Dosimetro termoluminescente: dalla luminescenza cristallina alla sicurezza radiologica personale

In molti campi come l'utilizzo dell'energia nucleare, la radioterapia medica, i test industriali non distruttivi e gli esperimenti di ricerca scientifica, la radiazione è onnipresente.Misurare con precisione la dose di radiazioni ricevute dal corpo umano e garantire la sicurezza radiologica personale è diventata una questione crucialeIl dosimetro termoluminescente, come strumento classico e affidabile di rilevamento delle radiazioni, svolge un ruolo vitale in questo senso.Il sistema di radioprotezione individuale è stato trasformato dal principio fondamentale della "luminescenza cristallina" nella posizione chiave dei sistemi di radioprotezione individuale..

I. Fenomeno della termoluminescenza e materiali cristallini

Il principio di funzionamento dei dosimetri termoluminescenti si basa sulle proprietà termoluminescenti di alcuni materiali cristallini specifici.come il fluoruro di litio (LiF) e il solfato di calcio (CaSO4)Quando sono irradiati da radiazioni ionizzanti,L'energia di radiazione fa sì che gli elettroni nel cristallo guadagnino energia sufficiente per liberarsi dal nucleo atomico e saltare nella banda di conduzione.In questo processo, alcuni elettroni vengono catturati da "trappole" formate da impurità o difetti nel cristallo.rimanendo in uno stato metastabileA questo punto, sebbene il cristallo abbia assorbito l'energia delle radiazioni, non vi è alcun cambiamento evidente nell'aspetto, immagazzinando essenzialmente le informazioni sulle radiazioni sotto forma di "immagine latente".

II. Processo di misurazione: eccitazione di riscaldamento, rilascio di luce

Per leggere le informazioni sulla dose di radiazione memorizzate nel cristallo, è necessario riscaldare.gli elettroni catturati dalle "trappole" torneranno nella banda di conduzione a causa della sufficiente energia termicaSuccessivamente, questi elettroni si ricombinano con i fori, e durante il processo di ricombinazione, l'energia in eccesso viene rilasciata sotto forma di fotoni. Questa è la termoluminescenza che osserviamo.Inoltre,, l'intensità della luce rilasciata è direttamente proporzionale alla dose di radiazione precedentemente ricevuta dal cristallo.Misurando questo segnale luminoso con un tubo fotomoltiplicatore altamente sensibile o con un altro fotodetettore, e quindi eseguendo una complessa taratura e conversione, si può ottenere il corrispondente valore della dose di radiazione.L'intero processo è come raccontare la storia della radiazione "ricordata" dal cristallo usando il linguaggio della luce. III. Vantaggi nelle applicazioni di sicurezza radiologica personale

1Ampia gamma di misura e elevata precisione: può coprire un'ampia gamma di ambienti,da ambienti a basso tasso di radiazioni, come il monitoraggio delle radiazioni di fondo nelle aree pubbliche ordinarie, a scenari ad alte dosi, come le sale di radioterapia- nel suo campo di applicazione, fornisce risultati di misura molto precisi con un piccolo margine di errore, soddisfacendo le esigenze di diversi gruppi professionali,come i lavoratori delle centrali nucleari e il personale medico di radiologia interventiva, per un controllo preciso della dose cumulativa individuale.

2. Buona equivalenza dei tessuti: poiché i materiali cristallini termoluminescenti comunemente utilizzati hanno proprietà fisiche simili a quelle dei tessuti molli umani,Ciò significa che la sua risposta alle radiazioni è più vicina alla situazione di esposizione effettiva del corpo umano.Rispetto ad alcuni dispositivi che misurano solo i parametri indiretti come il kerma dell'aria, può riflettere con maggiore precisione la vera dose assorbita dal corpo umano,fornire una base affidabile per valutare il potenziale danno delle radiazioni alla salute umana.

3. Riutilizzabilità e stabilità a lungo termine: dopo un adeguato trattamento di ricottura, gli elementi termoluminescenti possono essere riutilizzati più volte.la precedente "memoria" viene eliminata mediante ricottura ad alta temperatura, e può essere utilizzato nuovamente per il successivo compito di monitoraggio della dose di radiazioni.materiali cristallini di alta qualità e processi di fabbricazione maturi assicurano che lo strumento rimanga stabile anche dopo essere stato conservato a lungo, eliminando la necessità di calibrazioni frequenti, riducendo i costi di funzionamento e manutenzione e garantendo la continuità e l'affidabilità dei dati di monitoraggio continuo.

4Piccoli, portatili e adatti all'uso individuale: i dispositivi moderni sono progettati per essere compatti e leggeri e possono essere facilmente trasformati in forme simili a carte,consentendo al personale di indossarli facilmente sul pettoIn caso di eccessiva esposizione accidentale, il dispositivo può essere utilizzato per monitorare in tempo reale il livello di radiazione nell'ambiente circostante, senza pregiudicare le normali attività lavorative.può emettere prontamente un allarme per ricordare al personale di evacuare l'area pericolosa, evitando efficacemente danni inutili alla salute.

In breve, i dosimetri termoluminescenti, con i loro principi unici, svolgono un ruolo importante nella salvaguardia della sicurezza radiologica personale.Sia per la protezione quotidiana del lavoro che per il monitoraggio di emergenza in caso di incidenti improvvisi di radiazioni, protegge silenziosamente ma fedelmente la salute e i diritti di tutti coloro che sono esposti alle radiazioni,servire come un ponte vitale che collega il mondo microscopico delle radiazioni con la protezione macroscopica della sicurezza.