CN203825203U - 一种鉴别式热释光个人剂量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种鉴别式热释光个人剂量计，可测X、γ等多种射线，能够应用于辐射监测的各个领域，尤其是个人剂量监测方面。本剂量计由两个计量盒及盒内装置构成，上盖、底座构成单独计量盒，底座内设有一个矩形槽，用于放置粉末探测器，其中一个计量盒中粉末探测器与上盖之间放置半圆形金属过滤片，解决了鉴别式剂量计价格高，尺寸大，因角响应造成的剂量偏差也相对较大，以及而固态探测器的分散性较难控制等问题。

Description

一种鉴别式热释光个人剂量计

技术领域

本实用新型涉及一种用于辐射剂量监测的装置，具体地讲是一种基于个人监测目标量Hp(10)设计的一种多功能组合式能量鉴别热释光个人剂量计。它与相应的探测元件配套，可用于X、γ射线个人常规、任务和特殊监测，特别是放射工作人员的深部剂量Hp(10)的监测，并能进行X、γ射线的能量鉴别以及中子剂量的测量。

背景技术

核能和核技术的开发与利用已成为当代科学技术发展的重要标志之一。核医学的发展更与人的日常生活与之密切相关，X光透视、CT、介入治疗已成为常规检查和治疗手段。随着我国核能利用的日益发展，辐射剂量监测作为核能和放射性同位素应用中不可缺少的组成部分，越来越显示出它的重要性。

个人剂量监测作为评价放射性职业危害程度的主要手段，是职业危害因素监测、评价和职业病危害评价管理工作的重要组成部分。放射性技术应用过程中，射线成分非常复杂，特别是医用核技术应用领域，从低能X射线(如乳腺机10～40keV)和γ射线(^99mTc140keV)到高能X射线(如放疗加速器6～50MeV)和γ射线(⁶⁰Co1.25MeV),许多情况下还存在未知能量或者混合能量的辐射场，射线的方向(角度)复杂。

某些矿物在黑暗中加热时瞬时发光的现象被称为热释光，热释光探测技术在电离辐射剂量监测方面的应用始于上个世纪六十年代。自1965年召开第一次国际发光计量学会议以来，热释光探测技术的推广应用得到迅速的发展。

目前通常的热释光剂量学的原理是基于某些物质(例如LiF、CaF₂、CaSO₄等)所具有的热释光特性，这些物质经过辐射后，物质结构的能级发生变化，部分电子跃迁到较高能级，并被由于晶体掺杂后的缺陷形成的陷阱所俘获。把这些经过照射的材料加热，受热激发的电子又返回到基态能级，同时把储存的能量以发光的形式释放出来，且发光强度与材料受照的剂量成正比。

用于剂量测量的热释光探测器按物理状态分为固态和粉末两类。固态探测器有片状、棒状和管状等，以片状应用最为广泛。片状探测器的优点是使用方便，但由于片与片之间在尺寸、厚度、掺杂浓度等方面存在个体差异，故存在一定的分散性，在要求较高的测量中使用前需经过筛选，且筛选之后分散性的问题仍然存在，筛选次数过多则可能影响探测器的灵敏度；而粉末探测器是较均匀的粉末，无需筛选，只需控制好每次进入加热盘的粉末量则分散性远好于片状探测器。

热释光探测器和剂量盒共同组成热释光剂量计。热释光剂量计因有能量响应好、灵敏度高、量程范围宽等优点，被广泛应用于辐射监测的各个领域，尤其在个人剂量监测方面已经相当普及。

根据我国国家标准《职业性外照射个人监测规范》(GBZ128-2002)的相关要求，对于单一成分已知能量的X、γ射线和中子，可用无能量鉴别功能的普通个人剂量计；对于未知能量或者混合能量的辐射场，应使用能量鉴别式个人剂量计。同时，在个人剂量监测的实际工作中，很多照射都不是垂直入射，这就要求个人剂量计还要有较好的角响应，即不同角度入射对剂量计的读数影响不大。能量鉴别式热释光个人剂量计多为过滤型，其原理是利用滤片对不同能量射线的滤过作用来鉴别射线能量。

目前市面上有能量鉴别式和普通型剂量计两种个人剂量计。普通型剂量计不能进行能量鉴别。能量鉴别式剂量计只是在剂量盒的盖子内加一层平片式金属过滤片，剂量盒的侧面则没有，因而射线非垂直照射时角响应造成的剂量偏差相对较大；另一方面，目前市面上能量鉴别式只能结合固体片状探测器使用，探测器分散性较难控制，且剂量盒尺寸一般较大，装入的固体片状探测器数量有限。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种鉴别式热释光个人剂量计，有效地解决了能量鉴别和角度响应的双重问题。

如图1所示，本实用新型由剂量盒A和剂量盒B构成，剂量盒分为上盖1和底座2两部分，底座2内设有一个矩形槽，用于放置粉末探测器4。在剂量盒B粉末探测器4与上盖1之间放置半圆形金属过滤片3。

剂量盒A可以单独作为普通剂量计使用，剂量盒A和剂量盒B组合作为鉴别式剂量计使用。根据两个剂量盒内探测器的测量结果，算出剂量盒A中探测器的计数值与剂量盒B探测器计数值的比值，通过查看剂量盒能量响应曲线(事先做剂量比值与能量响应试验，绘制曲线)就可以确定该射线的能量，从而达到能量鉴别的目的，比如鉴别低能X射线和γ射线。

为了剂量盒的开启方便、简单，上盖1与底座2之间设有滑动槽，不需要特殊的开启工具，且不易损坏，坚固耐用。

金属过滤片可以是密度从小到大的铝片、铜片或锡片，金属过滤片3厚度可以为0.9mm。

本实用新型剂量盒单个尺寸可以为1cm*1cm*3.5cm，作为普通剂量计使用。剂量盒A和剂量盒B组合作为鉴别式剂量计使用，组合尺寸为2cm*1cm*3.5cm。

粉末探测器4可以分样器封装于塑料软管中，整体放入剂量盒内。剂量盒A内可放置1-3个封装好的塑料软管，剂量盒B内可放置1个封装好的塑料软管。本剂量计使用的是粉末探测器4，相比片状探测器，易于封装在塑料管内；相同的容积(剂量盒内空间)下，可装入较多的探测器，一个剂量盒内探测器的测读数据可超过10个，减小测量随机误差。

剂量盒背面设有一中间凸起的凹槽，别针5从凸起中穿过，以方便佩戴，使剂量计佩戴牢固，不易丢失。

与目前市场上的鉴别式剂量计相比本实用新型有如下特点：

本鉴别式剂量使用了弧形金属过滤片，这种弧形设计可以更好的适应非垂直照射的情况，较市面上其他剂量计具有更好的角响应，在相同条件下剂量计的角响应明显优于市面上的同类剂量计。

本鉴别式剂量计是专门内置粉末探测器的鉴别式热释光个人剂量计，粉末探测器无需经过筛选，只需控制好每次进入加热盘的粉末量则分散性远好于片状探测器。粉末探测器相对固态探测器价格低廉，且本剂量计既可以作为普通剂量计使用，又可以作为鉴别式剂量计使用，因此具有经济方便、用途广泛的优点。

本剂量计可以根据检测需求灵活使用，对于已知能量的单一辐射场，可以用单个不加金属过滤片的剂量计作为普通剂量计来使用；对于未知能量或者混合能量的辐射场，可以用不加金属过滤片与加金属过滤片的两个剂量计组合作为鉴别式剂量计来使用。

附图说明

图1为鉴别式剂量计器件安装示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，本实用新型由剂量盒A和剂量盒B构成，剂量盒分为上盖1和底座2两部分，上盖1与底座2之间设有滑动槽，将剂量盒上盖通1过滑动槽抽出。

底座2内设有一个矩形槽，用于放置粉末探测器4。粉末状探测器4中材料可以是⁶LiF(Mg,Cu,P)、⁷LiF(Mg,Cu,P)、⁷LiF(Mg,Cu,Si)、⁶LiF(Mg,Ti)、⁶LiF(Mg,Ti-M)、CaF₂(Mn)、CaSO₄等。粉末探测器4以分样器封装于塑料软管中，整体放入剂量盒内。剂量盒A内放置3个封装好的塑料软管，剂量盒B内放置1个封装好的塑料软管。

在剂量盒B粉末探测器4与上盖1之间放置半圆形过滤铜片。过滤铜片厚度为0.9mm。剂量盒单个尺寸为1cm*1cm*3.5cm，作为普通剂量计使用。剂量盒A和剂量盒B组合作为鉴别式剂量计使用，组合尺寸为2cm*1cm*3.5cm。

剂量盒背面设有一中间凸起的凹槽，别针5从凸起中穿过，以方便佩戴，使剂量计佩戴牢固，不易丢失。

根据剂量盒A、B内探测器读数的比值，通过能量响应曲线鉴别射线能量(同时可得知剂量)。中子测量时利用剂量盒内不同探测器4的测读差值，计算中子剂量。

实施例2

对于X和γ射线辐射场的个人剂量监测，参考下表：

X和γ射线辐射场	使用本鉴别式剂量计
		单一成分，已知能量	单个剂量计(A)
单一成分，未知能量	组合剂量计(A+B)
		多种成分、已知能量	组合剂量计(A+B)
多种成分、未知能量	组合剂量计(A+B)

对于不同应用场景条件下的个人剂量监测，参考下表：

注：事故情况：指剂量照射造成的辐射事故。

Claims (9)

1.一种鉴别式个人剂量计，由剂量盒A、剂量盒B及盒内装置构成，上盖(1)、底座(2)构成整体的剂量盒，底座(2)内设有一个矩形槽，用于放置粉末探测器(4)，其特征在于剂量盒B中粉末探测器(4)与上盖(1)之间放置半圆形金属过滤片(3)。 

2.根据权利要求1所述的鉴别式个人剂量计，其特征在于其上盖(1)与底座(2)之间设有滑动槽。 

3.根据权利要求1或2所述的鉴别式个人剂量计，其特征在于剂量盒单个尺寸为1cm*1cm*3.5cm，剂量盒A和剂量盒B组合成剂量计，尺寸为2cm*1cm*3.5cm。 

4.根据权利要求1或2所述的鉴别式个人剂量计，其特征在于金属过滤片(3)为铝片、铜片或锡片。 

5.根据权利要求1或2所述的鉴别式个人剂量计，其特征在于金属过滤片(3)的厚度0.9mm。 

6.根据权利要求1所述的鉴别式个人剂量计，其特征在于所述粉末探测器(4)中材料为 ⁶LiF(Mg,Cu,P)、⁷LiF(Mg,Cu,P)、⁷LiF(Mg,Cu,Si)、⁶LiF(Mg,Ti)、⁶LiF(Mg,Ti-M)、CaF₂(Mn)或者CaSO₄。 

7.根据权利要求1所述的鉴别式个人剂量计，其特征在于所述粉末探测器(4)，以分样器封装于塑料软管中。 

8.根据权利要求7所述的鉴别式个人剂量计，其特征在于剂量盒A放1-3个封装好的塑料软管，剂量盒B内放置1个封装好的塑料软管。 

9.根据权利要求1所述的鉴别式个人剂量计，其特征在于剂量盒背面设有中间凸起的凹槽，别针(5)从凸起中穿过。