热释光剂量计(TLD)在辐射剂量学中具有重要的地位, 已广泛应用于环境监测、个人剂量、辐射治疗、考古和地质测年学等领域。在环境监测中, 热释光剂量计被应用于对核电站周围环境的累积剂量测量。

热释光剂量测量的质量控制主要考虑以下影响因素:测量系统的稳定性、热释光探测器的分散性、热释光探测器的稳定性、测量系统刻度因子等。下面以大亚湾核电站周围环境热释光剂量测量分析结果为例来说明这些因素对测量结果的影响。

1 测量仪器的稳定性

热释光测量仪器的稳定性是保证测量结果准确可靠的关键。热释光测量仪器通常是采用校正光源的读数来保证测量结果的一致性。参考光源读数的稳定与否将直接影响到刻度系数和测量结果的稳定性。以RGD-3B热释光测量仪为例来观察预热与测量过程中光源读数变化。见表 1。

由表 1可知, 该测量仪预热至少需要60min, 其校正光源的读数趋于稳定。

一般情况下测量系统在测量过程中光源读数变化不大, 但偶尔也会发生明显的波动(见表 2)。

由表 2可知, 测量系统在测量过程中光源读数变化较大, 因此在进行热释光剂量测量测量过程中须密切跟踪光源读数的变化, 如果光源读数起伏较大, 则应适时进行调整。

2 热释光探测器的分散性

1999年至今大亚湾核电站周围环境累积剂量监测共使用两批热释光探测器, 为便于描述, 新的一批LiF(Mg, Cu, P)热释光剂量计简称为TLD-N, 旧的一批LiF(Mg, Cu, P)热释光剂量计简称为TLD-O。下面以大坑水库测量结果分别统计两批热释光探测器的分散性。见表 3, 表 4。

由表 3、表 4可见, TLD-O测量分散性超过5%的样品数占总样品数的26%, 分散性超过10%的样品数占总样品数的9%;TLD-N测量分散性超过5%的样品数占总样品数的18%, 分散性超过10%的样品数占总样品数的1%。说明这两批热释光探测器的分散性较差, 在选片的过程中应把分散性控制在5%以内。

3 热释光探测器的稳定性

测量过程中, 热释光探测器对电离辐射能的响应稳定性直接影响到测量结果的准确性。以广东省辐射监测中心702房测量结果分别统计两批热释光探测器的稳定性。见表 5, 表 6。

TLD-O在702房的稳定性统计结果表明, TLD-O计数率相对偏差在-9.1%~7.9%, TLD-N计数率相对偏差在-7.3%~9.1%。根据国标《个人和环境监测用热释光剂量测量系统》 (GB10264-88)的要求, 热释光探测器的稳定性在90天内变化应不大于10%, TLD-N与TLD -O所有数据均符合要求, 说明这两批热释光探测器稳定性是比较好的。

4 热释光测量系统的刻度

在2006年至2007年期间, 新旧两批TLD同时在大亚湾11个环境监测点进行布放和测量。统计两年TLD测量结果发现, 2007年TLD-O测量结果比2006年高17%, 2007年TLD-N测量结果比2006年高7%, 全部是正偏差, 详见表 7、表 8。

表 9是TLD-O和TLD-N的2006、2007年刻度因子。从表 9可见, 2007年TLD-O刻度因子比06年高了11%, 2007年TLD-N刻度因子比2006年高了5%。图 1是1994~2007气载流出物各项目占国家规定年限值的百分比, 由图中可看出大亚湾2007年的气载放射性流出物排放量比2006年低, 客观上不会导致TLD测量结果的升高。因此初步分析TLD测量结果正偏差是由于刻度因子的升高引起的, 而刻度因子升高的原因(参考光源、刻度单位等)有待进一步查找。

5 改进措施

对于今后热释光剂量测量的质量控制工作, 应从以下方面加以改进:

(1) 针对测量仪器参考光源稳定性较差问题应积极查找原因, 尽量把稳定性(与刻度时的参考光源读数比)控制在2%以内。

(2) 针对已使用热释光探测器分散性较差的问题, 拟全部更换新一批热释光探测器。新购TLD将严格选取分散性＜5%内的TLD作为监测使用, 以保证测量结果的准确性。

(3) 对于刻度系数变化大的问题, 应查找原因。在两次刻度系数相差过大的情况下进行重新刻度作为验证。