Nghiên cứu đo liều bức xạ môi trường bằng Detector nhiệt huỳnh quang LiF(Mg, Cu, P).

Nghiên cứu đo liều bức xạ môi trường bằng Detector nhiệt huỳnh quang LiFMg, Cu, P.Nguyễn Thị Viển Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ ngành: Vật lý nguyên tử, hạt nhân và n

Nghiên cứu đo liều bức xạ môi trường bằng Detector nhiệt huỳnh quang LiF(Mg, Cu, P).

Nguyễn Thị Viển

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn Thạc sĩ ngành: Vật lý nguyên tử, hạt nhân và năng lượng cao

Mã số: 60 44 05 Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Quang

Miên Năm bảo vệ: 2012

Abstract: Trình bày khái quát về: Phân bố các nguyên tố phong xạ trong môi trường;

Liều bức xạ môi trường; Hiện tượng nhiệt huỳnh quang; Liều kế nhiệt huỳnh quangLiF (Mg, Cu, P) Tiến hành thực nghiệm đo liều bức xạ môi trường bằng liều kế nhiệthuỳnh quang LiF (Mg, Cu, P) bao gồm: Gia công chế tạo mẫu đo; Xây dựng cấu hìnhphép đo nhiệt huỳnh quang;Đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang trên hệ đo RGD – 3A;Dạng phổ của nhiệt huỳnh quang từ liều kế chuẩn; Phổ nhiệt huỳnh quang của các liều

kế đo bức xạ môi trường Kết quả thực nghiệm: Xác định độ nhạy nhiệt huỳnh quangcủa phép đo; Xác định tổng liều chiếu xạ lên mẫu môi trường; Xác định suất liều môitrường

Keywords: Nhiệt huỳnh quang; Bức xạ môi trường; Vật lý nguyên tử

Tác hại của bức xạ môi trường đến sức khoẻ con người là hết sức nguy hiểm Các bức

xạ có thể làm cho nhiều men sống quan trọng, nhiều tuyến trong cơ thể và các tế bào bị huỷhoại Để biết được những tác động có hại của bức xạ lên cơ thể người ta căn cứ vào các yếu tốnhư vị trí tác động, liều lượng tác động, trạng thái

Các nhà khoa học cảnh báo điều cần thiết và cấp bách là phải điều tra, đánh giá phôngbức xạ tự nhiên môi trường nhằm xác định giá trị tổng liều tương đương trung bình năm củabức xạ tự nhiên lên cộng đồng dân cư Với ý nghĩa thiết thực đó, đề tài này tập trung vào việcxác định liều bức xạ môi trường dựa vào Detector nhiệt huỳnh quang Thông qua việc xácđịnh này, sẽ đưa ra các đánh giá cụ thể và một số nhận xét về kết quả với mục đích làm chínhxác hóa liều bức xạ môi trường hằng năm làm tiền đề cho các nghiên cứu chính xác hơn trongtương lai

Hiện tượng nhiệt huỳnh quang – TL (Thermoluminescence), hay còn gọi là quá trìnhphát quang cưỡng bức nhiệt, là hiện tượng đã và đang thu được nhiều thành công trong các

CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP

Phân bố các nguyên tố phóng xạ trong môi trường

1.1.1 Phân bố phóng xạ trong tự nhiên

Sau sự kiện Big Bang là quá trình hình thành mặt trời và hệ thống hành tinh của chúng

ta Trong đám tro bụi đó một lượng lớn các chất phóng xạ có mặt trên Trái Đất Theo thờigian, đa số các nguyên tố phóng xạ này phân rã và trở thành những nguyên tố bền vững làthành phần vật liệu chính của hệ thống hành tinh chúng ta hiện nay Tuy nhiên, trong vỏ TráiĐất vẫn còn những nguyên tố Uranium, Thorium, con cháu của chúng và một số các nguyên

tố khác Chuỗi các nguyên tố này tạo thành những họ phóng xạ tự nhiên, đó là họ Uranium,

họ Thorium và họ Actinium Tất cả các thành viên của các họ phóng xạ này trừ nguyên tốcuối cùng đều có tính phóng xạ

Uranium gồm các đồng vị: Uranium-238 chiếm 99,3% Uranium thiên nhiên, khoảng0,7% là Uranium-235 và khoảng 0.005% là Uranium-234 U-238 và U-234 là các đồng vịphóng xạ thuộc họ Uranium, còn U-235 là đồng vị phóng xạ thuộc họ Actinium

Các họ phóng xạ tự nhiên có các đặc điểm:

- Đồng vị đầu tiên của họ có chu kỳ bán rã lớn

- Các họ này đều có một đồng vị tồn tại dưới dạng khí, các chất khí phóng xạ này làcác đồng vị của radon

- Sản phẩm cuối cùng trong các họ phóng xạ là Chì

Nguyên tố phóng xạ có ở khắp mọi nơi trên Trái Đất, trong đất, trong nước và trongkhông khí Theo nguồn gốc, các nguyên tố phóng xạ có thể được chia thành 3 loại: loại đượchình thành từ trước khi trái đất hình thành; loại được tạo thành do tương tác của tia vũ trụ vớivật chất; loại được tạo thành do hoạt động của con người

Các hạt nhân phóng xạ được tạo thành và tồn tại một cách tự nhiên trong đất, nước vàtrong không khí, thậm chí trong chính cơ thể chúng ta

Các đồng vị phóng xạ tự nhiên chủ yếu thuộc 3 chuỗi phóng xạ, đó là chuỗi 232Th, chuỗi 238U

và chuỗi 235U

Trong tự nhiên, ngoài ba dãy phóng xạ trên còn một số các nguyên tố phóng xạ tự nhiên khác không tạo thành dãy phóng xạ như K40 Ngoài ra còn có các đồng vị C14, H3, Cs137 Đây là loại đồng vị được hình thành do sự tương tác giữa tia vũ trụ với những nguyên tố trong khí quyển

1.1.2 Tương tác của tia phóng xạ với vật chất

Tia phóng xạ theo nghĩa gốc là các dòng hạt chuyển động nhanh phóng ra từ các chất

phóng xạ (các chất chứa các hạt nhân nguyên tử không ở trạng thái cân bằng bền) Các hạt

phóng ra có thể chuyển động thành dòng định hướng Các tia phóng xạ có bản chất giống như

ánh

sáng thường nhưng không thể nhìn thấy và có mức năng lượng cao hơn mức năng lượngcủa ánh sáng thường

Các tia phóng xạ có khả năng đi xuyên qua vật chất và có khả năng giải phóng điện tử

ra khỏi nguyên tử vật chất để trở thành điện tử tự do làm thay đổi tính chất của vật trở thànhdẫn điện Đó còn được gọi là khả năng ion hóa của các tia phóng xạ

1.2 Liều bức xạ môi trường.

1.2.1 Tác dụng của các tia bức xạ đối với sức khoẻ con người.

Tác dụng sinh học của bức xạ hạt nhân có nhiều hình thức khác nhau, đối với sức khỏecon người thì quan trọng nhất là các dạng có thể xuyên qua cơ thể và gây ra hiệu ứng ion hoá Nếu bức xạ ion hoá thấm vào các mô sống, các iôn được tạo ra đôi khi ảnh hưởng đếnquá trình sinh học bình thường Tiếp xúc với bất kỳ loại nào trong số các loại bức xạ ion hoá,bức xạ alpha, beta, các tia gamma, tia X và nơtron, đều có thể ảnh hưởng tới sức khoẻ

Bức xạ Alpha: Hạt alpha do những đồng vị phóng xạ nhất định phát ra khi chúng

phân huỷ thành một nguyên tố bền Nó gồm hai proton và hai notron, nó mang điện dương

Trong không gian, bức xạ alpha không có khả năng truyền xa và dễ dàng bị cản lại toàn bộ chỉbởi một tờ giấy hoặc bởi lớp màng ngoài của da Tuy nhiên, nếu một chất phát tia Alpha đượcđưa vào trong cơ thể, nó sẽ phát ra năng lượng tới các tế bào xung quanh

Bức xạ Beta: Bao gồm các electron nhỏ hơn rất nhiều so với các hạt alpha và nó có

thể thấm sâu hơn Bức xạ bêta có thể bị cản lại bởi tấm kim loại, tấm kính hay chỉ bởi lớpquần áo bình thường Nó cũng có thể xuyên qua được lớp ngoài của da và khi đó nó sẽ làmtổn thương lớp da bảo vệ

Bức xạ Gamma: Bức xạ gamma là năng lượng sóng điện từ Nó đi được khoảng cách

lớn trong không khí và có độ xuyên mạnh Khi tia gamma bắt đầu đi vào vật chất, cường độcủa nó cũng bắt đầu giảm

Bức xạ tia X: Bức xạ tia X tương tự như bức xạ gamma, nhưng bức xạ gamma được

phát ra bởi hạt nhân nguyên tử, còn tia X do con người tạo ra trong một ống tia X mà bảnthân nó không có tính phóng xạ

Bức xạ Nơtron: Bức xạ nơtron được tạo ra trong quá trình phát điện hạt nhân, bản

thân nó không phải là bức xạ ion hoá, nhưng nếu va chạm với các hạt nhân khác, nó có thểkích hoạt các hạt nhân hoặc gây ra tia gamma hay các hạt điện tích thứ cấp gián tiếp gây rabức xạ ion hoá

Các bức xạ ion hóa góp phần vào việc ion hóa các phần tử trong cơ thể sống, tùy theoliều lượng nhận được và loại bức xạ, hiệu ứng của chúng có thể gây hại ít nhiều cho cơ thể

Có hai cơ chế tác động bức xạ lên cơ thể con người:

Cơ chế trực tiếp: bức xạ trực tiếp gây iôn hóa các phân tử trong tế bào làm đứt gãy

liên kết trong các gen, các nhiễm sắc thể, làm sai lệch cấu trúc và tổn thương đến chức năngcủa tế bào

Cơ chế gián tiếp: Khi phân tử nước trong cơ thể bị ion hóa sẽ tạo ra các gốc tự do, các

gốc này có hoạt tính hóa học mạnh sẽ hủy hoại các thành phần hữu cơ trong tế bào, như cácenzyme, protein, lipid trong tế bào và phân tử ADN, làm tê liệt các chức năng của các tế bàolành khác Khi số tế bào bị hại, bị chết vượt quá khả năng phục hồi của mô hay cơ quan thìchức năng của mô hay cơ quan sẽ bị rối loạn hoặc tê liệt, gây ảnh hưởng đến sức khỏe

Hiệu ứng tức thời: Khi cơ thể nhận được một sự chiếu xạ mạnh bởi các bức xạ ion

hóa, và trong một thời gian ngắn sẽ gây ra hiệu ứng tức thời lên cơ thể sống Làm ảnh hưởngtrực tiếp đến hệ mạch máu, hệ tiêu hóa, hệ thần kinh trung ương Các ảnh hưởng trên đều cóchung một số triệu chứng như: buồn nôn, ói mửa, mệt mỏi, sốt, thay đổi về máu và nhữngthay đổi khác Đối với da, liều cao của tia X gây ra ban đỏ, rụng tóc, bỏng, hoại tử, loét, đốivới tuyến sinh dục gây vô sinh tạm thời

Hiệu ứng lâu dài: Chiếu xạ bằng các bức xạ ion hóa với liều lượng cao hay thấp đều

có thể gây nên các hiệu ứng lâu dài dưới dạng các bệnh ung thư, bệnh máu trắng, ung thưxương, ung thư phổi, đục thủy tinh thể, giảm thọ, rối loạn di truyền Bức xạ từ tia α khi đivào cơ thể mô sống, chúng sẽ bị hãm lại một cách nhanh chóng và truyền năng lượng củachúng ngay tại chỗ Vì vậy với cùng một liều lượng như nhau, nhưng tia α nguy hiểm hơn sovới các tia β, γ là các bức xạ đi sâu vào sâu bên trong cơ thể và truyền từng phần năng lượngtrên đường đi

1.2.2 Một số kết quả đo liều môi trường trên thế giới

Năm 1981, Mỹ đã công bố tài liệu đánh giá tổng liều chiếu hàng năm của phông bức

xạ tự nhiên lên cơ thể con người trên toàn quốc (Bảng 1.2)

Bảng 1.2 Tổng liều chiếu hàng năm của phông bức xạ tự nhiên ở Mỹ [13]

Nguồn bức xạ Suất liều chiếu (mSv/người)

Bảng 1.3 Kết quả điều tra suất liều hiệu dụng của phông bức xạ tự nhiên trung bình hàng năm lên cộng đồng ở một số nước Bắc Âu

Lan

Thụy Điển

Đan Mạch Na Uy Ireland

1.2.3 Các đơn vị đo liều bức xạ môi trường

Trong quá trình phân rã nguyên tố phóng xạ sẽ phát ra các tia phóng xạ, dưới dạngbức xạ anpha, bức xạ bêta, bức xạ gamma, bức xạ nơtron hay các mảnh phân chia… Khi tácdụng với môi trường vật chất, các bức xạ này có những khả năng gây ra sự ion hóa khác nhau

Và, để đánh giá mức độ ảnh hưởng của các loại tia bức xạ này, các nhà khoa học hạt nhân đãđưa ra khái niệm liều bức xạ hạt nhân Bao gồm:

1.2.3.1 Liều chiếu và suất liều chiếu

+) Liều chiếu (tia X và tia gamma) là tổng số điện tích cùng dấu được sinh ra khi

tất cả các hạt mang điện (electron và ion dương) được giải phóng bởi photon trong một thểtích không khí chia cho khối lượng của không khí trong thể tích đó

trong đó :

Dch  dQdm

(1.1)

 dQ là tổng điện tích cùng dấu sinh ra trong thể tích không khí

 dm là khối lượng của thể tích không khí đó

+) Suất liều chiếu là liều chiếu tính cho một đơn vị thời gian

Đơn vị thường dùng : liều chiếu (R), suất liều chiếu (R/s)

1.2.3.2 Liều hấp thụ và suất liều hấp thụ

+) Liều hấp thụ là năng lượng bức xạ bị hấp thụ trên đơn vị khối lượng của đối

tượng bị chiếu xạ

Dht

 dEdm

(1.2)

Trong đó: dE là năng lượng truyền trung bình của bức xạ ion hóa cho vật chất có khối lượngdm

+) Suất li ều hấp thụ là liều hấp thụ trong một đơn vị thời gian

Đơn vị thường dùng: Gray, kí hiệu Gy

1Gy = 1J/kg = 100rad1rad = 100 erg/g ( 1rad là một lượng bức xạ đi qua vật chất truyền năng lượng 100ergcho 1 g vật chất)

1.2.3.3 Liều tương đương và hệ số phẩm chất

+) Liều tươ ng đươ ng bằng liều hấp thụ nhân với hệ số phẩm chất

+) Hệ số phẩm chất : mỗi loại bức xạ có khả năng ion hóa khác nhau và được

đặc trưng bởi một đại lượng gọi là hệ số phẩm chất, kí hiệu Q

Đơn vị : rem (Roentgen Equivalent Man)

đại học tổng hợp Birmingham (Anh) là Randall và Wilkins, Galick và Gibson (1948) trìnhbày hệ thống về những kết quả nghiên cứu nhiệt phát quang thì đó mới thực sự có ý nghĩa và

đã trở thành lý thuyết chung mở đường cho lĩnh vực nghiên cứu nhiệt phát quang

Bất kỳ vật nào có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ của môi trường xung quanh thì đều cókhả năng phát ra bức xạ điện từ Nhiệt độ của vật nhỏ, bức xạ do nó phát ra nằm trong vùnghồng ngoại, có tần số thấp Hiện tượng vật bức xạ ra sóng điện từ khi được nung nóng đượcgọi là hiện tượng bức xạ nhiệt, phổ nhiệt độ phát ra chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật

Cùng với mục đích ứng dụng đo liều bức xạ ion hóa, kiểm soát môi trường phóng xạ,xác định tuổi của cổ vật…Phương pháp nhiệt phát quang hiện nay đã bắt đầu trở thànhphương pháp phổ biến thông dụng để nghiên cứu cấu trúc vật liệu hay sự phân bố của các bẫybắt điện tử trong vật liệu nhờ các kỹ thuật tương đối đơn giản

1.3.2 Cơ chế hoạt động nhiệt huỳnh quang

Nhiệt huỳnh quang là hiện tượng các chất cách điện (điện môi) hoặc chất bán dẫn

điện phát ra ánh sáng khi bị nung nóng nếu như trước đó các vật liệu này đã được chiếu xạbởi các bức xạ ion hóa như: tia X, tia anpha, tia beta, tia gamma

Như vậy, đối với vật liệu nhiệt phát quang ta cần lưu ý những điều sau:

- Vật liệu phải là chất điện môi hay bán dẫn

- Vật liệu đã có khoảng thời gian hấp thụ năng lượng trong quá trình được phơi chiếubởi bức xạ ion hóa

- Nhiệt chỉ đóng vai trò kích thích chứ không phải là nguyên nhân chính gây sự phátquang

- Các vật liệu này sau khi đã được kích thích nhiệt để phát quang thì khi nâng nhiệtmột lần nữa cũng sẽ không phát quang, do electron đã thoát ra khỏi bẫy Nếu muốn phátquang thì vật liệu cần chiếu xạ lần nữa

Mô hình cấu trúc các vùng hoạt động năng lượng của hiện tượng nhiệt huỳnh quang

hv

Hình 1.1: Mô hình năng lƣợng thể hiện những vị trí của điện tử trong vật liệu

nhiệt phát quang (theo Aitken M.J.1985)

Quá trình phát huỳnh quang sẽ có thời gian trì hoãn bằng thời gian của các electrontrong bẫy với phương trình

P = τ-1 = se-E/kT

Ở đây:

p là xác suất giải phóng electron khỏi bẫy do tác động nhiệt

s là hệ số tần số thoát có thứ nguyên là giây-1

Hiện tượng phát quang xảy ra là do chúng ta đã cung cấp năng lượng cho các electrondưới dạng nhiệt làm cho các điện tử này thoát khỏi hố bẫy và chuyển dịch về mức cơ bảncùng với đó là phát ra những phôtôn ánh sáng trong miền khả kiến

1.4 Liều kế nhiệt huỳnh quang LiF(Mg, Cu, P)

1.4.1 Đặc trƣng nhiệt huỳnh quang của LiF(Mg,Cu,P)

1.4.1.1 Nhóm vật liệu gốc lithium florua

Nhóm vật liệu gốc lithium florua (LiF) bao gồm có hai họ vật liệu phổ biến làLiF:Mg,Ti (ký hiệu thương phẩm là TLD-100) và LiF:(Mg,Cu,P)

Tương tự như các loại vật liệu nhiệt huỳnh quang khác, dạng đường cong củaLiF:Mg,Cu,P thay đổi tùy theo nồng độ của chất tạo khuyết tật và phương pháp gia công xử lýnhiệt độ mẫu

Ngoài ra đường cong nhiệt huỳnh quang của LiF : (Mg,Cu,P) cũng có thể bị thay đổibởi cách xử lý nhiệt khác nhau

Khi vật liệu được nung ở nhiệt độ cao hơn 2400C sẽ gây ra một vài thay đổi về hìnhdạng của đường cong nhiệt huỳnh quang

Ngoài ra khi được chiếu bởi nguồn nơ-tron nhiệt, dạng của đường cong LiF:(Mg,Cu,P) không có sự thay đổi rõ ràng Điều này khác với TLD-100 ở đó các đỉnh nhiệt độcao hơn tăng theo sự chiếu xạ nơ-tron nhiệt

1.4.1.2 Phổ phát xạ nhiệt huỳnh quang

Bước sóng phát ra của LiF :Mg,Cu,P ngắn hơn so với bước sóng phát ra của vật liệuTLD-100

Với nồng độ khác nhau, độ nhạy nhiệt huỳnh quang và dạng của đường cong thay đổinhiều trong khi đó phổ phát xạ thay đổi ít

1.4.1.3 Đáp ứng liều

Một trong những đòi hỏi nghiêm ngặt đối với vật liệu nhiệt huỳnh quang dùng trong

đo liều phóng xạ là phải có độ tuyến tính tốt trong vùng liều đo Khái niệm này còn được hiểu

là đáp ứng liều của vật liệu nhiệt huỳnh quang

Sự tương ứng liều phụ thuộc mạnh vào các chất pha tạp (dopants)

Các kết quả thí nghiệm đã chỉ ra rằng đối với tinh thể LiF chỉ có chất pha tạp là Mg,đáp ứng liều là tuyến tính, nhưng khi pha thêm chất pha tạp thứ hai chẳng hạn đồng (Cu) đápứng liều trở nên ít tuyến tính hơn

1.4.2 Xử lí nhiệt cho vật liệu nhiệt huỳnh quang

LiF(Mg,Cu,P) rất nhạy với xử lí nhiệt Việc nung nóng cao hơn 2450C trước khi chiếu

xạ sẽ có thể làm thay đổi cấu trúc vật liệu và làm suy giảm độ nhạy nhiệt huỳnh quang của nó

1.4.3 Một số đặc trƣng cơ bản của vật liệu nhiệt huỳnh quang

Lúc đầu, vật liệu LiF:Mg,Cu,P rất dễ bị ảnh hưởng bởi không khí ẩm Tuy nhiên, hiệnnay sau nhiều cải tiến, liều kế loại này không còn bị ảnh hưởng bởi không khí ẩm nữa Tốc độlàm lạnh cũng cần phải được chú ý trong việc xử lí nhiệt Nó ảnh hưởng đến dạng đường congnhiệt huỳnh quang cũng như độ nhạy nhiệt huỳnh quang của mẫu Việc làm lạnh sau khi nungnên tiến hành càng nhanh càng tốt để tránh làm giảm độ nhạy nhiệt huỳnh quang Trong ứngdụng thực tế, cần đặc biệt chú ý đối với vấn đề xử lí nhiệt, thường không quá 2400C và khôngthực hiện trong thời gian dài

Nói chung, trong các loại vật liệu nhiệt huỳnh quang đang được sử dụng phổ biến, cóthể phân chia thành 2 loại: một loại có sự tương đương mô tốt nhưng độ nhạy nhiệt huỳnhquang tương đối thấp chẳng hạn LiF:Mg,Ti (TLD-100), BeO và loại còn lại là có độ nhạynhiệt huỳnh quang cao phụ thuộc năng lượng thấp như CaSO4 và CaF2 LiF:Mg,Cu,P là loạivật liệu kết hợp được hai ưu điểm của hai loại vật liệu trên, nó có độ nhạy nhiệt huỳnh quangcao và phụ thuộc năng lượng tốt

1.4.4 Nguyên lí chung về đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang

Sơ đồ nguyên lý chung bố trí các phần tử hợp thành trong một hệ thống đo nhiệthuỳnh quang được chỉ trong Hình 1.2

Hình 1.2: Sơ đồ nguyên lý chung của một hệ thống đo nhiệt huỳnh

quang (theo Aitken M.J.1985)

Hình trên cho thấy, điều lưu ý là trong hệ đo nhiệt huỳnh quang, ngoài ống nhânquang điện và các bộ phận xử lý tín hiệu như máy đo phóng xạ thông thường còn có bộ phậnnung và xử lý nhiệt độ

1.5 Tình hình nghiên cứu và vấn đề quan tâm của luận văn

1.5.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Hiện nay, vật liệu nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P đã được sử dụng rộng rãi tronglĩnh vực đo liều lượng bức xạ Các nghiên cứu về vật liệu này đã đạt được nhiều sự tiến bộ ởnhiều phòng thí nghiệm trên thế giới Trong suốt 10 năm, từ năm 1978 đến năm 1988, đã cómột số bài báo đã đưa ra các đặc tính của vật liệu LiF:Mg,Cu,P Tuy nhiên, chỉ sau khi Hộinghị SSDC lần thứ 9, vật liệu này mới thu hút được sự chú ý nhiều hơn Trong hội nghị lầnthứ 9 tổ chức tại Viena (Áo), có 5 bài báo nghiên cứu về vật liệu LiF:Mg,Cu,P trình bày tạihội nghị Trong hội nghị lần thứ 10 tại Washington DC, có 17 bài báo liên quan trình bày vềvấn đề này Trong hội nghị lần thứ 11 tại Budapest, hơn 30 bài báo nghiên cứu về vật liệuLiF:Mg,Cu,P

Năm 1978, một nhóm các nhà khoa học Nhật Bản tại Viện Khoa học Bức xạ Quốc giacủa Nhật Bản dẫn đầu bởi giáo sư Toshiyuki Nakajima đã chế tạo thành công một loại vật liệunhiệt huỳnh quang mới, đó là LiF:Mg,Cu,P Vào lúc đó, vật liệu này có dạng bột và độ nhạynhiệt huỳnh quang tăng lên đến 23 lần so với LiF:Mg,Ti (TLD-100) Để sử dụng lại bột nhiệt

huỳnh quang này, Nakajima đề nghị nhiệt độ là 2500C và thời gian nung là 10 phút Việcnung này có thể không phục hồi cấu trúc của đường cong nhiệt huỳnh quang một cách hiệuquả và thực ra sau khi đạt nhiệt độ 2500C với thời gian là 10 phút thì đường cong đã thay đổiđáng kể Còn với nhiệt độ nung dưới 2400C, đường cong nhiệt huỳnh quang có thể giữ khôngđổi nhưng lượng tín hiệu nhiệt huỳnh quang còn dư là cao.

Năm 1984, tại phòng thí nghiệm Phương pháp và Detector liều lượng vật rắn của Việnnghiên cứu hạt nhân Bắc Kinh (Trung Quốc) đã chế tạo thành công vật liệu LiF(Mg,Cu,P)dạng rắn Với kỹ thuật đặc biệt, độ nhạy của tín hiệu nhiệt huỳnh quang của vật liệuLiF(Mg,Cu,P) thậm chí còn cao hơn cả tín hiệu nhiệt huỳnh quang trong trường hợp dạng bột.Chế độ nung thích hợp nhất để tái sử dụng loại vật liệu LiF(Mg,Cu,P) là nung ở 2400C trongthời gian 10 phút

Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ rõ giới hạn dò cực tiểu của chip LiF(Mg,Cu,P) cũng vàokhoảng 100nGy, thấp hơn nhiều so với TLD-100

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Hiện nay, các phòng thí nghiệm hàng đầu trong nước về nghiên cứu nhiệt huỳnhquang là Viện Khoa học Vật liệu và Viện nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang đãthực hiện rất nhiều công trình về nghiên cứu tính chất nhiệt huỳnh quang Các thiết bị quansát bức xạ nhiệt huỳnh quang ở nước ta cũng rất phong phú, như hệ đo Harsaw 4500 ở ViệnKhoa học kỹ thuật hạt nhân, hệ đo Harsaw 3500 ở Viện Khoa học vật liệu, hệ đo RGD – 3A ởViện Khảo cổ học Các hệ đo này nói chung có sự khác biệt về cấu tạo buồng đốt khay đo

Để nâng cao hiệu quả của phương pháp, cần nghiên cứu chế độ nhiệt một cách cụ thể phù hợpvới từng đối tượng đo và thiết bị đo

Một số công trinh nghiên cứu liên quan được công bố tại hội nghị Quang phổ - Quang

học hay Vật lý hạt nhân (Đặng Thanh Lương 1996 ; Nguyễn Quang Miên, Bùi Văn Loát

2004, Vũ Xuân Quang, MarcoMartini 2006, Nguyễn Quang Miên, Bùi Văn Loát, Thái Khắc Định 2009 ) Những công trình này đã cho thấy tiềm năng ứng dụng to lớn và hiệu

quả của kỹ thuật nhiệt huỳnh quang trong đo liều bức xạ môi trường, đo liều y tế

Bên cạnh vấn đề này, các nhà khoa học trong nước còn đặt ra nhiệm vụ nghiên cứu vềloại vật liệu nhiệt huỳnh quang sao cho có độ ổn định và độ lặp lại cao Chúng ta đã biết rằng,loại vật liệu nhiệt huỳnh quang mà Viện nghiên cứu hạt nhân Bắc Kinh (Trung Quốc) đã chếtạo thành công là LiF:Mg,Cu,P có độ ổn định khá tốt và độ lặp lại cũng rất cao Ở trong nướctại Viện nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Nha Trang cũng đã tiến hành chế tạo loại vật liệunày và kết quả đạt được là cũng giúp chúng ta mở ra hướng ứng dụng vào trong đo liều xạ trịcũng như trong đo liều cá nhân