Một số kết quả nghiên cứu phương pháp đo liều bức xạ ion hoá bằng liều kế nhiệt phát quang

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHTN ĐẶNG THANH LƯƠNG MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐO LIỀU BỨC XẠ ION HÓA BẰNG LIỀU KẾ NHIỆT PHÁT QUANG Chuyên ngành: VẬT LÝ Mã số : 01.02.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn : PTS PHẠM QUỐC HÙNG HÀ NỘI - 1996 -^ Muc lue Trang Lòi cam doan Lòi càm on MỊ DAU CO SO LY THUYÉT VA TONG QUAN Chumg I Co so ly thuyé't cùa hieu tìng nhiet phàt quang va phuong phàp liéu bue xa ion hoà nhiet phàt quang 1.1 Dinh nghla : 1.2 Co sor ly thuyét cùa hieu ùng nhiet phàt quang 6 I.2.L Mó hình dong hoc bqc Mò hinh Randall Wilkins 12.2 Mò hình dòng hoc bqc Mó hình Garlick va Gibson 12.3 Phuong trình dong hoc tong quàt va bqc dong hoc tóng quàt 1.3 Xàc dinh càc thóng so dóng hoc I.4.C0 so vàt ly cùa phuong phàp liéu nhiet phàt quang Két luan chuong 10 13 15 19 22 Chucmg Cac chat nhiet phàt quang va mot so dai lugng va don vi dving liéu bue xa ion hóa Càc chat nhiet phàt quang 2.1.GÌĨÌ thieu chung 2.2.Liéu ké tuong duong mò 22.1 Lithium fluorua ( LiF ) 222 Lithium Borale (LÌ2B4OJ) 22.3 Oxit beryllium BeO 2.3.Liéu ké khòng tuong duong mò 2.3.1 Calcium fluoride ( CaF2) 2.3.2 Calcium Sulfate (CaSO^) 2.3.3 Oxide nhóm (AI2OJ) • 23 25 25 27 29 31 32 33 35 Mot sodqi lu0ig va don vi dùng liéu an toàn bue xa 2.4 Dai lugng biic xa 2.5.Càc dai lugng liéu 2.6 Càc dai lugng liéu tuong duong 37 37 38 Két luan chuong 43 KÈT QUA THirC NGHIÈM Chucmg Xac dinh thòng so dpng hoc cùa lièu ke nhiet phàt quang va càc ùng dyng 3.1 Phuong phàp ghi duòng cong nhièl phàt quang 3.2 Xàc dinh càc thòng so' dòng hoc bang phuong phàp s(5 3.3 Két qua nghièn ciiu 3.3.1 Màu nghièn cvtu va che do 3.3.2 Ducmg cong nhiet phàt quang cùa fluoride CaF2-^X0 3.3.3 Ducmg cong nhiet phàt quang cùa màu CaSO^: Dy 3.3.4 Biéu hien di thuàng cùa cùa càc dinh nhiet phàt quang nhiet thàp 3.3.5 tìig dung phuong phàp tàch phĨ de xàc dinh thòl gian xày su co va liéu bù'c xa 3.3.5.1 Xàc dinh thài dièm xày su co' 3.3.5.2 Khà nàng xàc dinh lièu bang phuong phàp tàch phó Két luàn chuong 44 45 49 49 50 52 34 56 56 58 59 Chuomg Mpt so tinh chat co bàn cùa iféu ke nhiet phàt quang VINATOM TLD va gìàì phàp nàng cao chinh xàc viec xàc dinh Iféu bue xa photon Mot so tinh chat cùa lièu ke nhiet phàt quang VINATOM.TLD dua trèn vqt liéu Fluoride thièn nhien cùa Vièt Nani 4.1 Màu nghièn cùu 4.2 Thiét bi va che dò 4.3 Su phu thuòc cùa dò nhay vào nàng lugng 4.4 Su phu thuòc cùa nhay cùa liéu ké VINATOM.TLD sau nhiéu Fan xù ly nhiet 4.5 Hiéu ùng suy giàm 4.6 Dò tun tinh 4.7 Phànb6góc Tht tồn xàc dinh lièu tuong duong Hp(d) bang lièu ké'nhiet phàt quang VINATOM TLD 4.8 Gioì thieu chung ve xàc dinh liéu tuong duong cà nhàn Hp(d) 4.9 Thuàt toàn xàc dinh liéu tuong duong Hp(d)bàng liéu ké nhiét phàt quang VINATOM TLD 4.10 Phuong phàp chuàn 4.11 Két qua so sành QuÓc té 62 62 63 66 68 69 69 70 72 80 84 KÉT QUA THirC NGHIÈM Chuong Xàc dinh thòng so dpng hoc cùa lièu ke nhiet phàt quang va càc ùng dyng 3.1 Phuong phàp ghi duòfng cong nhiél phàt quang 3.2 Xàc dinh càc thòng so' dòng hoc bang phuong phàp s6 3.3 Két qua nghièn cuu 3.3.1 Màu nghièn cùu va che dò 3.32 Dudng cong nhiet phàt quang cùa fluoride CaF2N.X0 44 45 49 49 50 3.3.3 Du&ng cong nhiet phàt quang cùa màu CaSO^: Dy 3.3.4 Biéu hièn di thuàng cùa cùa càc dinh nhiet phàt quang nhiet thàp 3.3.5 tìig dung phuong phàp tàch phó de xàc dinh thcd gian xày su c6 va liéu bó'c xa 3.3.5.1 Xàc dinh thài dièm xày suc6 3.3.5.2 Khà nàng xàc dinh lièu bang phuong phàp tàch phó Két luan chuong 52 54 56 56 58 59 Chuong Mot so tinh chat co bàn cùa liéu ke nhiet phàt quang VINATOM TLD va giài phàp nàng cao chinh xàc viec xàc dinh liéu bue xa photon Mot so tinh chat cùa lièu ke nhiet phàt quang VINATOM.TLD dua trèn vàt liéu Fluoride thièn nhièn cùa Vièt Nani 4.1 Màu nghièn cthi 4.2 Thiét bi va che dò 4.3 Su phu thuòc cùa dò nhay vào nàng luong 4.4 Su phu thuòc cùa dò nhay cùa liéu ké VINATOM.TLD sau nhiéu fan xù ly nhiet 4.5 Hièu óng suy giàm 4.6 Dò tun tinh 4.7 Phàn h6 góc Tht tồn xàc dinh lièu tuong duong Hp(d) bang lièu ke nhiet phàt quang VINATOM TLD 4.8 Giói thiéu chung ve xàc dinh liéu tuong duotig cà nhàn Hp(d) 4.9 Thuàt toàn xàc dinh liéu tuong duong Hp(d) bang liéu ké nhiét phàt quang VINATOM TLD 4.10 Phuong phàp chuin 4.11 Két qua so sành Qu6c té 62 62 63 66 68 69 69 70 72 80 84 Két luàn chuong Chuong 89 Do lieu bue xa notron nhanh va beta bang lieu ké'nhiet phàt quang Do lièu bù'c xg notron nhanh bang lièu ké' nhiét phàt quang pha thèm polyethylene 5.1 Mot s^ tinh chat cùa càc vàt liéu nhiét phàt quang co pha thèm polyethylene ^ 5.2 Dò nhay cùa liéu ké nhiét phàt quang tròn vói polyethylene (TLD+PE) d6i vói notron nhanh 5.3 Xàc dinh nàng luong hiéu dung cùa chùm notron va càc thành phàn K^ , KQ Iruòng hop notron gamma Do lièu beta va ành huàng cùa fan xq dai vài truàng chudn beta 5.4 Do liéu beta bang liéu kénhàn TLD UD 100M8 5.5.Anh huong cùa tàn xa viéc xàc dinh nàng luong du cuc dai cùa trucmg beta chuàn Két luàn chuong Két luàn chung Tài tham khào 94 97 100 103 107 112 114 116 -^ Muc lue Trang Lòi cam doan Lòi càm on MỊ DAU CO SO LY THUYÉT VA TONG QUAN Chumg I Co so ly thuyé't cùa hieu tìng nhiet phàt quang va phuong phàp liéu bue xa ion hoà nhiet phàt quang 1.1 Dinh nghla : 1.2 Co sor ly thuyét cùa hieu ùng nhiet phàt quang 6 I.2.L Mó hình dong hoc bqc Mò hinh Randall Wilkins 12.2 Mò hình dòng hoc bqc Mó hình Garlick va Gibson 12.3 Phuong trình dong hoc tong quàt va bqc dong hoc tóng quàt 1.3 Xàc dinh càc thóng so dóng hoc I.4.C0 so vàt ly cùa phuong phàp liéu nhiet phàt quang Két luan chuong 10 13 15 19 22 Chucmg Cac chat nhiet phàt quang va mot so dai lugng va don vi dving liéu bue xa ion hóa Càc chat nhiet phàt quang 2.1.GÌĨÌ thieu chung 2.2.Liéu ké tuong duong mò 22.1 Lithium fluorua ( LiF ) 222 Lithium Borale (LÌ2B4OJ) 22.3 Oxit beryllium BeO 2.3.Liéu ké khòng tuong duong mò 2.3.1 Calcium fluoride ( CaF2) 2.3.2 Calcium Sulfate (CaSO^) 2.3.3 Oxide nhóm (AI2OJ) • 23 25 25 27 29 31 32 33 35 Mot sodqi lu0ig va don vi dùng liéu an toàn bue xa 2.4 Dai lugng biic xa 2.5.Càc dai lugng liéu 2.6 Càc dai lugng liéu tuong duong 37 37 38 Két luan chuong 43 KÈT QUA THirC NGHIÈM Chucmg Xac dinh thòng so dpng hoc cùa lièu ke nhiet phàt quang va càc ùng dyng 3.1 Phuong phàp ghi duòng cong nhièl phàt quang 3.2 Xàc dinh càc thòng so' dòng hoc bang phuong phàp s(5 3.3 Két qua nghièn ciiu 3.3.1 Màu nghièn cvtu va che do 3.3.2 Ducmg cong nhiet phàt quang cùa fluoride CaF2-^X0 3.3.3 Ducmg cong nhiet phàt quang cùa màu CaSO^: Dy 3.3.4 Biéu hien di thuàng cùa cùa càc dinh nhiet phàt quang nhiet thàp 3.3.5 tìig dung phuong phàp tàch phĨ de xàc dinh thòl gian xày su co va liéu bù'c xa 3.3.5.1 Xàc dinh thài dièm xày su co' 3.3.5.2 Khà nàng xàc dinh lièu bang phuong phàp tàch phó Két luàn chuong 44 45 49 49 50 52 34 56 56 58 59 Chuomg Mpt so tinh chat co bàn cùa iféu ke nhiet phàt quang VINATOM TLD va gìàì phàp nàng cao chinh xàc viec xàc dinh Iféu bue xa photon Mot so tinh chat cùa lièu ke nhiet phàt quang VINATOM.TLD dua trèn vqt liéu Fluoride thièn nhien cùa Vièt Nani 4.1 Màu nghièn cùu 4.2 Thiét bi va che dò 4.3 Su phu thuòc cùa dò nhay vào nàng lugng 4.4 Su phu thuòc cùa nhay cùa liéu ké VINATOM.TLD sau nhiéu Fan xù ly nhiet 4.5 Hiéu ùng suy giàm 4.6 Dò tuyén tinh 4.7 Phànb6góc Tht tồn xàc dinh lièu tuong duong Hp(d) bang lièu ké'nhiet phàt quang VINATOM TLD 4.8 Gioì thieu chung ve xàc dinh liéu tuong duong cà nhàn Hp(d) 4.9 Thuàt toàn xàc dinh liéu tuong duong Hp(d)bàng liéu ké nhiét phàt quang VINATOM TLD 4.10 Phuong phàp chuàn 4.11 Két qua so sành QuÓc té 62 62 63 66 68 69 69 70 72 80 84 KÉT QUA THirC NGHIÈM Chuong Xàc dinh thòng so dpng hoc cùa lièu ke nhiet phàt quang va càc ùng dyng 3.1 Phuong phàp ghi duòfng cong nhiél phàt quang 3.2 Xàc dinh càc thòng so' dòng hoc bang phuong phàp s6 3.3 Két qua nghièn cuu 3.3.1 Màu nghièn cùu va che dò 3.32 Dudng cong nhiet phàt quang cùa fluoride CaF2N.X0 44 45 49 49 50 3.3.3 Du&ng cong nhiet phàt quang cùa màu CaSO^: Dy 3.3.4 Biéu hièn di thuàng cùa cùa càc dinh nhiet phàt quang nhiet thàp 3.3.5 tìig dung phuong phàp tàch phó de xàc dinh thcd gian xày su c6 va liéu bó'c xa 3.3.5.1 Xàc dinh thài dièm xày suc6 3.3.5.2 Khà nàng xàc dinh lièu bang phuong phàp tàch phó Két luan chuong 52 54 56 56 58 59 Chuong Mot so tinh chat co bàn cùa liéu ke nhiet phàt quang VINATOM TLD va giài phàp nàng cao chinh xàc viec xàc dinh liéu bue xa photon Mot so tinh chat cùa lièu ke nhiet phàt quang VINATOM.TLD dua trèn vàt liéu Fluoride thièn nhièn cùa Vièt Nani 4.1 Màu nghièn cthi 4.2 Thiét bi va che dò 4.3 Su phu thuòc cùa dò nhay vào nàng luong 4.4 Su phu thuòc cùa dò nhay cùa liéu ké VINATOM.TLD sau nhiéu fan xù ly nhiet 4.5 Hièu óng suy giàm 4.6 Dò tuyén tinh 4.7 Phàn h6 góc Tht tồn xàc dinh lièu tuong duong Hp(d) bang lièu ke nhiet phàt quang VINATOM TLD 4.8 Giói thiéu chung ve xàc dinh liéu tuong duotig cà nhàn Hp(d) 4.9 Thuàt toàn xàc dinh liéu tuong duong Hp(d) bang liéu ké nhiét phàt quang VINATOM TLD 4.10 Phuong phàp chuin 4.11 Két qua so sành Qu6c té 62 62 63 66 68 69 69 70 72 80 84 Két luàn chuong Chuong 89 Do lieu bue xa notron nhanh va beta bang lieu ké'nhiet phàt quang Do lièu bù'c xg notron nhanh bang lièu ké' nhiét phàt quang pha thèm polyethylene 5.1 Mot s^ tinh chat cùa càc vàt liéu nhiét phàt quang co pha thèm polyethylene ^ 5.2 Dò nhay cùa liéu ké nhiét phàt quang tròn vói polyethylene (TLD+PE) d6i vói notron nhanh 5.3 Xàc dinh nàng luong hiéu dung cùa chùm notron va càc thành phàn K^ , KQ Iruòng hop notron gamma Do lièu beta va ành huàng cùa fan xq dai vài truàng chudn beta 5.4 Do liéu beta bang liéu kénhàn TLD UD 100M8 5.5.Anh huong cùa tàn xa viéc xàc dinh nàng luong du cuc dai cùa trucmg beta chuàn Két luàn chuong Két luàn chung Tài tham khào 94 97 100 103 107 112 114 116 M O DAU Nàm 1990 Ùy Ban An Tồn Birc Xa Qc Té-ICRP dà ban hành khuyén cào ICRP-60 lien quan tói càc quy dinh mói ve héu giói han nhàm nàng cao mire an tồn cho dàn chung va mòi truòng: Tu miic 50mSv/nàm xuò'ng 20 mSv/nàm, là'y trung hình cho nàm dò'i vói nhtìng ngucfi làm viec truc tiép vói blic xa ion hồ va ImSv/nàm dò'i vói dàn chung Nàm 1985 Ùy Ban Don Vi Biic Xa Quò'c TéICRU dua khuyén cào ICRU-39 ve vàh de xàc dinh liéu tuong duong dò'i vói càc ngubn biic xa ion hồ chiéu ngồi dò co dua càc dai lugng mói ve Ifèu tuong duong cà nhàn nhu Hp(lO), Hs (0.07) Hp(3) va liéu tuong duong mòi trucmg H* (Q , d) Tir dén hàng loat càc còng trình nghièn cihi trèn thè' giói dói nhàm phàt trién càc phuong phàp xàc dinh liéu tuong duong nói trèn Viec giàm mu"c liéu giói han x'ng 20 mSv/nàm dèi bòi càc nhà khoa hoc cùa càc ngành lién quan co nhùng dóng góp mói de phàt trién càc phuong phàp ghi do, chuàn bixc xa cho dò nhay va dò chinh xàc dat móc dò cao hon, dàc biét còng tàc an tồn bù'c xa va nhùng noi co mire phóng xa thàp „ O nc ta, liéu lugng hoc va an tồn bu"c xa ngành khoa hoc tré Vièe tàng cuóng càc huóng nghièn euru ve imh vuc hè't siic càn thiét, de dàp ung nhu càu phàt trién ngày tàng viéc àp dung ky thuàt hat nhàn vào càc ngành kinh té' q'c dàn cùa dàt nc Nhutig vàh de dugc nghièn ciru luàn àn dàp ùng mot phàn nhu càu dò Luàn àn co tèn nhu sau: MOT SO KÈT QUA NGHIÈN CÙU PHUONG PHAP DO LIÈU BI'JC XA ION HÓA BANG LIEU KÈ' NHIÈT PHÀT QUANG 1/ Muc dich cùa luàn àn : Luàn ah nhàm giài quyè't mot so' vàh de sau : a/ Xày dung phuong phàp phàn tich duòng cong nhiét phàt quang cùa càc màu nhu CaF , CaSO : Dy de ùng diing chùng liéu bue xa ion hoà ... lièu bue xa ion hồ bang hieu ùng nhiet phàt quang 1-1/Dinh nghìa : Hièn tU(,mg phàt quang duoe phàn loai theo phuong phàp kich thich gay nèn chùng: Quang huynh quang hien tuong phàt quang vàt duoc... duoc kich thich hàng quang photon Huynh quang ma sàt dugc phàt ilo càc ung xuà't co hoc Huynh quang hoà hoc duofc phàt càc phàn ung hoà hoc Dien huynh quang hièn tuong phàt quang duói tàc dóng... ly thuyé't cùa hieu tìng nhiet phàt quang va phuong phàp liéu bue xa ion hoà nhiet phàt quang 1.1 Dinh nghla : 1.2 Co sor ly thuyét cùa hieu ùng nhiet phàt quang 6 I.2.L Mó hình dong hoc bqc