[发明专利]用P化合物粘合的CaSO4基热发光检测器及其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及在用于个人和环境检测的精确辐射剂量计。更特别地是，本发明涉及用亚磷化合物粘合的CaSO₄基热发光(TL)检测器及其制备方法。

发明背景

通常以热发光剂量计(TLD)和胶片剂量计(film badge)表示的个人剂量计适用于检测等同于人体的辐射剂量。

当TLD被辐射(例如X射线、γ射线、β射线等)激发接着被加热时，被捕获在阱里的电子被激发成导带。在导带中，电子进行迁移并且与作为重新结合中心的捕获孔重新结合，因此以热发光的形式释放能量，在此，发光量与激发到TL材料的辐射剂量成正比。TLD可以在10^-6-10³Gy的宽范围内非常精确地测量，并且可以粒化成所需要的任何大小和形状。因此，TLD广泛地应用于辐射监控，在个人和环境监控、辐射治疗以及紧急环境放射性管理方法中有许多应用[M.Oberhofer和A.Scharmann，Applied ThermoluminescenceDosimetry(应用热发光剂量计)，Adam Hilger有限公司，Bristol 1981；R.Chen和Y.Kirsh，Analysis of Thermally StimulatedProcesses(热激发过程分析)，Pregamon Press，Oxford，1981]。

然而，胶片剂量计是基于辐射薄膜的光敏化。吸收的辐射量通过显影和测量光敏薄膜的黑度确定。胶片剂量计有永久保留测量曝露辐射剂量记录的优点，但是也有由于环境温度和湿度波动导致的显著褪色和对辐射灵敏度差的缺点。由于这些原因，现在胶片剂量计被TLD取代。美国、英国和日本在TLD应用和具有高灵敏度的新型TL材料的开发方面进行着活跃的研究[R.M.Hall和C.N.Wright，HealthPhys.，Pergamon Press，1968，第14期，第37-40页；G.Cai，K.Geng，Q.Wang，Radiat Prot.Dosim.，1995，第60期，第259-262页]。

TLD材料分为两类：具有与空气(Zeff＝7.64)或人类组织(Zeff＝7.42)相似的有效原子数的组织等量TL材料，例如LiF，Li₂B₄O₇和MgB₄O₇；和原子数与骨骼(Zeff＝14)相似的非组织等量TL材料(CaSO₄和CaF₂)。与类似于人类组织的光子相互作用，组织等量TL材料在测量人的剂量当量时是有利的。然而，与非组织等量TL材料相比，它有TL灵敏度低的缺点。另一方面，非组织等量TLD的TL灵敏度如此之高以致于可以测量非常低的剂量，例如环境辐射。然而，由于对于光子的高能量响应，应用于人的剂量当量测量的非组织等量TLD需要额外的过滤器来进行能量依赖补偿。

ICRP 60推荐[ICRP，1990 Recommendations of theInternational Commission on Radiological Protection(国际辐射保护委员会推荐)，ICRP Publication 60，Pergamon Press，Oxford，纽约，1990]要求剂量在可合理获得下保持尽可能低(ALARA)以限制基于线性非阈值假说的随机效应。为了保持ALARA剂量，在10^-7-10^-4Gy的低剂量范围内应采用更精确的剂量测量。为了这一目的，就需要更高灵敏度的TL材料或更敏感的剂量系统。适合该本目的的是CaSO₄：Dy TL材料。然而，检测器不能通过单独使用CaSO₄：Dy TL粉末来制造。为了制造检测器，该粉末要放在胶囊或特定的容器中，或与聚四氟乙烯(Teflon)混合。由于基于检测器总重量的CaSO₄：Dy粉末含量低(15-30wt％)，与聚四氟乙烯混合的CaSO₄：Dy TL检测器不能显示高的TL灵敏度，而这正CaSO₄：Dy粉末的主要优点。