BR4000A型熱釋光個人劑量計對不同射線能量響應的研究

李秀芹，侯金兵，楊新芳，趙進沛，孔雪梅，閆 妍

BR4000A型熱釋光個人劑量計對不同射線能量響應的研究

李秀芹，侯金兵，楊新芳，趙進沛，孔雪梅，閆 妍

目的：為保證輻射受照人員個人劑量監測數據的準確可靠，研究非鑒別式熱釋光個人劑量計（GR-200A型LiF：Mg，Cu，P探測器片+BR4000A型劑量計盒）對不同能量射線響應，探討其皮下10mm劑量H p（10）、皮膚劑量H p（0.07）與射線能量之間的相互關系。方法：依據標準JJG593-2006，將已篩選退火后的探測器片放于劑量計盒的H p（10）、H p（0.07）位置，在標準計量學實驗室將裝好的劑量計置于有機玻璃平衡板中，分別予以不同劑量γ射線照射和不同能量窄譜過濾X射線照射，對照探測器讀數比值H p（0.07）/H p（10）與能量的關系，尋找其相互關系的規律。結果：不同劑量γ射線照射和不同能量窄譜過濾X射線照射，H p（0.07）/H p（10）探測器計數之比與能量的關系具有顯著統計學意義。結論：應用BR4000A型劑量計H p（0.07）/H p（10）探測器計數的比值，能夠對受照人員所受照射從射線性質、能量范圍和照射劑量上給出更為確切和詳細的資料，從而為放射工作人員個人健康監護以及核與輻射事故受輻照人員臨床診療提供參考依據，同時為實驗室間比對提供技術方法。

熱釋光劑量計；能量鑒別；讀出器計數；H p（0.07）/H p（10）

目前，熱釋光劑量測量系統是應用最為廣泛的受輻照人員個人劑量監測手段。熱釋光劑量測量系統是為確定劑量當量評定值所使用的熱釋光劑量計、讀出器和所有的配套設備以及所有的工作程序。熱釋光個人劑量計分為鑒別式和非鑒別式個人劑量計，放射工作人員所佩戴的個人劑量計普遍是非鑒別式個人劑量計。熱釋光個人劑量監測系統的質量保證是一項系統工程，熱釋光劑量測量系統的檢定和刻度系數的應用，是諸多環節中的重中之重。研究報道，對100 keV～1.25MeV的γ射線的響應規律[1]，但利用非鑒別式BR4000A型TLD熱釋光個人劑量計H p（10）、H p（0.07）不同位置對33 keV的低能射線響應，目前未見報道。為了了解受輻照人員所受射線的性質、保證個人劑量監測數據更接近真實性，依據國家相關法規標準[2-4]，本研究對非鑒別式BR4000A型熱釋光個人劑量計（BR4000A型劑量計盒+GR-200A型LiF：Mg，Cu，P探測器片）對不同能量射線響應，皮下10mm劑量H p（10）、皮膚劑量H p（0.07）值之間的相互關系進行研究。目的是對受照人員所受照射從射線性質、能量范圍和照射劑量上給出更為確切和詳細的資料，從而為放射工作人員個人健康監護以及核與輻射事故受輻照人員臨床診療提供參考依據，同時為實驗室間比對提供技術方法。

1 儀器和方法

1.1 熱釋光劑量測量系統 探測器片：GR-200A型LiF：Mg，Cu，P探測器圓柱片（防化研究院），直徑4.5mm、厚度0.8mm。BR4000A型劑量計盒：是一種多功能組合式徽章式個人劑量計，劑量計內部設有4個槽，配置不同內襯可放置直徑4.5mm、厚度0.8 mm探測器片。本研究選取左下角H p（10）、左上角H p（0.07）兩組探測片放置位置（北京博創特科技發展有限公司）。劑量計上蓋材料及用途，見表1。熱釋光退火爐：BR2000A型熱釋光退火爐（北京博創特科技發展有限公司），溫度范圍：室溫～450℃，升溫速度：室溫～450℃≤80min，溫度誤差≤±5%。

表1 BR4000A型劑量計盒上蓋材料及用途

1.2 標準劑量學實驗室設備 國防科技工業電離輻射一級計量站。S-Cs輻射質（137Csγ射線）和窄譜X射線標準輻射源；IAEA體模[有機玻璃（PMMA）材料]30 cm×30 cm×15 cm：在射線入射方向體模表面用4mm厚的有機玻璃，其余各面均使用10mm厚的有機玻璃粘結而成，上面開口作為注水窗，并在里面充入蒸餾水。劑量計緊貼入射窗口表面進行照射[8]。

1.3 探測器片的退火分裝與分組 將篩選好的探測器片在BR2000A型熱釋光退火爐中240℃退火10min，然后分裝于BR4000A型劑量計盒中H p（10）、H p（0.07）相應位置，每個位置放置2片，即每個劑量計盒放置TLD探測器4片。將分裝好的熱釋光個人劑量計分為實驗組、本底組。

1.4 標準劑量學實驗室劑量計照射 將實驗組劑量計分組，分別放置于IAEA體模，置于體模表面正對射線束方向的一面，其測量有效中心點位置與劑量當量約定真值已知的檢定位置重合。分別予以0.5 mSv、1.0 mSv、2.0 mSv、5.0 mSv、10.0 mSv的137Csγ射線照射和1mSv的NS40（33 keV）、NS60（47 keV）、NS80（65 keV）、NS100（83 keV）、NS120（100 keV）、NS150（117 keV）的窄譜過濾X射線照射。跟隨本底1組。詳細照射分組方案，見表2。

1.5 數據處理 線性、能量響應和刻度系數以及量值檢驗，數據處理依據JJG593-2006《個人與環境監測用X、γ輻射熱釋光劑量測量系統（裝置）檢定規程》[2]和GBZ 207-2008《外照射個人劑量系統性能檢驗規范》[3]。數據修約依據GB/T 8170-2008《數值修約規則與極限數值的表示和判定》[5]。

2 結果

不同能量的射線照射，以及同一能量不同劑量照射條件下，H p（0.07）與H p（10）位置探測器計數，見表3。實驗結果表明，BR4000A型TLD H p（0.07）與H p（10）位置探測器計數，在不同能量、不同劑量下，差別均較大，但H p（0.07）與H p（10）位置探測器計數之比與能量呈現良好的相關性，H p（0.07）/H p（10）位置探測器計數之比隨能量增大而遞減。因此，BR4000A型TLD，通過探測器H p（0.07）、H p（10）位置讀出器計數之間的比值，可以判斷TLD所受射線的性質、能量范圍，通過此能量范圍的刻度系數，可以更加準確地判斷TLD的照射相當于皮下10mm軟組織以及皮膚淺表劑量處的劑量當量。

表3 不同能量射線照射下TLD不同位置探測器計數分析

3.1 BR4000A型劑量計可以判斷射線性質和能量范圍 BR4000A型TLD，通過探測器H p（0.07）/H p（10）讀出器計數之間的比值，可以判斷TLD所受射

3 討 論

線的性質和能量范圍。由于BR4000A型劑量計設計上，上蓋材料及厚度不同，因此對射線的響應不同。H p（10）位置用于深度劑量測量，上蓋材料為ABS加上一層吸收片；H p（0.07）位置用于淺表劑量的測量，上蓋材料為7mg/cm2的Mylar，開窗。又由于不同的輻射質、同一輻射質不同能量的射線穿透能力不同，因此在H p（10）、H p（0.07）位置讀出器計數會有顯著差別。通過本次研究，利用常規非鑒別式BR4000A型TLD，通過探測器H p（0.07）、H p（10）位置讀出器計數之間的比值，可用于低能光子的鑒別，達到判斷TLD所受射線的性質和能量范圍的作用。

3.2 通過利用不同能量的刻度系數，BR4000A型劑量計可以給出更準確的劑量 常規非鑒別式BR4000A型TLD，利用探測器H p（0.07）、H p（10）位置讀出器計數之間的比值，判斷TLD所受射線的性質和能量范圍，通過使用不同能量的H p（0.07）、H p（10）劑量當量刻度系數，可以更加準確地給出TLD的照射相當于皮下10 mm軟組織以及皮膚淺表劑量。

3.3 常規非鑒別式BR4000A型TLD與CTLD-J3000型鑒別式TLD的比較 BR4000A型TLD與CTLD-J3000型鑒別式TLD相比，CTLD-J3000型鑒別式TLD在H p（10）測量位置上蓋使用的是濾片材料，在上蓋外觀上表現為突出的半球形；H p（0.07）測量位置上蓋使用的是鍍鋁薄膜材料，在上蓋外觀上表現為開窗的薄膜。通過H p（10）/H p（0.07）的值，對照探測器讀出值與能量的關系表，從而達到鑒別射線能量的目的。BR4000A型TLD作為廣泛使用的熱釋光劑量計，雖然上蓋材料不同，但通過本研究證明，利用H p（10）、H p（0.07）讀出器與能量的關系，同樣可以判定射線的性質和能量。

3.4 BR4000A型TLD能量判別功能為輻射受照人員照射情況提供更為詳細的資料 BR4000A型TLD熱釋光個人劑量計對不同低能射線響應不同，通過H p（0.07）/H p（10）比值可用于低能光子的鑒別，能夠判定受照人員所受射線性質和能量范圍，照射劑量計算上不同能量照射使用響應的刻度因子[6]，在照射劑量上給出更為確切和詳細的資料，從而為放射工作人員個人健康監護以及核與輻射事故受輻照人員臨床診療提供參考依據，同時也為實驗室間比對提供了切實可行的技術方法。

[1]常冬梅，彭宏論，林東生，等.熱釋光劑量計能量響應特性研究[J].核電子學與探測技術，2005，25（2）：190-192.

[2]國家質量監督檢驗檢疫總局.JJG 593-2006個人與環境監測用X、γ輻射熱釋光劑量測量（裝置）系統[S].中國計量出版社，2006.

[3]中華人民共和國衛生部.GBZ207-2008外照射個人劑量系統性能檢驗規范[S].人民衛生出版社，2008.

[4]中華人民共和國衛生部.GBZ 128-2002職業外照射個人監測規范[S].法律出版社，2002.

[5]國家標準化管理委員會.GB/T 8170-2008《數值修約規則與極限數值的表示和判定》[S].中國標準出版社，2008.

[6]李秀芹，趙進沛，米 寧，等.熱釋光劑量測量系統檢定的質量保證及刻度因子的應用[J].職業與健康，2012，28（18）：2191-2193.

（收稿：2013-08-09 修回：2013-10-21 編校：齊 彤）

The Study of the BR4000A thermolum inescence dosimetry responding to the different radiation energy

LIXiu-qin，ZHAO Jin-pei，YANG Xin-fang，HOU Jin-bing.Center of Disease control and Prevention，PLA Beijingm ilitary region，Beijing 100042，China

Objective：To assure the accuracy of the therom lum inescence(TL)dosimetrymeasurementon radiationalworkers personal dosage，and study the response of non-distinguishing doser to the different energy rays，and explore the relationship between the reader count H p(0.07)/H p(10)and ray energy.Methods：According to the criterion JJG 593-2006，the chosen TL detectors were placed in the dosimetry box at the pointof Hp（10）、Hp（0.07），then laid up on the phantom and irradiated by the differentdosage 137Csγrays and different energy X rays.The linearity and calibration factorswere calculated to look for the regularity of H p（10）/H p（0.07）.Result：The reader count ratio of the differentdosage 137Csγrays and differentenergy X rays have the significant difference.Conclusion：By using the different energy reader count of different site in BR4000A personal dosimetry，the character and energy rangeof the raysaswellas themore exactdosage valuewere distinguished，which providing the reference frame for the health ward of the radiation workers and the clinical diagnosis and treatment of the irradiated persons in the nucleus and radiation events,and providing technologicalmethodsbetween laboratories.

therom lum inescence(TL)dosimetry；energy distinguish；reader count；H p（0.07）/H p（10）

R 144

A

2095-3496（2013）04-0222-04

100042 北京，北京軍區疾病預防控制中心

（李秀芹，楊新芳，趙進沛，孔雪梅，閆 妍）；北京，原子能科學研究院（侯金兵）