環境熱釋光累積劑量測量實驗研究

楊文棟，武榮國

(云南省輻射環境監督站，云南 昆明 650032)

0 引言

自20世紀60年代初以來，以LiF(Mg.Cu.p)探測器為代表的熱釋光探測器(TLD)測量累積劑量得到較快發展，90年代后開始應用于環境γ輻射劑量監測。該方法可提供一個時段內的環境輻射劑量資料，有利于評價輻射環境質量和相關人群所受的外照射劑量[1]。但對常規環境累積劑量測量中，其探測限、測量下限、方法精密度、測量值的置信區間等研究不多，本文對這些問題進行了初步研究。

1 監測情況

1.1 對象

本次實驗對象為γ輻射累積劑量室內環境測量。共布設5個點，每個點按10d一個周期，共9個周期，每個點每個周期取1次樣品進行分析，并計算出測量點累積劑量值。樣品布設點位信息見表1。

表1 點位信息表

1.2 方法

1.2.1 監測方法

本次實驗按《GB/T 10264-2014 個人和環境監測用熱釋光劑量測量系統》[2]進行。

1.2.2 熱釋光探測器的篩選

取型號為GR-200AR型，規格為φ4.5×0.8mm，分散性≤3%的LiF(Mg.Cu.p)探測器，在FJ411B熱釋光退火爐中2400C退火10min，充分冷卻后，取其中32個探測器用Harshaw TLD3500讀出器測量并計算出相應的平均值及標準差，作為本批探測器本底值，同時計算本實驗條件探測限和測量下限。

1.2.3 不同環境熱釋光探測器的分組、布設

將退火后探測器分裝在劑量計殼內，在劑量計外殼依次編上編碼，每個劑量計殼內裝3個探測器，每組2個劑量計，每個點位布設9組劑量計。

1.3 儀器

FJ411B熱釋光退火爐，美國Harshaw公司的TLD3500讀出器，GR-200AR型LiF(Mg.Cu.p)探測器由北京光潤意通輻射監測設備有限公司提供。

Harshaw TLD3500讀出器、FJ411B熱釋光退火爐均通過計量檢定，各項性能指標滿足《GB/T 10264-2014 個人和環境監測用熱釋光劑量測量系統》相關要求。

2 測量結果

2.1 本底片測量置信區間、探測限與測量下限

2.2 5個點位測量結果

本次共布設5個點位，放置劑量計后從10d到第90d，每隔10d測量一組樣品，測量結果見表2～表6，5個點位掛片時間與累積劑量線性相關系及回歸方程見圖1。

表2 實驗樓一樓(105室)監測結果

表3 實驗樓三樓(304室)監測結果

表4 實驗樓六樓(604室)監測結果

表5 辦公樓二樓(215室)監測結果

表6 辦公樓二樓(206室)監測結果

3 討論

3.1 測量置信區間、探測限與測量下限

在輻射環境監測中，累積劑量掛片在90d左右，按前述方法分別計算出本次5個點90d測量平均值95%置信水平的置信區間半寬度如表7所示。

表7 掛片90d各房間測量平均值的置信區間半寬度

測量下限是在滿足規定誤差要求的前提下，用特定方法能夠準確定量測定被測物質的最低濃度或含量。從表7數據可以看出，對于日常90d環境累積劑量，95%置信水平的置信區間半寬度均小于測量值的10%。探測限(LLD)為2.08μSv，其測量下限為8.32μSv。當掛片時間90d時，測量劑量率測量下限為3.70nSv/h，根據歷年資料，云南省內環境劑量率均>45nSv/h(未扣除宇宙射線)，本次掛片10d的劑量已經高于測量下限。本次實驗按每10d 1組進行測量，其測量結果是可靠的。

3.2 掛片時間與劑量的線性關系

從表2～表6數據及圖1分析，5個實驗點位從掛片10～90d，其掛片時間與累積劑量有良好的線性相關關系(r>0.990)，每組探測器(共6片)測量值間變異系數在3.62%～11.50%，線性回歸曲線斜率為掛片期間的該點位的平均劑量率。

3.3 環境熱釋光累積劑量用于環境監測結果的精密度

環境累積劑量測量要求是90d/季度，從本次測量結果看，當進行90d左右掛片時,其測量值(6片)的變異系數范圍為3.62%～11.50%。其測量平均值95%置信水平的置信區間相對半寬度最高為8.4%。因此，以95%的置信水平考慮，可以把每個點劑量片測量平均值上下10%的范圍作為判斷數據是否可疑的依據之一(即每點的劑量片測量值如果超出±0.1時，可考慮為可疑值)。

4 結論

TLD累積劑量監測簡單易行，測量結果可反映一個時間段內環境劑量變化。從本次研究結果分析，環境累積劑量測量10～90d，其測量結果均有良好的線性關系(r>0.990)，其變異系數范圍3.62%～11.50%?，F有測量條件下，其探測限為2.08μSv，測量下限為8.32μSv，每個點劑量片測量值95%置信水平的置信區間半寬度最大值均不超過測量均值的10%。