ترمولومینسانس دزیمتر (Thermoluminescent Dosimeter - TLD)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترمولومینسانس دزیمتر (Thermoluminescent Dosimeter - TLD) :
ترمولومینسانس دزیمتر (TLD) یک ابزار دقیق برای اندازه گیری دز پرتوهای یونیزان است. TLDها از بلورهای خاصی ساخته شده اند (مانند فلوراید لیتیوم دوپ شده با منیزیم و تیتانیوم - LiF:Mg,Ti، یا فلوراید کلسیم - CaF₂) که دارای خاصیت ترمولومینسانس هستند. این بدان معناست که آنها می توانند انرژی پرتوهای یونیزان را در خود ذخیره کرده و با حرارت دادن، آن را به صورت نور مرئی گسیل کنند.
اصل کار: در ساختار بلور TLD، ناخالصی ها (دوپانت ها) باعث ایجاد سطوح انرژی (تله ها) در شکاف باند می شوند. هنگامی که پرتو یونیزان به بلور برخورد می کند، الکترون ها را از نوار ظرفیت به نوار رسانش برانگیخته می کند. برخی از این الکترون ها در تله ها به دام می افتند. با حرارت دادن بلور (تا دمای ۲۰۰-۴۰۰ درجه سلسیوس)، الکترون ها انرژی کافی برای فرار از تله ها را به دست آورده و به نوار رسانش بازمی گردند. سپس با بازگشت به سطوح پایین تر (مراکز بازترکیب)، نور مرئی گسیل می کنند. شدت نور گسیل شده (شدت ترمولومینسانس) متناسب با تعداد الکترون های به دام افتاده و در نتیجه متناسب با دز جذب شده است.
اندازه گیری: TLD پس از قرار گرفتن در معرض پرتو، در یک دستگاه TLD reader قرار می گیرد و با سرعت ثابت گرم می شود. نور تولید شده توسط یک فوتومولتیپلایر اندازه گیری می شود. نمودار شدت نور بر حسب دما (منحنی درخشش - glow curve) ثبت می شود. مساحت زیر منحنی متناسب با دز است. با کالیبراسیون با دزهای معلوم، می توان دز ناشناخته را محاسبه کرد.
مزایا:
اندازه کوچک و قابلیت استفاده در نقاط مختلف بدن (دزیمتری شخصی).
قابلیت ذخیره سازی اطلاعات دز برای مدت طولانی (بدون نیاز به برق).
قابل استفاده مجدد (با عملیات حرارتی (آنیل کردن) برای تخلیه تله ها).
محدوده دز وسیع.
معایب:
نیاز به دستگاه خوانش خاص.
وابستگی پاسخ به انرژی پرتو.
محو شدن تدریجی (fading) در طول زمان (خصوصا در دمای بالا).
\[ I_{TL}(T) \quad , \quad D \propto \int I_{TL}(T) dT \]کاربردها: دزیمتری شخصی (پایش کارکنان در معرض پرتو در نیروگاه ها، بیمارستان ها)، دزیمتری محیطی، دزیمتری در پرتودرمانی، و باستان سنجی (تعیین قدمت سفال ها).
