CN110579788A - 一种低探测下限的辐射剂量测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低探测下限的辐射剂量测量方法，包括步骤：一，将现场食盐制作成多个剂量元件；二，利用脉冲光致发光技术对辐射过不同剂量的各剂量元件进行检测，得到不同剂量元件对应的食盐OSL信号；三，对各食盐OSL信号和对应的剂量进行线性拟合，得到不同测量参数下的线性拟合度；四，选取最佳线性拟合度对应的脉冲光致发光技术参数，并得到该脉冲光致发光技术参数下食盐OSL信号与剂量之间的对应关系；五，在步骤四中得到的脉冲光致发光技术参数下，测量现场食盐OSL信号，反推计算食盐吸收剂量。本发明降低了光致发光技术测量食盐吸收辐射剂量的探测下限，能够有效测量紧急核泄漏事件中现场食盐的辐射剂量，为测量核事故中公众剂量提供技术基础。
Description
技术领域
本发明属于核辐射剂量测量技术领域，特别涉及一种低探测下限的辐射剂量测量方法。
背景技术
在发生紧急的核泄漏事故下，由于民众不会随身携带电离辐射个人剂量计，所以无法直接通过个人剂量计读数得到民众所受电离辐射剂量，需采用回顾性剂量法，使用替代个人剂量计的材料对民众进行辐射剂量测量。食盐遍布世界各地，在每家每户、工作场所和餐馆等场合都能轻易采集到，并且食盐的主要成分NaCl具有晶体结构且具备光致发光材料的特性，可以作为核事故剂量材料。
在回顾性剂量法中，光致发光技术(Optical Stimulation Lumincence)由于其测量过程全光学无需加热、灵敏度高、读出速度快、可复读、动态线性范围宽等优势，广泛应用于事故剂量测量中。
光致发光技术根据激发模式的不同分为恒定强度光激发模式(简称为CW-OSL)、线性调制光激发模式(简称为LM-OSL)、脉冲光源激发模式(简称为POSL)。
现有技术中，使用光致发光技术测量食盐吸收辐射剂量的方法，探测下限较大，效果差。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种低探测下限的辐射剂量测量方法，采用脉冲光致发光技术测量食盐吸收剂量，降低了光致发光技术测量食盐吸收辐射剂量的探测下限，能够有效测量紧急核泄漏事件中现场食盐的辐射剂量，为测量核事故中公众剂量提供技术基础。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种低探测下限的辐射剂量测量方法，其特点是包括以下步骤：
步骤一，将现场食盐制作成多个剂量元件；
步骤二，利用脉冲光致发光技术对辐射过不同剂量的各剂量元件进行检测，得到不同剂量元件对应的食盐OSL信号；检测过程中，保持脉冲间隔和脉冲数不变，多次改变脉冲宽度；
步骤三，对各剂量元件的食盐OSL信号和对应的剂量进行线性拟合，得到不同测量参数下的线性拟合度；
步骤四，从不同测量参数下对应的线性拟合度中选取最佳线性拟合度对应的脉冲光致发光技术参数，并得到该脉冲光致发光技术参数下食盐OSL信号与剂量之间的对应关系；
步骤五，在步骤四中得到的脉冲光致发光技术参数下，测量现场食盐OSL信号，并根据步骤四中得到的脉冲光致发光技术参数下食盐OSL信号与剂量之间的对应关系反推计算食盐吸收剂量。
作为一种优选方式，所述步骤一包括：
采集现场食盐，并形成多个食盐样本；
对多个食盐样本分别辐射不同的剂量，形成多个剂量元件。
进一步地，还包括：在对试验样本辐射前，对食盐样本进行光退火处理。
作为一种优选方式，所述步骤二中，检测过程中，脉冲间隔保持为50ms不变，脉冲数保持50不变，调整脉冲宽度为1ms、5ms、10ms、20ms、30ms、40ms或50ms。
作为一种优选方式，对多个食盐样本辐射的剂量分别为：1mGy、10mGy、100mGy、200mGy、400mGy、800mGy、1000mGy、2000mGy、4000mGy、8000mGy、10000mGy。
作为一种优选方式，所述步骤四中，采用Origin软件进行线性拟合。
CW-OSL和LM-OSL法需将食盐晶体内的剂量信息全部激发出来，剂量响应下限只能达到1mGy，POSL法相对于CW-OSL和LM-OSL法可只激发食盐晶体内部分剂量信息，通过控制激发频率可降低食盐本底的OSL计数，剂量响应下限可达1uGy。
与现有技术相比，本发明采用脉冲光致发光技术测量食盐吸收剂量，降低了光致发光技术测量食盐吸收辐射剂量的探测下限，能够有效测量紧急核泄漏事件中现场食盐的辐射剂量，为测量核事故中公众剂量提供技术基础。
附图说明
图1为本发明一实施方式流程图。
图2为本发明测量时序图。
具体实施方式
本实施例中，采用美国蓝道尔公司Inlight200型光致发光剂量测量系统对食盐OSL信号进行测量。
如图1所示，本发明的一实施例包括以下步骤：
A.将现场食盐制作成剂量元件：
采集现场食盐，并形成多个食盐样本；
对食盐样本进行光退火处理，确保食盐本底剂量一致；
对多个食盐样本分别辐射不同的剂量：1mGy、10mGy、100mGy、200mGy、400mGy、800mGy、1000mGy、2000mGy、4000mGy、8000mGy、10000mGy，从而形成多个剂量元件。
B.使用3D打印技术制作四元件食盐容器，此容器能进入InLight200A型剂量测量系统测量通道，达到测量食盐光致发光信号的目的。
C.将辐照过剂量的食盐剂量元件装入四元件食盐容器中，两边使用透明胶布固定食盐剂量元件。
D.将四元件食盐容器放入InLight200A型剂量测量系统中，利用脉冲光致发光技术对各剂量元件进行检测。检测过程中，需要设置测量系统脉冲激发时间t1，光子计数时间t2，每次检测激发脉冲数n。首先，设置脉冲宽度、脉冲间隔和脉冲数分别为1ms、50ms和50，对食盐进行一次检测，只激发出食盐晶体内部分的剂量信息，得到此类食盐光致发光信号与剂量之间的关系；然后，保持t2＝50ms，n＝50不变，改变脉冲宽度，分别为5ms、10ms、20ms、30ms、40ms、50ms，记录食盐光致发光信号数，得到不同剂量元件对应的食盐OSL信号。本实施方式的测量时序图如图2所示。
E.采用Origin软件，对各剂量元件的食盐OSL信号和对应的剂量进行线性拟合，得到不同测量参数下的线性拟合度。
F.从不同测量参数下对应的线性拟合度中选取最佳线性拟合度对应的脉冲光致发光技术参数，并得到该脉冲光致发光技术参数下食盐OSL信号与剂量之间的对应关系。
G.在步骤F中得到的脉冲光致发光技术参数下，测量现场辐照过一定剂量的食盐OSL信号，并根据步骤F中得到的脉冲光致发光技术参数下食盐OSL信号与剂量之间的对应关系反推计算食盐吸收剂量。
根据公式：
可计算本发明所述方法的最小可探测下限，可达1uGy。
其中，IOSL为系统测量到的OSL信号强度；δ为积分时间Δt内本底计数的标准偏差；3δ为MDD在置信水平为99.7％下的评估值。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种低探测下限的辐射剂量测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将现场食盐制作成多个剂量元件；
步骤二，利用脉冲光致发光技术对辐射过不同剂量的各剂量元件进行检测，得到不同剂量元件对应的食盐OSL信号；检测过程中，保持脉冲间隔和脉冲数不变，多次改变脉冲宽度；
步骤三，对各剂量元件的食盐OSL信号和对应的剂量进行线性拟合，得到不同测量参数下的线性拟合度；
步骤四，从不同测量参数下对应的线性拟合度中选取最佳线性拟合度对应的脉冲光致发光技术参数，并得到该脉冲光致发光技术参数下食盐OSL信号与剂量之间的对应关系；
步骤五，在步骤四中得到的脉冲光致发光技术参数下，测量现场食盐OSL信号，并根据步骤四中得到的脉冲光致发光技术参数下食盐OSL信号与剂量之间的对应关系反推计算食盐吸收剂量。
2.如权利要求1所述的低探测下限的辐射剂量测量方法，其特征在于，所述步骤一包括：
采集现场食盐，并形成多个食盐样本；
对多个食盐样本分别辐射不同的剂量，形成多个剂量元件。
3.如权利要求2所述的低探测下限的辐射剂量测量方法，其特征在于，还包括：在对试验样本辐射前，对食盐样本进行光退火处理。
4.如权利要求2所述的低探测下限的辐射剂量测量方法，其特征在于，对多个食盐样本辐射的剂量分别为：1mGy、10mGy、100mGy、200mGy、400mGy、800mGy、1000mGy、2000mGy、4000mGy、8000mGy、10000mGy。
5.如权利要求1所述的低探测下限的辐射剂量测量方法，其特征在于，所述步骤二中，检测过程中，脉冲间隔保持为50ms不变，脉冲数保持50不变，调整脉冲宽度为1ms、5ms、10ms、20ms、30ms、40ms或50ms。
6.如权利要求1所述的低探测下限的辐射剂量测量方法，其特征在于，所述步骤四中，采用Origin软件进行线性拟合。
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