m

1. CHUYÊN ĐỀ 1.4 : TỔNG QUAN ỨNG DỤNG 7LiF và 6LiF TRONG
LIỀU KẾ CÁ NHÂN TỔNG HỢP SỬ DỤNG ĐÁNH GIÁ LIỀU CÁ
NHÂN TRONG TRƯỜNG HỖN HỢP GAMMA - NƠTRON

2. Tổng quan về vật liệu nhiệt phát quang họ LiF
Tổng quan ứng dụng 6LiF và 7LiF trong liều kế cá
nhân tổng hợp sử dụng đánh giá liều cá nhân trong trường
hỗn hợp gamma – nơtron
+ Một số đặc trưng của 6LiF và 7LiF:
+Ứng dụng của 6LiF và 7LiF trong liều kế tổng hợp
Kết Luận

3. Tổng quan về vật liệu nhiệt phát quang họ LiF
- Lithium fluoride (LiF) là một hợp chất kiềm- halogen với mật độ là 2,64g/cm3
- Số nguyên tử hiệu dụng Zeff = 8,2 (mô mềm cơ thể Zeff = 7.4 ) vì vậy nó được
gọi là tương đương mô
- Pha thêm tạp chất để làm tăng độ nhạy và tạo ra các họ LiF khác nhau

4. Kí hiệu Vật liệu Thành phần Loại
TLD-100 LiF:Mg,Ti 3.75% 6Li và
96,25% 7Li
Chip, bột..
TLD-100H LiF:Mg,Cu,P Chip, bột..
TLD-600 6LiF:Mg,Ti 6Li làm giàu tới
95.62% 6Li
Chip, disc, bột ..
TLD-600H 6LiF:Mg,Cu,P Chip, bột..
TLD-700 7LiF:Mg,Ti 7Li làm giàu tới
99.993%
Chip, disc,bột..
TLD-700H 7LiF:Mg,Cu,P Chip, bột..
Ngoài ra còn một số vật liệu họ LiF khác như LiF:Mg,Cu,Na,Si,; MTS-N,..

5. Tổng quan về vật liệu nhiệt phát quang họ LiF ( tiếp )
MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN:
- Cường độ phát quang tuyến tính với liều hấp thụ.
- Độ nhạy cao, có thể sử dụng lại nhiều lần .
- Sự phụ thuộc đáp ứng phát quang vào năng lượng của bức
xạ tới là thấp.
- Sự suy giảm tín hiệu theo thời gian thấp.
- Đường cong phát quang đơn giản.
- Phổ phát quang có bước sóng phù hợp với các loại ông nhân
- quang điện thương mại phổ biến hiện nay.
- Độ bền cơ học cao, trơ về mặt hóa học và ít bị ảnh hưởng
bởi điều kiện khí hậu như áp suất, độ ẩm.

6. Tổng quan ứng dụng 6LiF và 7LiF trong liều kế cá nhân
tổng hợp sử dụng đánh giá liều cá nhân trong trường
hỗn hợp gamma – nơtron
Một số đặc trưng của 6LiF và 7LiF:
+ Phổ phát xạ có bước sóng trong khoảng từ 350 µm đến 500 µm với
đỉnh phát xạ cực đại ở 410µm.
+ Trong vùng năng lượng photon từ 100 kev đến 1,5 MeV đáp ứng của
cả hai loại vật liệu nhiệt phát quang nói trên hầu như không phụ thuộc
năng lượng.Trong dải năng lượng từ 15 keV đến 100 keV đáp ứng của cả
hai loại vật liệu thay đổi không quá 30%.
+ 6LiF có độ nhạy với nơtron nhiệt gấp 1000 lần so với 7LiF
+ Khả năng đo liều ở mức thấp từ 20 đến 50 µSv ( thực tế là khoảng 80
µSv trở lên )

7. Tổng quan ứng dụng 6LiF và 7LiF trong liều kế cá nhân
tổng hợp sử dụng đánh giá liều cá nhân trong trường
hỗn hợp gamma – nơtron ( tiếp)
+ Ở năng lượng En=10keV, độ nhạy của 6LiF gấp 100 lần 7LiF.
+ Ở năng lượng En=15MeV, độ nhạy của 6LiF và 7LiF tương đương nhau
và bằng 1/200 giá trị độ nhạy của 6LiF ở năng lượng En=0,025eV
+ Đáp ứng liều của 6LiF và 7LiF:
+ Đối với bức xạ gamma và beta: đáp ứng liều của 6LiF và 7LiF khá
tuyến tính trong dải liều từ 0,5mGy đến 1Gy, vùng trên tuyến tính bắt
đầu từ khoảng từ 1Gy đến 70Gy.
+ Đối với bức xạ nơtron nhiệt: Đáp ứng liều của 6LiF chuyển sang vùng
trên tuyến tính bắt đầu từ khoảng 0,3Gy

8. Tổng quan ứng dụng 6LiF và 7LiF trong liều kế cá nhân
tổng hợp sử dụng đánh giá liều cá nhân trong trường
hỗn hợp gamma – nơtron ( tiếp)
Ứng dụng của 6LiF và 7LiF trong liều kế tổng hợp
Nguyên lý chung: Để đo liều cá nhân trong trường bức xạ hỗn hợp
gamma-nơtron cần phải phối hợp sử dụng các loại đầu dò bức xạ khác
nhau trong đó một loại đầu dò nhạy với cả hai loại bức xạ gamma và
nơtron trong khi loại còn lại chỉ nhạy với bức xạ gamma, nhờ đó mà
có thể phân biệt được sự đóng góp của hai thành phần liều vào liều cá
nhân tổng cộng
LiF và LiF rất thích hợp để sử dụng trong trường hợp này

9. Tổng quan ứng dụng 6LiF và 7LiF trong liều kế cá nhân
tổng hợp sử dụng đánh giá liều cá nhân trong trường
hỗn hợp gamma – nơtron ( tiếp)
Phương pháp:
-Sử dụng các cặp đầu dò nhạy một nhạy với neutron & gamma và loại
còn lại chỉ nhạy với gamma
TLD-700 và TLD-600
TLD-700H và TLD-600H
TLD-100H và TLD-600

10. Tổng quan ứng dụng 6LiF và 7LiF trong liều kế cá nhân
tổng hợp sử dụng đánh giá liều cá nhân trong trường
hỗn hợp gamma – nơtron ( tiếp)
Ứng dụng của 6LiF và 7LiF sử dụng trong một số liều kế cá nhân
+ Liều kế cá nhân sử dụng 2 đầu dò 6LiF và một đầu dò 7LiF để đo
liều cá nhân nơtron:

11. Tổng quan ứng dụng 6LiF và 7LiF trong liều kế cá nhân
tổng hợp sử dụng đánh giá liều cá nhân trong trường
hỗn hợp gamma – nơtron ( tiếp)
- 6LiF ở vị trí số 1 đáp ứng với cả gamma, neutron nhiệt, neutron nhanh
- 6LiF ở vị trí 2 chỉ đáp ứng với gamma tới, neutron nhiệt phản xạ từ cơ
thể
- 6LiF ở vị trí 3 chỉ đáp ứng với gamma tới
- Do đó: Liều nơtron nhiệt = (D1 – D2)/f1
Liều nơtron nhanh = (D2-f3*D3)/f4
Liều gamm = D3
-Trong đó: f1là hệ số chuẩn đối với nơtron nhiệt
f2 = D2/(D1-D2) tỉ số của nơtron nhiệt tán xạ và nơtron nhiệt
f3 = D2/D3 f3 là hệ số đóng góp của gamma trong đầu dò 6LiF và 7LiF
f4 là một hệ số chuẩn nơtron nhanh.

12. Tổng quan ứng dụng 6LiF và 7LiF trong liều kế cá nhân
tổng hợp sử dụng đánh giá liều cá nhân trong trường
hỗn hợp gamma – nơtron ( tiếp)
- Liều kế cá nhân sử dụng 2 đầu dò 6LiF và một đầu dò 7LiF để đo liều
cá nhân nơtron: ( 02 TLD-600, 02 TLD-700).
Cấu tạo liều kế TLD 8806

13. Tổng quan ứng dụng 6LiF và 7LiF trong liều kế cá nhân
tổng hợp sử dụng đánh giá liều cá nhân trong trường
hỗn hợp gamma – nơtron ( tiếp)
- Chip 1 là TLD-600 có che Cd nên sẽ ghi nhận tín hiệu gamma đi qua
Cd, nơtron tới trong dải 0,5eV-0,6MeV và nơtron albedo 0,25eV-
0,6MeV.
- Chip 2 là TLD 700 có che Cd nên sẽ ghi nhận tín hiệu gamma đi qua
Cd
- Chip 3 là TLD 700 không che Cd nên ghi nhận toàn bộ tín hiệu gamma
tới
- Chip 4 là TLD 600 không che Cd nên ghi nhận toàn bộ tín hiệu gamma
tới, nơtron tới trong dải 0,25eV – 0,6MeV và nơtron albedo 0,25eV –
0,6MeV.
- Nhờ cấu tạo như vậy nên có thể tách đóng góp của các thành phần
gamma, nơtron nhiệt tới và nơtron albedo. Sử dụng các hệ số hiệu chỉnh
và thuật toán tính toán ( ví dụ như DOELAP, NVLAP..) có thể tính được
liều thành phần của gamma và nơtron và riêng rẽ.

14. KẾT LUẬN
- Trình bày sơ lược về các tính chất của vật liệu nhiệt phát quang họ LiF
và các đặc trưng của 6LiF và 7LiF như là vật liệu sử dụng phổ biến trong
các liều kế nhiệt phát quang thương mại hiện nay.
- Chuyên đề cũng trình bày tổng quan một số ứng dụng của 6LiF và
7LiF và một số ví dụ về việc sử dụng 6LiF và 7LiF trong các liều kế để đo
cá nhân trong trường hỗn hợp gamma – nơtron.
- Thông tin đã được trình bày sẽ giúp ích cho việc lựa chọn vật liệu
cũng như phương pháp đo liều cá nhân phục vụ cho mục đích giám sát
liều bức xạ trong trường bức xạ hỗn hợp gamma – nơtron.