个人外照射监测教材

1、1个人外照射监测2个人外照 射监测目的、意义 个人外照射监测个人外照射监测 是指用工作人员佩带的个人剂量计进行的测量及对测量结果的解释和分析。 目的目的 辐射能对人体产生有害效应。辐射防护的目的在于防止有害的确定性效应，把随机效应的发生机率降到可以接受的水平。为此必须对个人受到的照射进行评价和控制。而控制或评价的基础就是工作人员已经或可能受到的剂量。为确保辐射工作人员的安全，对每个工作人员可能受到的辐射剂量都要进行监测n 23个人外照 射监测目的、意义n监测主要目的监测主要目的 是对主要的受照器官或组织所受的平均剂量或全身剂量（有效剂量）作出估算，进而控制工作人员所受的剂量 证实他们接受的剂量

2、是符合有关国家标准 附加目的附加目的 提供工作人员所受剂量的趋势、工作条件及有关事故照射的资料 34个人外照 射监测目的、意义n意义意义不仅是辐射防护评价的基础，也是采取防护措施的依据为受到过量照射人员的医疗救治提供资料辐射流行病学调查的基础资料法律上的需要 45个人外照射剂量监测方法个人外照射剂量监测方法n个人外照射剂量监测的基本手段基本手段 是使用个人剂量计 个人外照射剂量监测方法监测方法 个人剂量计佩带人体表具有代表性部位，测量结果尽量反应全身或局部组织所受照射 56对个人计量计及其测读系统的要求对个人计量计及其测读系统的要求n最基本的要求最基本的要求 在正常或异常条件下对所有可能迂到的

3、各种辐射及其能量能以合理的准确度估算工作人员所受的剂量 67个人剂量计的类型n个人外照 射监测中有两种类型剂量计n“无源的”剂量计，如胶片、热释光、荧光玻璃剂量计等，定期（例如每月）收回在实验室进行测读，剂量计批示佩带者已接受了多少剂量，知道了直至某一时刻为止已经接受的剂量就可以控制以后的照射。 这种“管理式”的个人剂量计目前在辐射防护中起主要作用n“有源的”剂量计，各种类型的多功能电子剂量计。 这类剂量计在防止超剂量照射起重要作用，具有场所监测的预防性测量和个人监测的控制性测量双重功能 对、辐射场一般选用：热释光，胶片，电容电离室、电子剂量计等 58个人外照射监测的量n个人剂量当量Hp(d)

4、n定义：个人剂量当量Hp(d) 是身体上指定点下面软组织中深度d处的剂量当量。 该定义将以前的深部个人剂量Hp(d)和浅表个人剂量Hs(d)合併为一个Hp(d) 在一定条件下， Hp(d)是有效剂量或皮肤剂量当量的合理近似，可用于确认规定的剂量限值是否得到遵守n对于弱贯穿辐射，深度d= 0.07mm，它反应了皮肤剂量，对眼晶体d= 3mm 分别记作用Hp(0.07)和 Hp(3) 对于强贯穿辐射，深度d=10mm，记作Hp(10) 6 9对各种类型的个人剂量计的要求n从辐射防护监测的角度，最重要的有如下几点：n（1）足够的灵敏度或较低的探测阈n（2）重复性好（变异系数）n（3）能量响应特性好n

5、（4）线性好n（5）应用范围广n（6）适合在混合场中应用 710热释光个人剂量计（TLD）n基本原理基本原理n热释光测量原理n1热释光n热释光是某些掺杂无机晶体被电离辐射照射后，在加热时发射的光。根据晶体的能带理论，晶体被辐射照射时会引起电离，间接产生电子空穴对，部分获得足够辐射能量的电子（空穴）被晶体中的陷阱（或中心）所俘获。加热时陷阱（或中心）的电子获得足够能量时可从陷阱中被释放出来，并经过内部的复杂过程，存储的辐射能量以荧光形式释出，即产生不同波长的光。释放出的光强正比于最初吸收的电离辐射，测量光强可得到吸收的辐射能量，则得到个人剂量当量。 8 11热释光个人剂量计（TLD）n2 发光曲

6、线n将发光强度与温度关系作图将得到发光曲线。n热释光强度，不但正比于辐射剂量，还与陷阱深度及加热温度有关。陷阱深度主要由热释光材料所决定，大多数热释光材料具有多个不同深度的陷阱，故在由温度发光强度而作的发光曲线上将有多个发光峰。这些峰对应于电子从不同陷阱里释放出来所需的能量。通常可分为主发光峰、低温发光峰、高温发光峰三种。而测量方法中通常将主发光峰下所有部分的面积主发光峰下所有部分的面积或峰值峰值作为对应于剂量大小进行测量。n因为温度和加热时间之间具有一定的关系，所以发光强度也可以根据时间作图。n残余在剂量元件深陷阱或浅陷阱中的所有俘获，采用热处理方法即退火处理将其消除，以便提高探测器的灵敏度

7、、测量精度，达到稳定及重复使用的目的。12热释光个人剂量计（TLD）n3 热释光材料n许多天然物质有各种形式的发光现象，包括热释光，例如碱卤化合物：KCl、LiF、CaF2等。有时其它形式的发光（如光致发光）将影响这些材料在剂量测量中的使用。因此，为了提高探测效率，开发出了合成材料用于剂量测定（如Li2B4O7、BeO、MgB4O7，等），这些材料具有不同的性质，因此可以混合用于不同辐射类型和方面的剂量测定。另外，对热释光材料的一个重要的要求就是对能量的相关性具有组织相似性。1013热释光个人剂量计（TLD）n4热释光元件的加热n可以采用各种各样的方法进行加热，但当使用接触法加热元件时，常常由

8、于接触的不均匀导致热传递不均匀从而导致测量结果的不正确。另外，元件本身也可能成为一个红外线辐射源，这将导致在测量低剂量时非常困难。尽管加热装置可以提供快速的加热，但是同样会产生影响测量结果的红外线。n热氮气在加热剂量计的热释光材料上具有迅速迅速和均匀均匀的优点，使之具有高的重复性。同时，氮气作为惰性气体可在加热时减少热释光材料的有害效应并保护元件材料，确保长的使用寿命。n1114热释光个人剂量计（TLD）n5 发光测量n用于测量热释光的光电倍增管（PMT）不但要有稳定的高压而且要避免热辐射的干扰。冷却PMT可减少暗电流和稳定增益。采用光子计数的方法可通过脉冲高度分析器可以甄别热噪音。n6 测量

9、形式n通常，发光强度既可通过测量发光强度的最大值（发光曲线的最大值或者峰的最大值）也可测量整个发光曲线下的面积。如果使用发光曲线的面积，则记录的光信号将依赖于PMT输出的放大倍数：此时可达到非常宽的动态测量范围。这在事先不知剂量水平的个人剂量测量时具有优势。发光曲线下的面积可使用光子计数进行测量，这样可测量很低的剂量值。n1415热释光个人剂量计热释光个人剂量计TLD及其测读系统及其测读系统（DOSACUS TLD）nTLD剂量计是作为核电站场所工作人员配带的法定剂量计，核电站自动个人辐射剂 量 监 测 系 统 （ A I R D M S ） 中 的DOSACUS TLD系统是测量和记录所有类

10、型TLD剂量计热释光元件的全自动化系统。 1516热释光个人剂量计热释光个人剂量计TLD及其测读系统及其测读系统（DOSACUS TLD）n1.主要功能：主要功能：n热释光个人剂量计（TLD- LiF(MgTi)）及其测读系统DOSACUS，是用于测量光子辐射场、中子辐射场以及辐射场中的个人剂量当量Hp(10)和Hp(0.07)。n选用芬兰RADOS系统热释光剂量计(TLD)的元件。剂量测量范围为 0.5mSv-10Sv；测量射线能量范围为0.015MeV-7MeV。 n自动个人辐射剂量监测系统（AIRDMS）中的DOSACUS系统是热释光剂量测定系统。其具体功能如下：n（1）系统的诊断和测试

11、；n（2）设置系统的运行参数；n（3）剂量计的刻度；n（4）剂量计的测读和剂量计算并将结果保存到数据库中；n（5）剂量计的退火；n（6）相关数据库的操作。17热释光个人剂量计热释光个人剂量计TLD及其测读系统及其测读系统（DOSACUS TLD）n2 DOSACUS系统运行原理n 运行原理n装到装填盒中的剂量计卡，内装有一个最多可放4片热释光元件的滑动载片，装填盒将通过传送器被自动送入读出装置或者通过一次一个的手动方式送入读出装置。滑动载片在剂量计卡中被推出而进入读出装置，然后热释光元件从载片中被提升进入测量室并在那里被热氮加热。在载片中所有的热释光元件测完后，读出装置将自动更换剂量计卡中的载

12、片，如果使用了传送器，装填盒也将自动更换。n产生的热释光通过光导被送到PMT，由PMT产生的输出信号通过电子线路进行放大和测量。对于探测系统的稳定性，要用一个非常稳定的参考光源LED，进行连续的检测。n图1给出读出装置的方块简图。18热释光个人剂量计热释光个人剂量计TLD及其测读系统及其测读系统（DOSACUS TLD）n图1给出读出装置的方块简图。 nnnnnnnnn键盘和显示键盘和显示器器元件载片提元件载片提升器升器装填盒传送装填盒传送器器测量室测量室（加热腔）（加热腔）光导光导PMT稳定性控制稳定性控制（LED参考参考光源）光源）热氮气热氮气N2前置前置放大放大（脉（脉冲计冲计数）数）器

13、器微机微机载片推出器载片推出器计算计算机打机打印机印机接接口口19热释光个人剂量计热释光个人剂量计TLD及其测读系统及其测读系统（DOSACUS TLD）n 系统结构描述系统结构描述nDOSACUS TLD系统是全自动化系统，它包括硬件、应用软件以及热释光元件等（见图3）。n3.1 3.1 系统的组成系统的组成n3.1.1 系统包括以下主要部分：n（1）TLD读出装置：自动测读剂量计中的热释光元件；n（2）TLD辐照装置：刻度系统和控制内置的90Sr源；n（3）TLD系统计算机：计算和记录剂量结果并控制读出装置；n3.1.2系统还包括以下附属组件：n（1）热释光元件：LiF（天然Li或6Li）

14、、Li2B4O7；n（2）剂量计：有多种形式；n（3）装填盒：测读和辐照时装载20片剂量计卡；n（4）连接设备：用于一台计算机控制多台读出装置时的联网；n（5）应用软件：用于个人剂量的计算、保存和更新剂量记录、文件的显示和打印以及读出装置的控制。n 1920热释光个人剂量计热释光个人剂量计TLD及其测读系统及其测读系统（DOSACUS TLD）n剂量计由塑料外壳和剂量计卡组成，剂量计卡又包括载片和载片盒两部分。n（1）塑料外壳：剂量计的塑料外壳用于保护探测器不受灰尘和水蒸气的影响；n（2）载片盒：在载片盒上有一加厚的部分位于载片的三个格室上方，对应的载片盒上有用于对探测器进行能量补偿的金属滤片

15、；另外，在载片盒上设有一个孔，孔下的热释光元件用来测量辐射的个人剂量当量；n（3）载片：载片上有四个放置热释光元件的格室，位于格室中的探测元件由1g/cm2的组织等效材料制成，用于测量光子辐射和中子辐射的个人剂量当量；载片上有自动识别剂量计的二进制编码孔，编码从065535，在载片的一端有对应的十进制编码。n 2021热释光个人剂量计热释光个人剂量计TLD及其测读系统及其测读系统（DOSACUS TLD）n主要技术指标主要技术指标n（1）个人剂量当量的测量范围为：0.15mSv10Sv；n（2）系统记录的最低剂量值0.05mSv；n（3）探测的光子辐射能量范围为：0.0157MeV；n（4）测

16、量的基本相对误差：n 光子辐射：15%n 90Sr90Y源辐射：40%n Pu-Be中子源辐射场：40%n（5）在任意单个剂量计或任意10个剂量计一起的有效剂量为10mSv时，测量数据的重复性7.5%；n（6）剂量计在存储30天之后的自照射不超过0.05mSv；n（7）在照射10mSv的剂量之后的残余发光不超过0.05mSv；n（8）对0.0157MeV光子辐射的个人剂量当量测量值的能量响应为 30%； 2122个人电子剂量计（DMC 2000）n 个人电子剂量计测量模式，处于该模式时个人电子剂量计DMC 2000连续地执行：nl 测量：Hp(10)的剂量当量值、剂量当量率、在工作区域的时间；

17、nl 显示剂量、剂量率（如果放射剂量计已配置或具有该功能）、报警和与检测到的故障等有关信息；nl 报警和预报警的管理 ；nl 历史纪录的管理；nl 声响报警；n周期性地监测：电池状态 、检测器的可供使用状态、初始化和校准数据的完整性。 2223实时个人剂量监测系统实时个人剂量监测系统（ DMC2000S ）n实时个人剂量监测系统实时个人剂量监测系统n为保证在高剂量率场所工作人员能及时了解受到累积剂量所在工作环境辐射水平，电站所有进入控制区工作人员，除佩带法定的剂量计（TLD）外，还应配戴一个袖珍式电子个人剂量计（实时剂量计），实现对个人实时监测。n直读式DMC2000S的剂量和剂量率测量范围分

18、别为1Sv-10Sv和0.1Sv.h-1 -10Sv.h-1，适用的辐射能量范围为50KeV-6MeV。n时实个人剂量测量系统是由DMC2000S型电子个人剂量计及其读出器LDM2000和刻度检验辐照装置IRD2000及中央计算机组成。24实时个人剂量监测系统实时个人剂量监测系统（ DMC2000S ）n主要功能：主要功能： n剂量计DMC2000S显示场所剂量当量（率）H（10）和剂量计启动后所累积的个人剂量当量（率）Hp（10），并可设置累积剂量和剂量率报警阈值。当累积剂量和剂量率超过报警阈值时，发出声、光报警信号，以便采取防护措施。 n 由于个人剂量计读出器LDM2000可啓动DMC20

19、00S并能记录测读存储的数据，与辐射监控室MRMR的相关计算机连接，即可进行数据处理统计也有对进出控制区的人进行控制的功能。nIRD2000辐照装置能对DMS2000S进行定期检验，起质量保证作用。25实时个人剂量监测系统实时个人剂量监测系统（ DMC2000S ）n2. DMC2000S基本原理基本原理：个人数字电子剂量计DMC2000S，可用来测量和x射线个人剂量当量。探测器为具有能量补偿的硅二极管具有能量补偿的硅二极管。或x射线在探测器中产生的 脉冲计数（率）与个人剂量当量（率）Hp（10）近似成线性关系，因此可测量个人剂量当量。脉冲经放大、成型、微控制器处理后，产生显示和模拟信号，液晶和发光二极管显示测量结果和报警信号。测量结果也可用读出器LDM2000来测读。26实时个人剂量监测系统实时个人剂量监测系统（ DMC2000S ）n3系统描述系统描述n3.1组成：个人电子剂量计DMC2000S和读出装置LDM2000及计算机数据采集、处理及控制系统（包括不同的软件）一起使用共同组成实时（及时）剂量监测和电站出入口控制系统，即控制区实时剂量监测系统。图（1）和（2）分别为剂量剂DMC2000S和和LDM2000外观图。n 27（1）DMC2000S外观图 28实时个人剂量监测系统实时个人剂量监测系统（ DMC2000S ）n处