一种热释光剂量计的性能检测分析

residual dose, and the minimal detection limit. Moreover, the results were compared with the related standards. Results The results of
various performance indexes met the criteria of the national and industrial standards. Conclusion The thermoluminescence dosimetry
收稿日期：2018-07-27
修回日期：2018-09-17
基金项目：全军立项课题（AEP17J001）。
作者邮箱：zhaojinpei@aliyun.com
图1 系统设备关系图 1.2 照射条件
采用 137Cs 源和 γ 基准装置，以及窄谱过滤 X 射线照射 基准装置，热释光探测器装在剂量计盒内左下角位置（图 2），
10
662
0
线性试验 4
40 0.4、2、10、50
662
0
稳定性
3
30
能量响应 3 30
10
662
0
1
662、48、83 0
量值检验 2
10 10
2 1
入射角响应 4 40
1
662
0
65
0
662
0、20、 40、60
残余剂量 1 10
10
662
0
最低可探测 水平MDL
1
10
—
—
—
总计
19 190
1.4 检测内容与方法
Performance Analysis of A Thermoluminescent Dosimeter
ZHAO Jinpei1, WANG Linjie2, ZHOU Chao2, ZHANG Jian3, JIANG Qisheng4, LI Xiuqin1 1. Department of Health Protection, Beijing Military Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100042, China;
随机抽取同一批次探测器 10 个，进行常规的退火处理；
将已经退火处理后的探测器装在剂量计盒中，在无其他附
加辐射场的天然本底环境中放置 3 个月，然后测读上述 10
个剂量计，计算测量值 xi 的 μA(xi)。用下式计算 MDL 。
MDL=3×μA(xi)
(2)
2 结果 根据辐照分组和检测方法，对变异系数、稳定性、入
[摘 要] 目的 通过系统检测一种热释光剂量测量系统的性能指标，全面评价该系统的可靠性。方法 参照JJG 593-2006、GBZ 207-2016和GB/T 10264-2014，对热释光剂量测量系统的批均匀性、稳定性、入射角响应、线性、能量响应、量值检验、残 余剂量、探测限等8个指标进行了检测，并将检测结果与相关标准要求比对。结果 各项性能指标检测结果满足国家及行业 规定的指标限值。结论 该热释光剂量测量系统符合相关标准要求，可以用于人与环境辐射剂量的测量工作。 [关键词] 热释光；剂量检测；性能评价；个人剂量
均由北京珺仪联瑞核探测技术研究所研制。其主要参数，
见表 1。
表1 实验测量仪器主要参数表
仪器
热释光剂量计
热释光 读出仪
热释光 退火炉
型号
CTLD-J4000型 LiF (Mg，Cu，P)
CTLD350 BR-2000A型
规格 量程
探测器：Φ4.5 mm×0.8 mm —
—
10-7～12 Sv
— 室温~400°C
储存 2 周，读出第一组剂量计计数，并计算其评定值。在
相同条件下以下列时间间隔读出其余两组剂量计计数 ：第
2 组的读出在第 1 组读出后间隔 24 h，第 3 组的读出在第 1
组读出后间隔 168 h。用由第 1 F 来确定每个剂量计的评定值
E组，剂并量计计算所每获组得剂的EE量12评+计定I21的因; 子平
1.4.1 变异系数 在同一批次剂量计中随机抽样 10 个，用 137Cs 参考辐
射以相同的剂量值（约定真值 10 mSv）辐照，读出每一个
剂量计的评定值，和相应的标准偏差S Ej ，计
E
算SEj E
。
1.4.2 线性试验
将同一批次的剂量计准备 4 组，每组准备 10 支剂量计。
将各组用 137Cs 参考辐射分别给予不同剂量当量约定真值 Ci
1.3 辐照分组
图2 热释光探测器位置示意图
根据所测指标的要求 , 试验用个人剂量计共 190 个 , 分
为 19 个辐照组，包括测量变异系数的 1 组 10 个剂量计，
测量线性的给予不同辐照剂量的 4 组剂量计，测量稳定性
的以不同时间间隔读出的 3 组剂量计，测量能量响应的以
相同剂量和不同能量辐照的 3 组剂量计，测量量值检验的
4. Center Lab, General Hospital of Rocket Troops, Beijing 100088, China
Abstract: Objective To evaluate the reliability of a thermoluminescence dosimetry system by testing the key performance indexes.
射角响应、线性、能量响应、量值检验、残余剂量、最低 可探测水平 MDL 等指标进行了检测。其中变异系数指标 检测，剂量指示均值为 9.14，标准差为 0.14，变异系数为 0.015。线性检测的响应变化区间为 0.90~1.09。稳定性检测 与第 1 组间隔 24 h 读出的剂量值比值为 0.99，与第一组间 隔 168 h 读出的剂量值比值为 1.03。能量检测的响应变化 区间为 0.95~1.04。量值检验对于相同能量的辐照，其响应 变化区间为 0.96~0.99，对于不同能量的辐照其响应变化区 间为 1.05~1.15。入射角响应变化区间为 0.95~1.03。残余剂
137Cs 参考辐射正面辐照，计算每组的平均值Ei和标准偏差
S
Ei
，
计
算
Ei
± Ci
Ii
。
式
中IIii==2.266sSEEi i
/
10 ，为第 i 组的平均值Ei
的置信区间的半宽度。
1.4.5 量值检验 准备 2 组剂量计，每组 10 支。将剂量计用剂量当量约
定真值 CR 的两种参考辐射分别进行辐照，一种参考辐射以 137Cs 给予剂量值（约为 2 mSv），另一种选取未检过刻度因 子的能量为 65 keV 的参考辐射（剂量约为 1 mSv），分别 用热释光剂量读出仪读出计数值，然后计算出每个剂量计
Methods Under the criteria of JJG593-2006, GBZ207-2016, and GB/T10264-2014, eight indexes of the thermoluminescence dosimetry
system were examined, including the batch homogeneity, stability, angle response, linearity, energy response, quantity inspection,
RESEARCH WORK
研究论著
一种热释光剂量计的性能检测分析
赵进沛1，王琳杰2，周超2，张建3，江其生4，李秀芹1
1. 北京军区疾病预防控制中心 卫生防护科，北京 100042；2. 陆军军医大学 军事预防医学院，重庆 400038； 3. 北京珺仪联瑞核探测技术研究所，北京 100850；4. 火箭军总医院 中心实验室，北京 100088
2. Military Preventive Medical College, Army Medical University, Chongqing 400038, China; 3. Beijing JunYiLianRui Institute of Nuclear Measurement Technology, Beijing 100850, China;
均值Ei及其相应的标准偏差
Si。计算
：E 2 E1
+
I 21 ;
E3 E1
+
I31
其中，I 是相应两个 E 1.4.4 能量响应
的比值的置信EE13区+ I间31 的半宽度。
准备 3 组剂量计，每组的剂量计数量为 10 个。将上
述 3 组剂量计分别用 48 keV 参考辐射、83 keV 参考辐射、
[中图分类号] R144.1
[文献标识码] A
doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2019.03.011
[文章编号] 1674-1633(2019)03-0037-04
引言 热释光剂量测量系统是开展辐射剂量测量的重要工具，
在职业照射和医疗照射剂量评估中发挥着重要作用 [1-2]。热 释光剂量测量系统主要由热释光剂量计、热释光读出仪和热 释光退火炉几部分组成，其各项性能指标影响着辐射剂量测 量的质量。本研究参照《个人与环境监测用 X、γ 辐射热释 光剂量测量系统检定规程》（JJG 593-2006）[3]、《外照射个人 剂量系统性能检验规范》（GBZ207-2016）[4]、《个人和环境监 测用热释光剂量测量系统》（GB/T 10264-2014）[5]，对一种 国产化的热释光剂量检测系统的变异系数、稳定性、入射 角响应、线性、能量响应、量值检验、残余剂量、最低可 探测水平 MDL 等指标进行了检测分析。
的辐照。读出计数并计算其评定值，得出每组的平均值Ei
和标准偏差S
Ei
。计算Ei
± Ci
Ii
，式中，IIi i==22..2266sSEEii
/
10 ，为第 i
组的平均值 Ei 的置信区间的半宽度。
1.4.3 稳定性 将同一批次的剂量计准备 3 组，每组 10 支。用 137Cs
参考辐射以相同的剂量值（约定真值 10 mSv）辐射，然后
的评定值 E，计算每组的平均值Ei和标准偏差SEi。计算 ：
Ei ± Ii CR
，式中Iii==22..2266SsEEii
/
10 ，为第 i 组的平均值Ei的置信区
间的半宽度。
1.4.6 热释光剂量计的入射角响应
准备 4 组剂量计，每组数量为 10 支。将剂量计用剂量
当量约定真值为 1 mSv 的参考辐射进行辐照，各组的入射
角分别为 0°、20°、40°、60°。然后计算每个组的剂量的平
4
∑ Ei
均值Ei和相应的标准偏差SEi
。计算
：
i=1
4E1
± I ，式中，I 是
4
∑i=1 Ei ± I 的半宽度。
4E1
1.4.7 残余剂量
取 10 个剂量计辐照，辐照的剂量约定真值均为 10 mSv，
读出每个剂量计的信号 Ei 后退火。取出剂量计在冷却盘中
中国医疗设备 2019年第34卷 03期 VOL.34No.03 37
研究论著
RESEARCH WORK
上面覆盖有 10 mm 组织等效材料。剂量计放置于 ICRU 推 荐的外部尺寸为 30 cm×30 cm×15 cm 的平板水箱体模前 方。剂量当量约定真值的已知检定点与体模表面下深度为 10 mm 的一点位置重合。上述标准辐照在国防科技一级计 量站完成 。
分别以不同能量或不同剂量辐照的 2 组剂量计，测量入射
ห้องสมุดไป่ตู้
角响应的以四种不同入射角辐照的 4 组剂量计，测量残余
剂量的 1 组 10 个剂量计，以及测量最低可探测水平的 1 组
10 个剂量计。辐照分组，见表 2。
表2 辐照分组
指标 变异系数
分组 数量 1 10
辐照条件
剂量 (mSv) 能量 (keV) 角度 (°)
快速冷却，冷却后立即按照完全相同的程序读出残余信号
Ei'
，计算读出信号的均值
E
i
和残余信号的均值
'
Ei
。计算
残余信号百分比。
'
L' (%) = Ei
(1)
Ei
38 中国医疗设备 2019年第34卷 03期 VOL.34No.03
RESEARCH WORK
研究论著
1.4.8 最低可探测水平（MDL）
system meets the technical requirements of relevant standards, and can be used for personal and environmental dose monitoring.
Key words: thermoluminescence; dosimetry; performance evaluation; personnel dosimetry
能量响应
30 keV～3 MeV
—
—
其中热释光剂量计包含热释光探测器 ；热释光读出仪
用于测量探测器发出的光线，从而实现对辐射剂量的测量 ；
热释光退火炉用于消除热释光探测器的残余信号，并使之
重新恢复到辐照前的状态。系统设备关系图，见图 1。
1 材料与方法 1.1 系统装置
热释光剂量读出仪，热释光剂量计，热释光退火炉，