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研究生:高紫綾
研究生(外文):Tzu-Ling Kao
論文名稱:光激發光劑量計與氟化鋰熱發光劑量計輻射偵測特性之研究比較
論文名稱(外文):Study a Study and Intercomparison of Radiation Measurement Characteristics for OSLD and TLD-LiF
指導教授:葉善宏葉善宏引用關係
指導教授(外文):Shann-Horng Yeh
口試委員:陳為立蔡長書葉善宏
口試委員(外文):Wei-Li ChenChang-Shu TsaiShann-Horng Yeh
口試日期:2012-08-15
學位類別:碩士
校院名稱:慈濟技術學院
系所名稱:放射醫學科學研究所
學門:醫藥衛生學門
學類:醫學技術及檢驗學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:光激發光劑量計熱發光劑量計三氧化二鋁
外文關鍵詞:OSLDTLDAl 2O3
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氟化鋰熱發光劑量計具良好的輻射偵測特性,用於人員、環境與醫療輻射劑量偵測已有數十年歷史。由於結晶技術的發展,新的材料陸續被研製成功,以三氧化二鋁添加碳活劑的光激發量計為近年研發成功的劑量計。相較於TLD,光激發劑量計有以光激發、快速計讀、寬廣的輻射劑量偵測範圍、高敏度及可重複計讀分析劑量等優點,在劑量驗證上極具優勢。其詳細的輻射偵測特性國內尚少有研究者研究,故 本研究比較評估 InLight nanoDotTM 光激發劑量計及TLDTLDTLD-100H 熱發光劑量計 之輻射偵測特性。評估比較之項目包括一批劑量計讀值之變異係數、劑量計輻射回應之再現性、加馬劑量與發光量之特性曲線、光子能量依持特性、劑量計的角度依持性、消光效應等。
研究結果顯示:(1)一批OSLD劑量計對輻射回應的變異係數較經ECC修正之TLD-100H低,(2)單次輻射照射OSLD,並連續計讀10次後之讀值,其變異係數比經ECC修正的TLD-100H低(3)OSLD及TLD-100H在500mSv以下輻射劑量範圍內的等價劑量與發光輸出之線性關係良好,(4)OSLD的光子能量依持特性較TLD-100H大,尤其在中低光子能量時更為顯著,(5)無論垂直或水平方向,OSLD於不同入射角度照後射後之相對讀值皆比TLD-100H稍小,表示角度依持性較TLD-100H略小,(6)OSLD與 TLD-100H於30天內之消光率皆不顯著。
綜合本研究之數據,顯示OSLD在各方面的輻射偵測特性中,多數優於TLD-100H。由於國內目前極少完整評估OSLD各項輻射偵測特性的相關文獻,因此本研究將OSLD各種輻射偵測特性與靈敏度最高的熱發光劑量計TLD-100H相比較,進而評估OSLD是否可能取代TLD,本研究結果可供輻射評估人員作為選擇劑量計的參考。
Thermoluminescent dosimeters(TLD) have been widely used in personal, environmental and medical dosimetry for several decades. Owing to the progress of crystalized techniques, a new luminescent material of aluminum oxide doped with carbon (Al2O3:C) was developed successfully by LandauerInc. in 1996. The optically stimulated luminescent dosimeter(OSLD)possesses several advantages such as stimulated by light, fast readout, wide dose range of detectable, high sensitivity and re-estimation of radiation. This research studied and compared the radiation detection characteristics of InLight nanoDotTM OSLD and TLD-LiF:Mg.Cu,P (TLD-100H). The radiation characteristics studied in this research include batch variance, reproducibility, linearity of radiation dose and stimulated light, photon energy dependence, angular dependence and fading effect etc..
The results of this researchrevealed that OSLD possesses better radiation characteristics in batch variance. The response reproducibility of OSLD is better than that of TLD-100H. The linearity of both OSLD and TLD-100H to radiation dose is excellent. The photon energy dependence of OSLD is higher than that of TLD-100H. OSLD has better angular dependence than that of TLD-100H. The fading of OSLD and TLD-100H are insignificant within 30 days.
This study shows that OSLD possessed excellent radiation detection characteristics as compared with that of TLD-100H. OSLD will be one of the most attractive radiation dosimeter in the application of personal, environmental and medical radiation measurement.

中文摘要 ............................................... ................................ .. I
英文摘要 .................................................................................. II
誌謝 ..................................................................................... III
目錄 .............................................................................. ....... IV
圖目錄 ................................................................................... VII
表目錄 ..................................................................................... X
第一章 前言 ................................................................................. 1
1.1 研究背景 ............................................................................... 1
1.2 文獻回顧 .......................................................... .................... 4
1.3 研究動機與目的 ................................ ................................ ....... 17
1.4 論文架構 .............................................................................. 18
第二章 劑量計之輻射偵測原理 .................................................................. 19
2.1 輻射偵檢器的種類、原理與應用 輻射偵檢器的種類、原理與應用 ..................................... 19
2.2 光激發劑量計 ................................................................... ....... 21
2.2.1 光激發劑量計的晶體結構與光 激發劑量計的晶體結構與機轉 ....................................... 21
2.2.2 光激發劑量計的讀模式 .................................................................. 24
2. 3 熱發光劑量計 ............................. ................................ ........... 25
2.3.1 熱發光劑量計之晶體結構與機轉 熱發光劑量計之晶體結構與機轉 ................................... 25
2.3.2 理想熱發光劑量計的條件 .............................. .................................. 29
2.3.3 熱發光劑量計的加讀模式 熱發光劑量計的加讀模式 ............................................. 30
第三章 實驗設備與方法 ............................. .................................. ...... 33
3.1 實驗設備 ........................................................... .................. 33
3.1.1 InLight nanoDotTM 光激發劑量計 .................................................... .. 33
3.1.2 microStarTM 光激發劑量計讀系統 ........................................................ 35
3.1.3 熱發光劑量計 ................................ ..................................... .. 38
3.1.4 熱發光劑量計讀系統 ................................................. .................. 40
3.1.5 Thermo 2210TM 型 90Sr-90Y 校正照射器 ................................................. 43
3.1.6 游離腔與電量計 ...................................... ................................ 44
3.1.7 輻射源 ............................ ................................ ................ 46
3.1.7.1 輻射源 ................................ ........................................... 46
3.1.7.2 核能研究所二級標準輻射度量儀器校正實驗室的 核能研究所二級標準輻射度量儀器校正實驗室的輻射源...... 47
3.1.7.3 X光機 ........................................ ................................ ... 48
3.2 實驗方法與設計 ................................ ................................ ....... 49
3.2.1 實驗架構 ................................ ........................................... 49
3.2.2 評估 TLD-100H 晶片修正因子.................. ................................ ......... 50
3.2.3 建立 OSLD敏度因子資料庫 ................................................. ............. 52
3.2.4 量測劑追溯至我國游離輻射家標準 量測劑追溯至我國游離輻射家標準 ................................ 53
3.2.5 評估一批劑量計讀值之變異係數 (Batch Variance) ........................................... 53
3.2.6 評估劑量計輻射回應之再現性 (Reproducibility) ........................................... 54
3.2.7 評估加馬劑量與發光之關係曲線 (Linearity) ................................................ 54
3.2.8 評估光子能量依持性 (Photon Energy Dependence) ......................................... 55
3.2.8.1 量測半值層及評估有效能量.......................................................... ... 56
3.2.9 評估劑量計的角度依持性 (Angular Dependence) ............................................ 58
3.2.10 評估消光效應 (Fading) ................................ .............................. 58
第四章 結果與討論 ............................ ................................ ............. 59
4.1 評估熱發光劑量計之 ECC值 ............................................. .................. 59
4.1.1 評估 TLD-100H 經ECC修正與未經ECC修正對劑量評估準確度與精密度之差異 ......................... 61
4.2 計讀儀系統的穩定性 ..................................... ................................ 63
4.3 一批劑量計讀值之變異係數 ............................................ .................... 64
4.4 劑量計輻射回應之再現性評估結果 劑量計輻射回應之再現性評估結果 ......................... ........ 66
4.5 加馬劑量與發光之特性曲線 ................................................ ................ 70
4.6 光子能量依持性 ............................... ................................ ........ 73
4.6.1 X光射束半值層及有效能量的評估結果 ....................................................... 73
4.6.2 劑量計光子能量依持特性評估 .................................................... ........ 76
4.7 劑量計對高能光子之角度依持性 ................................................. ............ 78
4.8 消光效應 ......................... ................................ ................... 81
第五章 結論 ..................... ................................ ......................... 84
5.1 結論 ..................... ................................ ........................... 84
5.2 5.2未來展望 ...................... ................................ ................... 88
參考文獻 .................................................. ............................... 89
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