lexsyg釋光探測器|在材料表征科研領(lǐng)域應(yīng)用分享
核輻射混合場劑量分離新突破:雙信號技術(shù)實現(xiàn)精確測量
——以色列研究團隊利用lexsyg儀器揭示LiF:Mg,Ti材料關(guān)鍵特性
研究背景
在核電站、軍-方運用等復(fù)雜輻射場景中,中子和β射線的混合劑量分離一直是輻射監(jiān)測的難點。傳統(tǒng)方法需使用兩類探測器,存在樣品差異大、熱中子干擾等問題。以色列Ben Gurion大學(xué)聯(lián)合團隊通過lexsyg smartTL/OSL分析儀,在同一樣品上實現(xiàn)熱釋光(TL)與光釋光(OSL)雙信號測量,為混合場劑量分離提供了創(chuàng)新解決方案。
技術(shù)突破:Lexsyg儀器的重要作用
一、雙模式同步測量
1、使用lexsyg的TL模式(1°C/s線性升溫至400°C)和OSL模式(458nm LED光源),成功捕捉LiF:Mg,Ti中兩類關(guān)鍵發(fā)光中心的響應(yīng):
1)TL信號:源自低電離密度(LID)敏感的電子陷阱(Mg-Ti-OH復(fù)合體)
2)OSL信號:由高電離密度(HID)激發(fā)的F2/F3+色心主導(dǎo)
2、實驗證明,OSL測量對TL信號干擾<2%,解決了傳統(tǒng)方法需分次測量的誤差問題。
圖1. TLD-700的TL(A)β劑量反應(yīng)和OSL(B)β劑量反應(yīng)。
二、精確參數(shù)控制
1、濾光系統(tǒng)組合(NE20B+BG39+KG3用于TL,NE50B+LP630用于OSL)精確匹配620-680nm發(fā)光波段,確保信號特異性。
2、通過脈沖OSL模式將檢測背景散射降低40%,使劑量檢測下限擴展至0.5Gy(肌肉組織比釋動能)。
圖2. TLD-700的TL (A) 5 MeV中子劑量響應(yīng)和TLD-700的OSL (B) 5 MeV中子劑量響應(yīng)。
關(guān)鍵實驗結(jié)果
一、劑量響應(yīng)特性
TL信號在β輻射下呈現(xiàn)超線性響應(yīng)(α=1.1),而OSL保持嚴格線性(α*=1),雙信號互補明顯提升劑量分離可靠性。
二、中子-β分離能力
在5MeV/14.8MeV快中子場中,TL/OSL雙信號對比的品質(zhì)因子(FOM)達6.5-7.4,中子相對效率檢測精度±0.003(1σ)。30Gy高劑量下相對標準偏差<5%,驗證了該技術(shù)在強輻射場的適用性。
應(yīng)用前景
本研究通過lexsyg儀器證實:
1、雙信號技術(shù)可有效區(qū)分核事故中快中子與β污染劑量分量
2、符合ISO 8529系列標準的中子場測試要求,適用于核電站外部監(jiān)測、放射醫(yī)療設(shè)備質(zhì)控
3、模塊化設(shè)計支持擴展X射線/紫外激發(fā)模塊,為多類型混合場監(jiān)測提供平臺
結(jié)語
lexsyg儀器的高精度操控能力與數(shù)據(jù)重復(fù)性(實驗重復(fù)誤差<2%),使其成為復(fù)雜輻射場研究的推薦工具。研究團隊下一步將開展1MeV中子能譜驗證,進一步拓展該技術(shù)的能量響應(yīng)范圍。
(本文數(shù)據(jù)源自以色列核研究中心與德國PTB聯(lián)合實驗,由lexsyg smart釋光儀完成重要測量)
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