LiF(Mg,Cu,P)熱釋光探測(cè)器測(cè)量、退火方式的確定

1、LiF:Mg,Cu,P熱釋光探測(cè)器測(cè)量、退火方式的確定張 建 郭 勇 寧 靜 王軍良（北京放射醫(yī)學(xué)研究所, 100850）摘 要 實(shí)驗(yàn)研究了BR-1000A型LiF:Mg,Cu,P熱釋光探測(cè)器的測(cè)量和退火方式對(duì)劑量測(cè)量的影響。結(jié)果表明：當(dāng)測(cè)量和退火方式分別在熱釋光探測(cè)器兩個(gè)不同表面下進(jìn)行時(shí)，其分散性將比測(cè)量和退火在同一表面下進(jìn)行時(shí)增大，使測(cè)量精度下降。所以在高精度要求的測(cè)量中，應(yīng)使測(cè)量和退火面保持一致。熱釋光探測(cè)器受灰塵或手觸摸等污染后，對(duì)其讀出值和測(cè)量精度有一定的影響，其影響大小和污染程度有關(guān)。關(guān)鍵詞 熱釋光探測(cè)器 測(cè)量參數(shù) 退火方式 分散性 測(cè)量精度1 引言LiF:Mg,Cu,P熱釋光探測(cè)

2、器在制作和使用過程中, 由于熱釋光探測(cè)器表面污染等因素的影響, 造成熱釋光探測(cè)器兩面靈敏度的差別, 加大熱釋光探測(cè)器一批的分散性, 直接影響熱釋光探測(cè)器的測(cè)量精度。對(duì)一些精密測(cè)量(劑量檢定、比對(duì)，模體內(nèi)劑量分布測(cè)量等)控制熱釋光探測(cè)器的測(cè)量面是一種行之有效的辦法。本文就退火、測(cè)量方式對(duì)LiF:Mg,Cu,P熱釋光探測(cè)器的靈敏度、測(cè)量精度和分散性的影響，及熱釋光探測(cè)器被灰塵或手觸摸污染后對(duì)LiF:Mg,Cu,P熱釋光探測(cè)器靈敏度、測(cè)量精度和分散性的影響進(jìn)行了討論，提出了定面退火和定面測(cè)量控制測(cè)量精度的方法。對(duì)于一些要求比較高的測(cè)量（體內(nèi)劑量、劑量檢定）,應(yīng)對(duì)熱釋光探測(cè)器進(jìn)行定面測(cè)量。2 材料與方

3、法2.1 材料實(shí)驗(yàn)使用BR-1000A型LiF:Mg,Cu,P熱釋光探測(cè)器，規(guī)格4.5×0.8mm；TOLEDO 654 熱釋光劑量讀出器,重復(fù)性0.01，穩(wěn)定性0.05；BR2000型熱釋光探測(cè)器退火爐。2.2 方法2.2.1 照射條件60熱釋光探測(cè)器采用Co點(diǎn)放射源照射，照射量為2.58×102.2.2 測(cè)量 -10C·kg-1。讀出器測(cè)量相對(duì)靈敏度設(shè)為100, 氮?dú)饬髁繛?00ml/min。程序測(cè)量參數(shù)：140預(yù)熱20s，240加熱25s，加熱速率20·s。退火參數(shù)：測(cè)量前135退火5min，使用后240退火15min。熱釋光劑量測(cè)定值受測(cè)量條件諸

4、多因素的影響，因此優(yōu)化測(cè)讀參數(shù)是至關(guān)重要的。測(cè)量參數(shù)和探測(cè)器的類型、規(guī)格等因素有關(guān)。2.3 熱釋光探測(cè)器的篩選對(duì)BR-1000A 型熱釋光探測(cè)器進(jìn)行篩選，熱釋光探測(cè)器的分散性(均勻性)控制在±1% 以內(nèi)。實(shí)驗(yàn)時(shí)將熱釋光探測(cè)器一面進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記面朝上定為()，朝下定為()。熱釋光探測(cè)器篩選退火、測(cè)量方式為()，熱釋光探測(cè)器照射后采用預(yù)退火處理，測(cè)量時(shí)不再預(yù)熱。實(shí)驗(yàn)采用兩組熱釋光探測(cè)器，每組15片，第一組用于測(cè)量、退火方式對(duì)熱釋光探測(cè)器測(cè)量結(jié)果的影響實(shí)驗(yàn)，第二組用于污染對(duì)熱釋光探測(cè)器測(cè)量結(jié)果的影響實(shí)驗(yàn)。3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 -13.1 測(cè)量方式對(duì)熱釋光探測(cè)器測(cè)量結(jié)果的影響表1 給出測(cè)量方式對(duì)Li

5、F:Mg,Cu,P 熱釋光探測(cè)器讀出值的影響，退火方式均為（+）。表1 測(cè)量方式對(duì)LiF:Mg,Cu,P 熱釋光探測(cè)器測(cè)量結(jié)果的影響Tab.1 The influence of measuring methods on the readouts of LiF:Mg,Cu,PTLDs測(cè)量方式(+) 測(cè)量結(jié)果 25640±10925482±166 測(cè)量精度(%) 0.43 0.652.07 2.32 (-) 25401±525 25214±584注：（+）表示標(biāo)記面向上，（-）表示標(biāo)記面向下；±后的數(shù)值為每組15個(gè)樣品測(cè)量的單次測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差，測(cè)量精度

6、即為標(biāo)準(zhǔn)偏差；余表同此。從表1可以看出，熱釋光探測(cè)器的測(cè)量面和退火面保持一致，其平均讀出值相差1，對(duì)LiF(Mg,Cu,P)熱釋光探測(cè)器的靈敏度無明顯影響；改變熱釋光探測(cè)器的測(cè)量方式，加大了熱釋光探測(cè)器的分散性，其測(cè)量精度下降。3.2 退火方式對(duì)熱釋光探測(cè)器測(cè)量結(jié)果的影響表2給出了退火方式對(duì)LiF:Mg,Cu,P熱釋光探測(cè)器讀出值的影響，測(cè)量方式均為（+）。表2 退火方式對(duì)LiF:Mg,Cu,P熱釋光探測(cè)器測(cè)量結(jié)果的影響Tab.2 The influence of annealing mode on the readouts of LiF:Mg,Cu,P TLDs退火方式(+) 測(cè)量結(jié)果 25

7、640±10925482±166 測(cè)量精度(%) 0.43 0.651.82 2.52 (-) 25617±467 25421±641表2結(jié)果表明：退火方式對(duì)LiF:Mg,Cu,P熱釋光探測(cè)器的靈敏度無影響；但熱釋光探測(cè)器的分散性加大，測(cè)量精度下降。3.3 測(cè)量、退火方式對(duì)熱釋光探測(cè)器測(cè)量結(jié)果的影響表3 給出了同時(shí)改變測(cè)量、退火方式對(duì)LiF:Mg,Cu,P熱釋光探測(cè)器讀出值的影響。表3 測(cè)量、退火方式對(duì)LiF:Mg,Cu,P 熱釋光探測(cè)器測(cè)量結(jié)果的影響Tab.3 The influence of measuring and annealing mode

8、on the readouts ofLiF:Mg,Cu,P TLDs退火方式(+)(-) 測(cè)量方式 (+) (-) 測(cè)量結(jié)果 25640±109 25543±127 測(cè)量精度(%) 0.43 0.50從表3結(jié)果可以看出，改變熱釋光探測(cè)器的退火和測(cè)量方式，使熱釋光探測(cè)器的退火和測(cè)量條件保持一致，其平均讀出值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、測(cè)量精度和算術(shù)平均偏差無明顯差別。這一結(jié)果表明：為了保證熱釋光探測(cè)器的測(cè)量精度，應(yīng)對(duì)熱釋光探測(cè)器進(jìn)行定面測(cè)量和退火，使熱釋光探測(cè)器的測(cè)量面和退火面保持一致。3.4 污染對(duì)熱釋光探測(cè)器的影響表4 給出了污染對(duì)熱釋光探測(cè)器的影響結(jié)果。表4 污染對(duì)LiF:Mg,Cu,

9、P 熱釋光探測(cè)器的影響*Tab.4 The influence of contamination on the readouts of LiF:Mg,Cu,P TLDs退火方式 測(cè)量方式 測(cè)量結(jié)果 測(cè)量精度(%)* 輕微污染是將熱釋光探測(cè)器在桌面和地面上放一下，嚴(yán)重污染是將熱釋光探測(cè)器在不干凈的桌面上放一下。從表4可以看出，熱釋光探測(cè)器被輕微污染后，其讀出值下降了2, 標(biāo)準(zhǔn)偏差加大了約6倍，測(cè)量精度下降了5.6倍。熱釋光探測(cè)器被嚴(yán)重污染后，熱釋光探測(cè)器的讀出值下降了4.1, 標(biāo)準(zhǔn)偏差加大了約11倍，測(cè)量精度下降了10.8倍。熱釋光探測(cè)器一面被污染后，其另一面的讀出值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、算術(shù)平均偏差變化

10、不大。以上結(jié)果表明，熱釋光探測(cè)器污染對(duì)其讀出值和測(cè)量精度有一定程度的影響，其影響大小和污染程度有關(guān)。因此控制熱釋光探測(cè)器的測(cè)量面，對(duì)提高熱釋光探測(cè)器的測(cè)量精度有重要意義。4 討論4.1 熱釋光探測(cè)器在使用中會(huì)受到不同程度的污染，造成熱釋光探測(cè)器靈敏度和測(cè)量精度下降、分散性加大，這將給測(cè)量結(jié)果造成不同程度的誤差。為了保證熱釋光探測(cè)器的性能，在使用熱釋光探測(cè)器時(shí)，應(yīng)盡量避免對(duì)熱釋光探測(cè)器的污染，操作使用的器具（鑷子、托盤、冷卻板等）應(yīng)保持清潔，嚴(yán)禁用手觸摸熱釋光探測(cè)器。熱釋光探測(cè)器測(cè)量后，應(yīng)盡快裝起來，不要將其放置在臺(tái)面上，以免灰塵落在上面，對(duì)熱釋光探測(cè)器造成污染。4.2 對(duì)于一些要求比較高的測(cè)量

11、（體內(nèi)劑量、劑量檢定），應(yīng)對(duì)熱釋光探測(cè)器進(jìn)行定面測(cè)量，本實(shí)驗(yàn)室研制的BR-1000B、BR-6000B和BR-7000B型熱釋光探測(cè)器(專利號(hào):ZL 98 2 48361.9)較好地解決了定面測(cè)量的問題。4.3 熱釋光探測(cè)器被污染后，可采用清洗和篩選的辦法處理，熱釋光探測(cè)器被清洗后，應(yīng)重新進(jìn)行篩選，該方法適用于各種熱釋光探測(cè)器。對(duì)于能夠定面測(cè)量的熱釋光探測(cè)器可采用重新篩選的辦法進(jìn)行處理，這是因?yàn)闊後尮馓綔y(cè)器兩面污染的程度不同，如不控制熱釋光探測(cè)器的測(cè)量面，即使是篩選后也不能控制熱釋光探測(cè)器的分散性。4.4 本實(shí)驗(yàn)得出的測(cè)量、退火方式對(duì)熱釋光探測(cè)器讀出值無明顯影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，僅適用于未被污染的熱

12、釋光探測(cè)器，而不適用于經(jīng)過多次使用的熱釋光探測(cè)器，特別是被污染的熱釋光探測(cè)器。參 考 文 獻(xiàn)1、張建，郭勇，王興功，BR 系列熱釋光探測(cè)器的研究，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院院刊, 1994. 18(3)：472、張建，郭勇，熱釋光劑量測(cè)量的質(zhì)量控制，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院院刊,1994. 18(3)：51Determination of Measurement and Annealing Methods for LiF:Mg,Cu,PThermoluminescence DetectorsZhang Jian, Wang Yaping, Guo Yong Wang Xinggong,Ning Jing, Wang

13、 Junliang(Institute of Radiation Medicine, Beijing 100850)Abstract The influence of measurement and annealing methods to dose measurement for BR-1000A LiF:Mg,Cu,P TLDs is studied by experiments. It shows that changing the annealing and measurement methods for TLDs will increase the dispersity of TLDs and decrease the precise. In order to obtain high precise data and guarantee the uniformity of TLDs in using, the masurement and annealing should be face-fixed. The reading and prec