Luận văn thạc sĩ về phương pháp đo liều bức xạ ion hóa bằng liều kế nhiệt phát quang

• Tác giả: Đặng Thanh Lương
• Người hướng dẫn: PTS. Phạm Quốc Hùng
• Trường học: Trường Đại Học KHTN, Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý
• Đề tài: Một số kết quả nghiên cứu phương pháp đo liều bức xạ ion hóa bằng liều kế nhiệt phát quang
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 1996
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TỔNG QUAN
• 1.1. Cơ sở lý thuyết của hiệu ứng nhiệt phát quang và phương pháp đo liều bức xạ ion hóa nhiệt phát quang
• 1.2. Cơ sở lý thuyết của hiệu ứng nhiệt phát quang
• 1.3. Mô hình động học bậc 1
• 1.3.1. Mô hình Randall Wilkins
• 1.4. Mô hình động học bậc 2
• 1.5. Phương trình động học tổng quát và bậc động học tổng quát
• 1.6. Xác định các thông số động học
• 1.7. Cơ sở vật lý của phương pháp đo liều nhiệt phát quang
• 1.8. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC CHẤT NHIỆT PHÁT QUANG VÀ MỘT SỐ ĐẠI LƯỢNG VÀ ĐƠN VỊ DÙNG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ ION HÓA
• 2.1. Các chất nhiệt phát quang
• 2.2. Liều kế tương đương mô: Oxit beryllium BeO
• 2.3. Liều kế không tương đương mô
• 2.4. Oxide nhóm (Al2O3)
• 2.5. Một số đại lượng và đơn vị dùng trong đo liều an toàn bức xạ
• 2.5.1. Đại lượng bức xạ
• 2.5.2. Các đại lượng liều
• 2.5.3. Các đại lượng liều tương đương
• 2.6. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC CỦA LIỀU KẾ NHIỆT PHÁT QUANG VÀ CÁC ỨNG DỤNG
• 3.1. Phương pháp ghi đường cong nhiệt phát quang
• 3.2. Xác định các thông số động học bằng phương pháp s(5
• 3.3. Kết quả nghiên cứu
• 3.3.1. Màu nghiên cứu và chế độ đo
• 3.3.2. Đường cong nhiệt phát quang của fluoride
• 3.3.3. Đường cong nhiệt phát quang của màu CaSO4: Dy
• 3.3.4. Biểu hiện đi thường của các đỉnh nhiệt phát quang ở nhiệt độ thấp
• 3.3.5. Ứng dụng phương pháp tách phổ để xác định thời gian xảy ra sự cố và đo liều bức xạ
• 3.3.6. Xác định thời điểm xảy ra sự cố
• 3.3.7. Khả năng xác định liều bằng phương pháp tách phổ
• 3.4. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA LIỀU KẾ NHIỆT PHÁT QUANG VINATOM - TLD VÀ GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC TRONG VIỆC XÁC ĐỊNH LIỀU BỨC XẠ PHOTON
• 4.1. Một số tính chất của liều kế nhiệt phát quang VINATOM.TLD dựa trên vật liệu Fluoride thiên nhiên của Việt Nam
• 4.2. Thiết bị và chế độ đo
• 4.3. Sự phụ thuộc của độ nhạy vào năng lượng
• 4.4. Sự phụ thuộc của độ nhạy của liều kế
• 4.5. VINATOM.TLD sau nhiều lần xử lý nhiệt
• 4.6. Hiệu ứng suy giảm
• 4.7. Phân bố góc
• 4.8. Thuật toán xác định liều tương đương Hp(d) bằng liều kế nhiệt phát quang VINATOM
• 4.8.1. Giới thiệu chung về xác định liều tương đương cá nhân Hp(d)
• 4.8.2. Thuật toán xác định liều tương đương Hp(d) bằng liều kế nhiệt phát quang VINATOM
• 4.9. Phương pháp chuẩn
• 4.10. Kết quả so sánh quốc tế
• 4.11. Kết luận chương 4
• 5. CHƯƠNG 5: ĐO LIỀU BỨC XẠ NƠTRON NHANH VÀ BETA BẰNG LIỀU KẾ NHIỆT PHÁT QUANG
• 5.1. Một số tính chất của các vật liệu nhiệt phát quang có pha thêm polyethylene
• 5.2. Độ nhạy của liều kế nhiệt phát quang trộn với polyethylene (TLD+PE) đối với nơtron nhanh
• 5.3. Xác định năng lượng hiệu dụng của chùm nơtron và các thành phần K^, KQ trong trường hỗn hợp nơtron gamma
• 5.4. Đo liều beta và ảnh hưởng của tán xạ lên việc xác định năng lượng dư cực đại của trường beta chuẩn
• 5.5. Kết luận chương 5
• KẾT LUẬN CHUNG
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về phương pháp đo liều bức xạ ion hóa bằng liều kế nhiệt phát quang

Phương pháp đo liều bức xạ ion hóa bằng liều kế nhiệt phát quang (TLD) đã trở thành một công cụ quan trọng trong việc theo dõi và đánh giá mức độ bức xạ mà con người và môi trường tiếp xúc. Liều kế nhiệt phát quang hoạt động dựa trên nguyên lý phát quang của các vật liệu khi chúng bị kích thích bởi bức xạ ion hóa. Khi các vật liệu này được làm nóng, chúng phát ra ánh sáng, và lượng ánh sáng phát ra tỷ lệ thuận với liều bức xạ mà chúng đã hấp thụ. Phương pháp này không chỉ chính xác mà còn có khả năng lưu trữ thông tin về liều bức xạ trong thời gian dài.

1.1. Nguyên lý hoạt động của liều kế nhiệt phát quang

Liều kế nhiệt phát quang hoạt động dựa trên nguyên lý phát quang, trong đó các electron trong vật liệu bị kích thích bởi bức xạ ion hóa. Khi được làm nóng, các electron này trở về trạng thái ban đầu và phát ra ánh sáng. Mức độ ánh sáng phát ra có thể được đo lường và chuyển đổi thành giá trị liều bức xạ. Các vật liệu thường được sử dụng trong TLD bao gồm CaF2, LiF và CaSO4:Dy.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng liều kế nhiệt phát quang

Việc sử dụng liều kế nhiệt phát quang mang lại nhiều lợi ích, bao gồm khả năng đo liều bức xạ với độ chính xác cao, khả năng lưu trữ thông tin lâu dài và tính linh hoạt trong ứng dụng. TLD có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ y tế đến công nghiệp hạt nhân, giúp đảm bảo an toàn cho người lao động và cộng đồng.

II. Thách thức trong việc đo liều bức xạ ion hóa

Mặc dù phương pháp đo liều bức xạ ion hóa bằng liều kế nhiệt phát quang có nhiều ưu điểm, nhưng cũng tồn tại một số thách thức. Một trong những vấn đề chính là độ nhạy của các vật liệu TLD có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và thời gian lưu trữ. Ngoài ra, việc hiệu chuẩn và bảo trì thiết bị đo cũng là một yếu tố quan trọng để đảm bảo độ chính xác của kết quả đo.

2.1. Ảnh hưởng của môi trường đến độ chính xác của TLD

Môi trường xung quanh có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của liều kế nhiệt phát quang. Nhiệt độ và độ ẩm cao có thể làm giảm độ nhạy của vật liệu TLD, dẫn đến kết quả đo không chính xác. Do đó, việc bảo quản và sử dụng TLD trong điều kiện môi trường ổn định là rất quan trọng.

2.2. Vấn đề hiệu chuẩn thiết bị đo

Hiệu chuẩn thiết bị đo là một bước quan trọng trong quy trình đo liều bức xạ. Việc không hiệu chuẩn đúng cách có thể dẫn đến sai số trong kết quả đo. Các tiêu chuẩn quốc tế cần được tuân thủ để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của các phép đo.

III. Phương pháp chính trong đo liều bức xạ ion hóa

Có nhiều phương pháp khác nhau để đo liều bức xạ ion hóa, trong đó liều kế nhiệt phát quang là một trong những phương pháp phổ biến nhất. Các phương pháp khác bao gồm đo bằng ion hóa, đo bằng scintillation và đo bằng dosimetry. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào mục đích sử dụng và điều kiện cụ thể.

3.1. So sánh giữa các phương pháp đo liều

Mỗi phương pháp đo liều bức xạ ion hóa đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Phương pháp đo bằng ion hóa thường có độ chính xác cao nhưng yêu cầu thiết bị phức tạp. Trong khi đó, liều kế nhiệt phát quang dễ sử dụng và có thể lưu trữ thông tin lâu dài, nhưng độ nhạy có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường.

3.2. Ứng dụng của các phương pháp đo liều

Các phương pháp đo liều bức xạ ion hóa được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ y tế, công nghiệp hạt nhân đến nghiên cứu khoa học. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp giúp đảm bảo an toàn cho người lao động và cộng đồng, đồng thời cung cấp thông tin chính xác về mức độ bức xạ.

IV. Ứng dụng thực tiễn của liều kế nhiệt phát quang

Liều kế nhiệt phát quang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ y tế đến công nghiệp. Trong y tế, TLD được sử dụng để theo dõi liều bức xạ cho bệnh nhân trong quá trình điều trị bằng xạ trị. Trong công nghiệp, TLD giúp theo dõi mức độ bức xạ mà công nhân tiếp xúc trong các nhà máy hạt nhân.

4.1. Ứng dụng trong y tế

Trong lĩnh vực y tế, liều kế nhiệt phát quang được sử dụng để theo dõi liều bức xạ cho bệnh nhân trong quá trình xạ trị. Việc theo dõi này giúp đảm bảo rằng bệnh nhân không nhận liều bức xạ vượt quá mức an toàn, từ đó giảm thiểu nguy cơ tác dụng phụ.

4.2. Ứng dụng trong công nghiệp

Trong công nghiệp, TLD được sử dụng để theo dõi mức độ bức xạ mà công nhân tiếp xúc trong các nhà máy hạt nhân. Việc sử dụng TLD giúp đảm bảo an toàn cho người lao động và tuân thủ các quy định về an toàn bức xạ.

V. Kết luận và tương lai của phương pháp đo liều bức xạ ion hóa

Phương pháp đo liều bức xạ ion hóa bằng liều kế nhiệt phát quang đã chứng minh được tính hiệu quả và độ chính xác trong nhiều ứng dụng thực tiễn. Tương lai của phương pháp này hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển với sự cải tiến về công nghệ và vật liệu, giúp nâng cao độ chính xác và khả năng ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ TLD

Công nghệ TLD đang ngày càng được cải tiến với sự phát triển của các vật liệu mới và công nghệ đo lường. Những cải tiến này giúp nâng cao độ nhạy và độ chính xác của TLD, mở rộng khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

5.2. Tương lai của phương pháp đo liều bức xạ

Tương lai của phương pháp đo liều bức xạ ion hóa sẽ tiếp tục phát triển với sự gia tăng nhu cầu về an toàn bức xạ trong các lĩnh vực công nghiệp và y tế. Việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong việc đo liều bức xạ.