热释光探测器在脉冲硬x射线能谱测量中的应用

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1、第：3卷第1期核电子学与探测技术Vo1．23NO．12003年1月NuclearElectronics&DetectionTechnologyJan2003热释光探测器在脉冲硬X射线能谱测量中的应用宋朝晖，王宝慧，王奎录，黑东炜，孙凤荣，李刚(西北核技术研究所，陕西西安69信箱9分箱710024)摘要：介绍了TLD-3500热释光读出器和GR一100M型热释光剂量片构成的探测器在脉冲硬X射线辐射参数测量中的应用。详细论述了采用滤波荧光法与热释光探测器相结合测量1O～100keV的硬X射线能谱的物理思想，在综合考虑了测量环境的具体情况下，设计研制了硬X射线测量系统，建立

2、了热释光探测器对硬X射线绝对能量响应的标定方法。该方法已成功用于脉冲辐射装置“强光1号”的测量，并得到了实测数据。关键词：热释光探测器；滤波荧光法；脉冲X射线；能谱中图分类号：O536文献标识码：A文章编号：0258—0934(2003)01—0046—04量响应好等特点，同时获得了检定证书。退火装0引言置使用原南京军区防化研究室生产的NH一1自热释光探测器由于自身体积小、灵敏度高、动退火炉。操作参数为：预热140C，7s；测量适应面宽等特点，在辐射场参数测量中具有广240C，16s；升温速率15C／s；退火285℃，泛的应用[1q]。TLD一3500热释光读出器是美

3、国30min。Harshaw／Bicron公司生产的，它由PC驱动，硬X射线能谱测量在辐射源性能诊断、辐配备了先进的操作软件TLDShell，测量快捷准射效应实验和等离子体硬X射线辐射诊断上确，性能稳定，符合ISO质量认证，对不同型号具有非常重要的意义【．]。而脉冲7射线和硬X和规格的热释光剂量元件测量都相当方便，是射线能谱测量一直是辐射测量的难点。我们利目前较好的测量设备。GR一100M型热释光剂量用“强光1号”脉冲辐射模拟源开展了脉冲硬X片(即：LiF(Mg，Ti)敏化紫外退火型热释光剂射线测量方法和技术的研究。脉冲辐射模拟源量元件)与传统的LiF(Mg，Ti)热

4、释光剂量元输出的X射线能量为10～100keV，伴随产生．件相比，具有线性范围宽、低能响应好(误差小的7射线注量是X射线注量的两倍多且平均于20)L3]、灵敏度高，重复使用无须专门的退能量约0．8MeV，还有强的电磁脉冲干扰，屏火等特点。1998年，对TLD一3500和GR一1o0M蔽、测量空间狭小，增加了测量工作的难度。构成的热释光探测器在中国计量科学研究院国本文主要介绍由TLD一3500热释光读出器家基准上进行标定实验。实验表明：该探测器具和GR一100M型热释光剂量片构成的探测器在有灵敏度高、重复性、一致性好、线性量程宽、能脉冲硬X射线辐射测量中的应用。1测量方

5、法及原理收稿日期：2001—09—05作者简介：宋朝晖(1971一)，男，湖北蕲春人，西北核1．1滤波荧光法技术研究所工程师，博士生，从事脉冲射线测量与诊针对脉冲辐射模拟源的特点，研制了脉冲断技术研究。硬X射线测量系统。能谱测量采用滤波荧光46法嘲，采用这种窄带X射线测量方法的好处是源的单色性和减小低能散射，对标定源强度监可使探头不处于测量光路上，将伴随了射线与测探头灵敏度也进行了理论修正，对标定X射测量X射线分开，躲避较强的了射线，减小其线源的K荧光进行了等效计算，对环境散射进干扰，取得X射线信号，测得能谱。通过滤波荧行了监测和扣除，并采用由低能向高能迭代扣光法测量

6、辐射源的5个能量点的单能辐射亮度除低、高能散射剂量而带来的剂量测量误差的B．可得到源的X射线能谱。再利用散射法由数据处理方法，得到了好的标定结果。标定时热P1：洲器量x射线源的时间波形，结合所释光探测器参数的设置均与检定时的设置保持测量的能谱就可计算x射线源的总剂量。由于一致。图1为实验和理论计算的GR一100M型：勺限制．使用了趑高滤波荧光法测量能量剂量片能量响应曲线。二者符合较好。理论曲高=j80keV的x射戈。滤波荧光法是一种较好线(细线)是按纯LiF计算的，而实际的LiF剂的测量方法，它的公式为量片中含有少量的Mg和Ti。I：Er1r2△(a／a^)△∞(1)

7、式中，，为测量的信号强度；§Cu0⋯l’

8、值B为人射到吸收片前表面X射线单色照一哭．r伯度；三_1、、、tlr、r。分别为前后吸收片的透过率；2．6Ag+24，su’。f·5d-△为吸收片和荧光体的吸收边波长之差；一I}_39hVlIi—．S荧光体垂直于入射光的接收面积；10-．硼vnllrD刀荧光体相应于测点的荧光效率；△Q荧光体对探头所张的立体角；图型剂量片能量响应计算G为探测器对荧光体荧光的灵敏度；和实验曲线荧光体的荧光波长。1．．2衬底材料对剂量测量的影响根据所测的信号强度可求得源区的X射由于测量中7射线的平均能量偏低，散射线单能辐射亮度，通