热释光剂量计测量实验
本科生实验报告
实验课程热释光剂量计测量实验
学院名称核技术与自动化学院
专业名称辐射防护与环境工程
学生姓名
学生学号2012060801
指导教师张庆贤
实验地点核工楼
实验成绩
二〇一五年六月二〇一五年六月
填写说明
(1)适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）；
(2)专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；
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③具体要求：
题目（二号黑体居中）；
摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）；
关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)；
正文部分采用三级标题；
第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行)
1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行）
1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）
参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。
热释光剂量计测量实验
实验目的：
1.了解热释光剂量计的原理及应用。
2.运用热释光剂量计测量自身平时所受辐射剂量。
实验原理：
1.热释光
热释光是指发光体中以某种方式被激发储存了能量，然后加热发光体，使发光体以光的形式把能量再释放出来的发光现象。
物理机制是发光体被激发时产生了离化，被离化出的电子将进入导带，这时它或者与离化中心复合产生发光，或者被材料中的陷阱俘获。
所谓陷阱是缺陷或杂质在晶体中形成的局部反常结构。
它在禁带中形成了局域性能级，可以容纳和储存电子。
这些电子只有通过热、光、电场的作用才能返回到导带，到导带后它们或者和离化中心复合产生发光，或者再次被陷阱俘获。
由热释放出的电子同离化中心复合所产生的发光，就叫作热释光。
2.热释光剂量计
热释光剂量计是利用热致发光原理记录累积辐射剂量的一种器件。
热释光剂量计将接收照射的这种剂量计加热，并用光电倍增管测量热释光输出，即可读出辐射剂量值。
优点是即使搁置很长时间后，其读数衰减很少。
此外，可制成各种形状的胶片佩章，以供个人剂量
监测使用。
其原理就是一些晶体存在结构上的缺陷，当射线照射过后产生自由电子和空穴，后电子和空穴又被俘获（自由电子被导带俘获，空穴被激发能级俘获），而把这些晶体加热后，被俘获的电子获得足够的能量逃逸出来与空穴结合，同时多余的能量以光辐射的形式释放出来，这样就是热释光剂量计计算剂量原理。
实验仪器：
热释光剂量仪一台、LiF3单晶片一个
实验步骤：
(1)选取一个LiF
单晶片，退火。
每次测量后需经退火将残留剂量去除,以免影
3
单晶片退火，反响下一次的使用,所以在温度250℃到380℃,对选择的LiF
3
复多次，直到本底值不再变化。
单晶片取出，随身携带。
(2)待温度降到60℃以下时，将退火后的LiF
3
单晶片携带10天，以测的这段时间内所受累积辐射剂量。
(3)将LiF
3
单晶片放于热释光剂量仪测量携带之后的累积辐射剂量。
(4)10天后，将LiF
3
实验数据及分析：
分析：
由测量结果可知，10天累积辐射剂量为22.366ugy。
=22.366*36.5/1000=0.816359mSv
则一年平均有效剂量为H
D
根据辐射防护标准，查看公众基本剂量限值，公众年有效剂量应该为1mSv，故携带LiF
单晶片10天内未受到异常照射。
3。
热释光_实验报告
一、实验目的1. 了解热释光剂量仪的工作原理，并掌握热释光剂量仪的正确使用方法。
2. 了解照射距离和屏蔽材料对测定射线照射量的影响，并掌握外照射防护的基本原则。
3. 通过实验，掌握热释光剂量法的测量原理和方法。
二、实验原理热释光剂量法（Thermoluminescence Dosimetry，简称TLD）是一种利用固体材料在受到电离辐射照射后，其内部缺陷中心捕获的电荷载流子随时间积累，并在加热过程中以光的形式释放出来的原理，来测定辐射剂量的方法。
TLD法具有组织等效性好、灵敏度高、线性范围宽、能量响应好、可测较长时间内的累积剂量、性能稳定、使用方便等优点，在辐射防护测量，特别是个人剂量监测中有着广泛的应用。
热释光剂量仪的基本工作原理是：经辐照后的待测组件由仪器内的电热片或热气等加热，待测组件加热后所发出的光，通过光路系统滤光、反射、聚焦后，通过光电倍增管转换成电信号。
输出显示可用率表指示出发光峰的高度（峰高法）或以数字显示出电荷积分值（光和法），最后再换算出待测组件所接受到的照射量。
三、实验内容1. 测量LiF组件的发光曲线，选择加热程序。
2. 校准热释光剂量仪。
3. 用光和法测量不同照射距离上的照射量。
4. 根据对减弱照射量的要求，选择铅屏蔽体的厚度。
四、实验步骤1. 准备工作：将待测LiF组件置于实验室内，用辐射源进行照射，照射剂量分别为0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 Gy。
2. 发光曲线测量：将辐照后的LiF组件放入热释光剂量仪，选择合适的加热程序，测量发光曲线，并记录数据。
3. 校准热释光剂量仪：根据标准剂量值，对热释光剂量仪进行校准，确保测量结果的准确性。
4. 照射量测量：在实验室内，将LiF组件放置在不同照射距离处，用辐射源进行照射，照射剂量分别为0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 Gy。
用光和法测量不同照射距离上的照射量，并记录数据。
环境热释光累积剂量测量探究
环境热释光累积剂量测量探究发布时间：2021-09-10T10:38:25.253Z 来源：《时代建筑》2021年8期4月下作者：张萌萌[导读] 从上个世纪60年代开始，环境热释光探测器得到了快速发展，该探测器可以对累积计量进行有效的测量。
在进入到90年代之后，环境热释光探测器开始在环境γ辐射剂量监测领域得到了广泛的应用。
通过这种方法对环境热释光累积剂量进行测量的时候，可以获得某个特定时间段内的计量资料。
山东省核与辐射安全监测中心 3706841992043****0 张萌萌济南 250000摘要：从上个世纪60年代开始，环境热释光探测器得到了快速发展，该探测器可以对累积计量进行有效的测量。
在进入到90年代之后，环境热释光探测器开始在环境γ辐射剂量监测领域得到了广泛的应用。
通过这种方法对环境热释光累积剂量进行测量的时候，可以获得某个特定时间段内的计量资料。
基于这些资料，人们可以对辐射环境质量形成客观的评价，同时可以对环境内人群所接受到的照射剂量进行统计。
基于此，本文探究了环境热释光累积剂量测量的相关问题，希望为该领域的工作人员提供参考与借鉴。
关键词：环境热释光；累积计量；测量1.环境热释光累积剂量监测方法在对环境热释光累积计量率进行监测的时候，主要使用以下几种型号仪器：一是，RGD-6型热释光剂量仪。
该环境热释光计量仪在使用的过程中可以一次性对60个TLD片进行监测，还可以根据实际需要在3个不同的阶段进行升温设置。
在实践当中发现，RGD-6型热释光剂量仪升温的速度差异比较大，最高可以达到60℃/s，而最低则可以降至1℃/s[1]。
在应用的时候，工作人员可以根据实际的需要进行调节。
二是，赛默飞世科技TLD5500型热释光剂量仪。
该热释光剂量仪在使用过程种一次可以对50个TLD片进行监测，测量温度可根据实际需要设定。
两种热释光剂量仪所使用的探测计量件均为GR-200A型，从热释发光曲线的角度来说，GR-200A型探测器拥有3个热释发光峰。
热释光辐射剂量测量
热释光辐射剂量测量学院:理工学院专业:核工程与核技术学号:08345002实验人:赖滔合作者:麦宇华一、实验目的1、了解热释光测量仪的工作原理，并掌握热释光测量仪的正确使用方法；2、测量分析Al2O3:C元件的发光曲线，了解发光曲线的意义；3、了解热释光剂量计的温度稳定性；4、测量Al2O3:C元件的剂量响应曲线；5、测量未知剂量的热释光曲线，确定其照射剂量。
二、实验原理1、热释光物质收到电离辐射等作用后，将辐射能量储存于陷阱中。
当加热时，陷阱中的能量便以光的形式释放出来，这种现象称为热释发光。
具有热释发光特性的物质称为热释光磷光体（简称磷光体），如锰激活的硫酸钙[CaSO4(Mn)]、镁钛激活的氟化锂[LiF(Mg、Ti)]、氧化铍[BeO]等。
磷光体的发光机制可以用固体的能带理论解释。
假设磷光体内只存在一种陷阱，并且忽略电子的多次俘获，则热释光的强度I为：I=nSexp(-)这里，S为一常数，k是波尔兹曼常数，T是加热温度(K)，n是所在考虑时刻陷阱能级ε上的电子数。
强度I与磷光体所吸收的辐射能量成正比，因此通常用光电倍增管测量热释光的强度就可以探测辐射及确定辐射剂量。
2、发光强度曲线热释光的强度与加热温度（或加热时间）的关系曲线叫做发光曲线。
如图1所示。
警惕受热时，电子首先由较浅的陷阱中释放出来，当这些陷阱中储存的电子全部释放完时，光强度减小，形成图中的第一个峰。
随着加热温度的增高，较深的陷阱中的电子被释放，又形成了图中其它的峰。
发光曲线的形状与材料性质、加热速度、热处理工艺和射线种类等有关。
对于辐射剂量测量的热释光磷光体，要求发光曲线尽量简单，并且主峰温度要适中。
发光曲线下的面积叫做发光总额。
同一种磷光体，若接受的照射量一定，则发光总额是一个常数。
因此，原则上可以用任何一个峰的积分强度确定剂量。
但是低温峰一般不稳定，有严重的衰退现象，必须在预热阶段予以消除。
很高温度下的峰是红外辐射的贡献，不适宜用作剂量测量。
热释光测量系统的质量控制及剂量刻度方法研究
热释光测量系统的质量控制及剂量刻度方法研究摘要：热释光剂量计的测量读数是一个相对值，要把仪器测读数值换算成剂量值，需对剂量计进行刻度。
本文主要介绍热释光测量系统的质量控制以及剂量计的刻度方法、量值传递等有关内容。
关键词：热释光剂量计；刻度；热释光测量系统；退火炉。
1 引言在核能应用、国防科技等领域工作中，个人和环境X、γ累计辐射剂量的测量主要通过热释光剂量测量法来实现，剂量计的刻度是否准确可靠，将直接关系到广大工作人员的辐射防护安全。
本文结合工作实践，立足于做好热释光剂量计的计量检定工作，主要介绍热释光测量系统的质量控制以及剂量计的刻度方法、量值传递等有关内容。
2 对热释光测量系统的要求一套完整的热释光剂量测量系统包括基本设备和配套设备。
基本设备有：热释光剂量计（探测器和剂量计徽章）、读出器（也称热释光剂量仪）。
配套设备有：退火炉、计算机系统和用于对测量数据、资料做进一步分析、管理的专用软件。
热释光剂量的测量精度与热释光测量系统的技术要求密切相关，测量系统应满足国家标准和计量检定规程规定的要求。
因此，在进行热释光剂量测量时，必须对测量系统诸因素严格进行质量控制。
2.1 读出器的质量控制在热释光剂量测量时，应保证测量系统的读出器稳定可靠，对读出器内的参考光源、高压电源、光学系统、光电倍增管、加热盘等性能要求，严格进行质量控制。
（1）读出器的参考光源。
参考光源是用来检验读出器的工作状态，监督仪器稳定性的标准光源，目前读出器使用的参考光源大多是采用长寿命的14C放射性同位素加塑料闪烁体组成，这种光源具有发光均匀，性能长期稳定等优点。
它放置于探测器相对应的位置，测量时，先检验参考光源的读数，在以后每次测量时，均应保持参考光源这一读数基本不变，以达到对读出器灵敏度的稳定性质量控制的目的。
（2）读出器的光学系统。
读出器的光学系统主要由滤光片、双凸透镜、反镜组成。
在进行热释光测量时，由于灰尘和有机氧化物的影响，容易造成光路镜面的污染，并导致光透射系数的降低，使参考光源读数变小，通常采用增加光电倍增管高压的办法解决。
热释光剂量片测量HSG受检者入射体表剂量的研究
辐射 。本研 究 对 ３ ３例 Ｈ Ｇ受 检 者 入 射 体表 剂 量 （ｎ Ｓ ｅ—
ｅｔ ｔ ｔｅｓｆｔ ｏ ｉ ｍ ｔｏ ． ｔｏ ｓ Ｐ ｔ ｈ ｈｒ ｏｕ ｉｅｃｎ ｏｉ ｅｒ （ Ｌ ｓｍａ ａ ｙ ｆ ｈｓ ｅｈ ｄ Ｍｅｈ ｄ ｕ ｅｔｅｍ ｌｍ ｎ ｓｅｔ ｓ ｔ Ｔ Ｄ）ｏ ｅｓｒ ｃ ｆｔ ｕ ｊｃ ｉ ｅｈ ｅ ｔ ｔ ｄ ｍ ｙ ｎｔ ｕ ａｅｏ ｅｓｂｅｔ ｈ ｆ ｈ
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利用热释光剂量探测器测量射线剂量
实验四：利用热释光剂量探测器thermoluminescent detector (TLD)测量γ射线的累积剂量一、实验目的1、了解LiF(Mg，Cu，P)热释光材料用于剂量测量的原理及特性；2、掌握使用热释光剂量计测量个人剂量、环境剂量的基本原理和过程；3、掌握热释光相关仪器的组成和基本使用方法；二、实验原理1、能带理论按照能带理论，晶体物质的电子能级属于两种能带：处于基态的已被电子占满的允许能带，称为满带；没有电子填入或尚未填满的容许能带，称为导带。
它们被一定宽度的禁带所隔开。
在晶体中，由于存在杂质原子以及有原子或离子的缺位和结构位错等，从而造成晶体结构上的缺陷。
这些缺陷破坏了电中性，形成了局部电荷中心，它们能吸引和束缚电荷，在能带图上，也就是相当于在禁带中存在一些孤立的局部能级。
在靠近导带下面的局部能级能够吸附电子，又称为陷阱；在靠近满带上面的局部能级能够吸附空穴，称为激发能级。
在没有受到辐射照射前，电子陷阱是空着的，而激活能级是填满电子的，具体见图1。
导带陷阱禁带激活能级导带禁带价带陷阱图1、晶体能带图图2、F、H中心的形成图3、热释光发光机理当辐射如γ、X、β射线照射晶体时，产生电离或激发，使价带或激发能级中的电子受激而进入导带成为自由电子（图2过程①），同时在价带或激发能级中产生空穴，根据能量最小原则，这些空穴落入激活能级的概率最大，俘获了空穴的激活能级称为H中心。
类似的，进入导带的电子落入电子陷阱的概率也最大（图2过程②），称俘获电子的陷阱为F中心。
在测量过程中对晶体加热，俘获的电子受热以后，获得足够的能量摆脱陷阱束缚跃回低能态，与空穴结合，同时多余的能量以可见光形式释放，称为辐射热释光(简称热释光，符号TL)，见图3。
晶体受热时发光量越大，表征它接受的累积辐射量越大。
2、热释光探测器主要剂量学特性2.1、储能性热释光磷光材料吸收的辐射能量一部分转变为电子的势能，电子被束缚在亚稳态的陷阱中，使这部分辐射能量被热释光磷光材料有效存储，直到测量时才释放出来，材料吸收的能量越多(吸收剂量越大)，产生的自由电子越多，被俘获到陷阱中产生的电子即F中心也越多，那么储存的辐射能量也就越多。
热释光剂量测量.
Image
图5 由实验的测量原理可知，增大电压只会增加计数率，与所测出来的 波形无关。为验证这一现象，将不同的波形拆分，并调整y轴大 小，得到下图6
Image
图12 由图12很明显可以看出，空白样品的发光曲线是平的，辐照之后样 品有明显的变化。但是从图中可以看出，放置一个星期之后，本底 仍然是十分之高，猜测是受到了污染所致 （4）将两样品分别辐照不同时间（1--15min），测量其剂量响应曲 线，计算剂量片的灵敏度；
图13 片1、2 1-5min对应的剂量 响应曲线 将其最大值取出，得到表格如下：
图16 由图上很明显可以看出线性比较差，与峰高法相比，更加不规则。
经查阅相关资料，辐射值在100R一下的热释光剂量响应曲线应为线性， 实验室所用的源为137Cs，照射率为 153mR/min，大致估计为1R左右，远 远小于100R，故做出的曲线应该为线性。
Image
图6
从图6可以看到，不同电压下的曲线基本上是一致的，从而可以证 明，电压的增大只是增加计数率，与辐照波形是无关的。
基于此，将不同电压下最大值取出，如下表1所示 表1
电压/v 600
700
800
0
1000
计数率最 50
81
大值
175
316
732
对计数率取对数画图，结果如下：
图7 此图为坪曲线图，与理论相差过大，猜测可能原因是点过少，无法判断 坪曲线的具体形状
1. 了解热释光测量仪的工作原理，并掌握热释光测量仪的正确使用 方法。
热释光实验报告
热释光辐射剂量测量理工学院光信息10级 10329084号实验人：黄洁合作人：许倩雲日期：2012.10.102012.10.17 【实验内容】第一周实验时间：2012.10.10实验者：黄洁，许倩雲实验数据保存路径：我的文档\10光信黄洁\实验初始值：道数400，升温校准：5.1187，升温程序：5°C/s×80s、0°C/s×30s1、测量PMT的坪曲线（14:30-15:30）：辐射剂量5min，分别测量600V、700V、800V、900V、1000V高压下的坪曲线。
作出发光强度随高压的变化曲线，如图5。
为了排除不经过辐射的样品热释光对测量的影响，要将测得曲线减去本地曲线。
以下均作如此处理。
图5 不同高压下的发光曲线从图5中可找出不同高压情况下的峰值，如表1。
表1 不同高压下对应峰值可观察到峰位基本不随高压改变，集中在均值附近。
但峰高（发光强度峰值）会随着高压的增大而增大，其关系如图6。
图6 发光强度峰值与高压的关系曲线结果分析：随着高压的升高，发光强度峰值也随之增大，但是两者并不呈线性关系。
可能是由于实验中所取峰值较少的关系。
2、测定剂量片的稳定性（15:30-16:30）：辐照剂量5min，取出片后分别放置不同时间（0min，5min，7.5min，10min），再进行测量，得到发光曲线如图7，观察其变化。
图7 放置不同时间后的发光强度曲线由图，放置不同时间的曲线浮动范围不同。
其峰值如表2：可以发现，低温峰值与放置时间之间没有明显的联系，这是因为低温峰不稳定，后面的处理中可以忽略低温峰。
而高温峰虽然也受到影响，但仍容易测得其峰值。
从图中可以发现，取出片后分别等待不同时间的热释光发光曲线发光强度改变不大，高温峰峰位都在206°C左右。
3、测量剂量响应曲线（16:30-17:10）：选定高压为1000V，分别照射不同长度的时间（1min、2min、5min、10min、15min），得到对应的热释光发光曲线如图8。
环境热释光剂量计测量比对及其方法的研究
号各 ５ ， 支 Ｂ方 按 Ｂ １ 、 Ｓ Ｃ 、 Ｓ Ｃ 、 Ｓ Ｒ ＳＥ Ｂ ２ ｓＢ ３ ｏＢ ４ 编号 各 ５支 ，Ｃ 方 按 Ｃ １ Ｃ ２ ｓ Ｃ ３ ｏ Ｓ Ｅ、 Ｓ Ｃ 、 Ｓ Ｃ 、 Ｃ４ ＳＲ编号 各 ５支 ； 中辐 院按 Ｔ １ 、 Ｙ Ｃ 、 Ｙ Ｅ Ｔ ２ｓ
院， 国防科工委放射性计量一级站在标准”Ｃ ｓ
单位 。
谢谢合作 ！并加盖主管单位公章。中辐院收到 ” Ｔ Ｄ邮件后立即给各参 比单位发出回执单 。 Ｌ
比对参 比单位有 ： Ａ单位（ Ａ方） Ｂ单位（ 、 Ｂ 方）Ｃ单位 （ 、 Ｃ方） 和中辐院（ Ｙ 等四方 。 Ｔ ）
凡是参加 Ｔ Ｄ比对 的单位都要准备 ２ 支 Ｌ Ｏ
ＴＬ Ａ 方 按 ＡＳ Ｅ、 ２ 、 ３ ｏ ＡＳ Ｒ 编 Ｄ， １ ＡＳ ＣｓＡＳ Ｃ 、 ４
根据参加 比对 的要求 ： 凡是参加这次“ 环境
是一些高原子数 的放射性同位素， 地球上存在
的主要是铀 、 钍系半衰期 长的 ， 锕、 它们构成地 球上的主要天然放射性核素与辐射场。除了上
述 ３个原生 的放射性核素衰变系外 ， 还有一些
热释光剂量计测量 比对” 的单位 ， 必须是具有长 期从事环境 累积热 释光剂 量计 （ Ｌ ） Ｔ Ｄ 监测活
师 ， 事辐 射防护剂 量学研究 从
９６ ７
Ｔ Ｄ比对 由中 国 辐射 防护研 究 院 （ Ｌ 中辐
院） 负责组织 ， 各参 比单 位把 比对 Ｔ Ｄ寄到中 Ｌ
维普资讯
辐院， 由中辐院负责布点和实验 室 射线参考 辐射场剂量照射 。然后 ， 以特快专递返 回参 比
动的实践经验 。
原生 的单个放射性核素 ， 它们的半衰期大多超 过地球 的年龄 ， 。 仅 Ｋ的半衰期 为 Ｉ２ ×１。。 ． ８ ０ａ
实验5 热释光剂量仪
实验5 热释光剂量仪实验目的1. 了解热释光剂量仪的工作原理，并掌握热释光剂量仪的正确使用方法。
2.了解照射距离和屏蔽材料对测定γ射线照射量的影响，并掌握外照射防护的基本原则。
实验内容1．测量LiF元件的发光曲线，选择加热程序。
2．校准热释光剂量仪。
3．用光和法测量不同照射距离上的照射量。
4．根据对减弱照射量的要求，选择铅屏蔽体的厚度。
原理热释光剂量法（即TLD）与通常采用的电离室或胶片等方法相比，其主要优点是：组织等效好，灵敏度高，线性范围宽，能量响应好，可测较长时间内的累积剂量，性能稳定，使用方便，并可对α、β、γ、n、p、π等各种射线及粒子进行测量。
因此，热释光剂量法在辐射防护测量，特别是个人剂量监测中有着广泛的应用。
热释光剂量仪方框图如图1所示。
热释光剂量仪的基本工作原理是：经辐照后的待测元件由仪器内的电热片或热气等加热，待测元件加热后所发出的光，通过光路系统滤光、反射、聚焦后，通过光电倍增管转换成电信号。
输出显示可用率表指示出发光峰的高度（峰高法）或以数字显示出电荷积分值（光和法），最后再换算出待测元件所接受到的照射量。
1. 热释光物质受到电离辐射等作用后，将辐射能量储存于陷阱中。
当加热时，陷阱中的能量便以光的形式释放出来，这种现象称为热释发光。
具有热释发光特性的物质称为热释光磷光体（简称磷光体），如锰激活的硫酸钙[CaSO 4(Mn)]、镁钛激活的氟化锂[LiF(Mg 、Ti)]、氧化铍[BeO]等。
磷光体的发光机制可以用固体的能带理论解释。
假设磷光体内只存在一种陷阱，并且忽略电子的多次俘获，则热释光的强度I为：)exp(kT nS I ε-=（1）这里，S 为一常数，k 是玻耳兹曼常数，T 是加热温度（K ），n 是在所考虑时刻陷阱能级ε上的电子数。
强度I 与磷光体所吸收的辐射能量成正比，因此通常用光电倍增管测量热释光的强度，就可以探测辐射及确定辐射剂量。
2. 发光强度曲线热释光的强度与加热温度（或加热时间）的关系曲线叫做发光曲线。