两种新型热释光剂量计

　　在用热释光、光释光、电子自旋共振、铀衰变链等方法测定年代的实验室里,都要知道各类辐射对测量样品可提供的辐射剂量。这些测年方法研究的样品中多含石英、长石、化石、珐琅质等,对它们与辐射相互作用的过程研究不多,这些物质中的吸收剂量则更鲜为人知。作者选用了人工石英和中国产的一种长石作为热释光矿物[1,2],制备了两种热释光剂量计,分别命名为TLD-QF301和TLD-FF301。它们的物理性质列於表1中。

　　这两种热释光剂量计均可以方便地用水或丙酮沉积在铝碟上,制成元件,直接给出吸收剂量的数据。

　　1　热释光仪和辐照装置

　　测量热释光是用一台Daybreak 1100型全自动光谱仪,样品在纯氮气氛中以10℃/s的速率升温,释放出的光子经Schott BG39和Corning 7-59两块滤光片之后再进入光电倍增管计数,获得的数据和图谱全部储存在硬盘中,随时可以调出进行数据处理。

　　α-辐射剂量是一个244Cm源提供的,源的活性区为12mm,活性区内的活度为19MBq。辐照时,放射源与样品之间的距离为1mm,可为样品提供的剂量率为1·51Gy/s。β-辐射是由一个90Sr-90Y的板源提供的,活性区为15mm,源的活度为46×108Bq,辐照时,源的活性面与样品之间的距离为19mm,在此情况下,它可提供的剂量率为0·06Gy/s。

　　γ-辐射用的是60Co源,但是由两个不同的辐射场提供:一个是辐射量基准60Co　γ-辐射场,在选定的辐照位置上,剂量率为2·46×103Gy/s;另一个是辐射加工标准辐射场,辐照时的剂量率为0·647Gy/s。

　　2　剂量元件的制备与热释光谱图

　　称取一定量的TLD-QF301(或TLD-FF301)放入一个50ml容量瓶中,加丙酮(或水)到刻度。

　　振摇、混合均匀,在悬浮状态下分配到预先铺好铝碟(9·8mm×0·8mm)的平底玻璃管中,静置待粉末均匀沉积在铝碟上,清除上层清液,过夜阴干,粉末即均匀地平铺在铝碟上,取出铝碟,即可作剂量元件备用。元件经辐照后,放在热释光谱读出仪的加热板上,在纯氮气氛中,以恒定的升温速率均匀升温到460℃,样品中释放出的光子均经Schott BG39和Corning 7-59两块滤光片,通常就进入光电倍增管进行计数,而当光子数释放大于106时,则另加一块中性高密度滤光片,借以均匀减弱光子计数。图1示出了两种元件的典型热释光曲线,上部是TLD-QF301的,下部是TLD-FF301的。三个热释光峰分别出现在150℃、290℃和390℃,显然,150℃的热释光峰因为寿命较短,且随着接受辐照后到测定热释光时之间的时间间距不同而峰位有移动,虽然有较高的灵敏度,但使用不便,难於控制。390℃峰稳定性好,通常用它来读取数据。对TLD-FF301来说,290℃亦很稳定,故在使用FF301时,在温度高于250℃的范围内取值都是稳定可靠的。