Ein Thermolumineszenzdosimeter , abgekürzt als TLD , ist ein Dosimeter für passive Strahlung , das die Exposition gegenüber ionisierender Strahlung misst, indem die Intensität des sichtbaren Lichts gemessen wird, das von einem empfindlichen Kristall im Detektor emittiert wird , wenn der Kristall erhitzt wird . Die Intensität des emittierten Lichts wird vom TLD-Lesegerät gemessen und ist abhängig von der Strahlenbelastung . Thermolumineszenz-Dosimeterwurde 1954 von Professor Farrington Daniels von der University of Wisconsin-Madison erfunden. TLD-Dosimeter eignen sich für Situationen, in denen keine Echtzeitinformationen erforderlich sind, jedoch genaue Aufzeichnungen zur Überwachung der akkumulierten Dosen zum Vergleich mit Feldmessungen oder zur Beurteilung des Potenzials für langfristige Auswirkungen auf die Gesundheit erforderlich sind. In der Dosimetrie werden sowohl die Quarzfaser- als auch die Filmausweistypen durch TLDs und EPDs (Electronic Personal Dosimeter) ersetzt.
LiF-Kristall – Lithiumfluorid-TLD
Die beiden häufigsten Arten von Thermolumineszenzmaterialien, die für die Dosimetrie verwendet werden, sind Calciumfluorid und Lithiumfluorid mit einer oder mehreren Verunreinigungen (z. B. Mangan oder Magnesium), um Einfangzustände für energetische Elektronen zu erzeugen. Die Verunreinigung verursacht Fallen im Kristallgitter, in denen nach der Bestrahlung Elektronen gehalten werden. Wenn sich der Kristall erwärmt, werden die eingefangenen Elektronen freigesetzt und Licht emittiert. Die Lichtmenge hängt von der vom Kristall empfangenen Strahlungsdosis ab.
Calciumfluorid-TLD wird verwendet, um die Gamma-Exposition aufzuzeichnen, während Lithiumfluorid-TLD für die Gamma-Exposition und die Neutronen-Exposition (indirekt unter Verwendung der Li-6 (n, alpha)) – Kernreaktion verwendet wird. Kleine LiF-Kristalle (Lithiumfluorid) sind die am häufigsten verwendeten TLD-Dosimeter, da sie die gleichen Absorptionseigenschaften aufweisen wie Weichgewebe. Lithium hat zwei stabile Isotope, Lithium-6 (7,4%) und Lithium-7 (92,6%). Li-6 ist das gegenüber Neutronen empfindliche Isotop. Zur Aufnahme von Neutronen können LiF-Kristalldosimeter mit Lithium-6 angereichert werden, um die Lithium-6 (n, alpha) -Kernreaktion zu verstärken.
Neutronen-Thermolumineszenz-Dosimeter – Neutronen-TLD
Die Personenneutronendosimetrie ist nach wie vor eines der Probleme im Bereich des Strahlenschutzes, da kein einzelnes Verfahren die Kombination aus Energieantwort, Empfindlichkeit, Ausrichtungsabhängigkeit und Genauigkeit bietet, die zur Erfüllung der Anforderungen eines Personendosimeters erforderlich sind.
Die am häufigsten verwendeten Personenneutronendosimeter für Strahlenschutzzwecke sind Thermolumineszenzdosimeter und Albedodosimeter . Beides beruht auf diesem Phänomen – der Thermolumineszenz . Zu diesem Zweck wird häufig Lithiumfluorid ( LiF ) als empfindliches Material (Chip) verwendet. Lithiumfluorid-TLDwird für die Gamma- und Neutronenexposition (indirekt unter Verwendung der Li-6 (n, alpha)) – Kernreaktion verwendet. Kleine LiF-Kristalle (Lithiumfluorid) sind die am häufigsten verwendeten TLD-Dosimeter, da sie die gleichen Absorptionseigenschaften aufweisen wie Weichgewebe. Lithium hat zwei stabile Isotope, Lithium-6 (7,4%) und Lithium-7 (92,6%). Li-6 ist das gegenüber Neutronen empfindliche Isotop. Zur Aufnahme von Neutronen können LiF-Kristalldosimeter mit Lithium-6 angereichert werden, um die Lithium-6 (n, alpha) -Kernreaktion zu verstärken. Die Effizienz des Detektors hängt von der Energie der Neutronen ab. Da die Wechselwirkung von Neutronen mit einem Element stark von der Energie abhängt, ist es sehr schwierig, ein Dosimeter von der Energie von Neutronen unabhängig zu machen. Zur Trennung von thermischen Neutronen und Photonen werden meist LiF-Dosimeter eingesetzt, die unterschiedliche Anteile an Lithium-6 enthalten. Mit Lithium-6 angereicherter LiF-Chip, der sehr empfindlich gegenüber thermischen Neutronen ist, und LiF-Chip, der sehr wenig Lithium-6 enthält und eine vernachlässigbare Neutronenreaktion aufweist.
Das Prinzip von Neutronen-TLDs ist dann ähnlich wie bei Gammastrahlungs-TLDs. Im LiF-Chip befinden sich Verunreinigungen (z. B. Mangan oder Magnesium), die Speicherzustände für energetische Elektronen erzeugen. Die Verunreinigung verursacht Fallen im Kristallgitter, in denen nach Bestrahlung (mit Alpha-Strahlung) Elektronen gehalten werden. Wenn sich der Kristall erwärmt, werden die eingefangenen Elektronen freigesetzt und Licht emittiert. Die Lichtmenge hängt von der vom Kristall empfangenen Strahlungsdosis ab.
