值的3倍标准差即为该剂量计在该周期使用时的探测下限。监测周期不同其探测下限也不同。各测量系统必须根据具体情况通过实验确定所用剂量计的探测下限。

3 热释光测量的质量控制技术措施 3.1 确定仪器加热系统条件

根据已选定的元件在自己的读出器上作的发光曲线, 根据发光曲线来确定仪器的预热、测量温度这两个基本参数, 我所经试验与产品说明书推荐的条件大致相同。

3.2 确定仪器使用高压

仪器使用高压可根据元件灵敏度情况进行适当调整。通常提高高压可以提高灵敏度, 但是为保证仪器工作正常稳定, 高压选择不宜太低, 也不宜太高。高压太低, 灵敏度太低, 高压太高, 光电倍增管工作易不稳定。我室五台测量仪器高压均选在700V左右。

3.3 严格控制退火条件

退火的目的是去除元件残余剂量的必要措施, 元件每次使用前均需进行退火。应根据各元件的使用说明确定元件预处理(退火)的条件, 在专用退火炉中进行。另外对退火炉中元件所在位置的实际温度予以确认, 保证元件退火温度正确。退火温度正确对LiF(Mg, Cu, P)来说特别重要, 退火温度不能高于厂家给出温度的5℃, 否则会降低其灵敏度。退火结束要立即将元件从退火炉中去除并快速冷却, 不能随炉冷却或自然冷却。尽可能保持冷却速度一致, 否则也会影响其灵敏度, 元件尽量少动, 防止产生摩擦假荧光。之后应对退火后的元件进行残余剂量的测量, 残余剂量应保持稳定, 并符合国标要求。

3.4 测量样品量的一致

测量样品除了要保证清洁外, 测量样品量的一致非常重要, 尤其是使用粉末元件。有实验表明振动与否, 分样量可相差10%左右, 对测量结果影响很大, 所以对粉末采用等量震动的方法, 使分样量一致。

3.5 热释光测量系统的定期检定

热释光剂量测量系统必须每年经法定计量部门检定合格。在平时测量过程中要随时用仪器内置标准光源校准仪器, 并且用刻度元件间隔测量做期间核查。

3.6 参加比对

通过参加每一次全国比对及数次盲样考核来保证监测质量的不断提高。

3.7 提高操作人员素质

操作人员要通过技术培训后上岗, 并通过不断学习和实践, 提高业务技术素质。对热释光测量不但要知其然, 还要逐步做到知其所以然。必须熟悉热释光基本理论、探测器特性、仪器工作原理及影响测量结果的各种因素等。要为技术人员技术素质提高和再培训教育创造良好的环境条件, 加强信息和技术交流, 不断提高技术人员素质。

4 总结

热释光个人剂量监测是一个系统问题。不但与选用的探测器的种类、型式有关, 与读出仪器有关, 还与技术人员的素质和操作技能密切相关。是一个探测器、剂量计、读出器、人员素质和操作技术的综合系统, 只有抓好每一个环节的质量控制, 才能确保监测数据的准确。