2024年4月11日发(作者：horror)

第16卷第3期(总第93期)

・综　　述・

辐射防护通讯1996年6月

中子反照率个人剂量计

李景云

(中国原子能科学研究院,北京,102413)

1　引言

1〕

前面的文章

〔

已对中子个人剂量监测做了较全面的介绍。从发展的观点看,作为记录个

人剂量计,热释光/径迹蚀刻(TLD/TED)组合剂量计或带辐射体的径迹蚀刻剂量计有着明

显的优势。气泡剂量计以其灵敏度高也很具吸引力。但是反照率个人剂量计由于发展比较

成熟还是广泛的应用着。实际上,这方面的研究也在继续,如最近有人利用

6

LiF

和

7

LiF

三明

〔2〕

治型反照率剂量计探测

n

、

C

混合物中子剂量等。

作为反照率剂量计的探测元件现在已不再使用核径迹乳胶,大都使用TLD,主要是LiF

片子。而且随着LiF敏化片LiF(Mg,Ti,M)和LiF(Mg,Cu,P)片的出现,反照率剂量计的

灵敏度也有较大提高,一般做到探测下限0.1mSv问题不大。如果能解决径迹蚀刻记录和

读出自动化问题。使用带辐射体的径迹蚀刻探测器代替

TLD

探测器,反照率剂量计的灵敏

度会有更大提高。

TLD反照率剂量计的优点是造价低、易读,可以大量使用,所以目前仍有不少国家作为

指定中子个人剂量计使用,包括德国、英国和巴西等国家。本文就TLD反照率个人剂量计

的原理、设计和刻度问题作些介绍。

〔3〕

2　原理简介

4,5〕

反照率中子个人剂量计的原理

〔

是利用热中子探测器探测经人体慢化反射回来的中

67

子,探测器可以是胶片、

TLD

,甚至径迹蚀刻探测器。

TLD

剂量计主要是利用

LiF

和

LiF

对

探测器中的

6

Li的

6

Li(n,A)

3

H反应探测中子。由于

6

Li和

7

Li同时对光子灵敏,而

7

Li对中子

不灵敏,这样由

7

Li和

6

Li的响应差扣除光子剂量而得到中子剂量。

设想一对Li和Li探测器放在已知剂量当量H

p,n

(10)的中子辐射场中[H

p,n

(10)可以

用多球技术或组织等效正比计数器测定],则TLD探测器的中子剂量当量响应为:

R

H,n

=M/H

p,n

其中,M为TLD读出仪对剂量计的反照中子剂量读数。

M=f

c

(N

k

M

6

-N

k

M

7

)

和Li片子的光子(

7137

67

67

(1)

(2)

M

6

或M

7

分别为

6

Li和

7

Li在中子场中读数(经过零剂量读数校正);

6

N

k

和

7

N

k

分别为

6

Li

Cs或Co)刻度因子;f

c

为读出仪当日校正因子。

60

　

2

　　　　　　　　　　　　　　　　辐射防护通讯　　　　　　　　　　　1996年第16卷第3期

在反照率剂量计实际设计中,往往不简

单地利用一对

TLD

,事情也远非如此理想,

实际上也不能直接利用读数M给出的个人

剂量当量响应,这主要是由于中子慢化反散

射份额是随着中子能量变化的,热中子可占

到60%,而10

keV

以上急剧下降。这也就造

成10keV以上中子灵敏度显著下降(图1)。

这是这种剂量计不可逾越的缺点,也决定了

它很难直接应用于快中子剂量场监测。但是

任何工作场所,不管是核电厂、粒子加速器、

核燃料循环又都会由于建筑材料、设备装置

散射慢化而会有低能中子成份。所以,实际上

TLD

反照率剂量计仍可以使用于任何场所

作中子个人剂量监测。为此,必须引入场所相

[3]6

图1　反照率剂量计典型能量响应

关的刻度因子n

N

。同时考虑到Li对中子和C辐射实际响应的差别,引入校准因子n

n,C

,

则剂量计中子个人剂量当量响应R

H,n

为:

R

H,n

=n

n,C

õn

N

õf

c

(

6

N

k

M

6

-

7

N

k

M

7

)(3)

式中,n

N

=R

n

(i)/R

C

(i),为监测场所中子响应与C响应之比,并对参考中子场响应归一,可

利用场刻度得到(下面讨论);n

n,C

为参考中子场中中子响应与C响应之比,它实际上是个常

数,与探测器类型、热处理及读出程序有关。

而X、C剂量当量响应可由下式得到:

R

H,C

=M/H

p,C

(10)=f

c

õN

k

õM

7

7

(4)

式中,M为剂量计C辐射读数,H

p,C

(10)为测量点X、C个人剂量当量,其它符号意义同前。

3　一般设计考虑

TLD反照率剂量计的基本考虑及其基本型式如图2所示,这里包括两对TLD探测器,

中间用

Cd

片或

10

B

片隔开。上面的

TLD

用于探测入射热中子,而下面的

TLD

用于探测反照中

子。这样将中子场中的慢中子与快中子分量分开,再以一定的算法给出总剂量当量。

[6][7]

图2　反照率剂量计基本形式

这里有几个问题需要考虑:¹Cd或

10

B板要足够厚,能阻挡大部分热中子,否则会给估

算总中子剂量带来困难

[8]

。一般取4—15

mm

厚的

Cd

,或相当厚度的

10

B

。º这个板的线度应

尽量大,使得入射热中子经人体散射后不再被探测到。估算表明,直径10

cm

的板才能达到

这个要求。这对于剂量计的设计是太大了。为此,可以利用较小板而对底部TLD入射热中