用于热释光剂量元件的探测材料、剂量元件及其制备方法和应用

本发明涉及个人累积辐射剂量探测，尤其是指一种用于热释光剂量元件的探测材料、剂量元件及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在纯nacl材料中掺杂其它元素并进行后处理，能够改变其发光特性。现有研究显示ca2+离子的掺杂能够提高nacl材料的热释光响应，二价的ca离子的最外层电子都已被氧化，在一般环境氛围或高温氛围不发生化学变化，虽然其本身具有较强吸湿性，但材料的化学性质不会发生改变，目前见诸于报道的方法大多是通过在nacl水溶液中掺杂ca2+离子并通过水热结晶法来生成晶体，再将所得晶体经高温（一般为750~800℃）烧结制成样品。水热结晶法会产生大量废液，不利于环保。

2、中国专利文献cn113277533a公开了一种以氯化钠为主体、氯化亚铜为掺杂物制作光释光剂量片的方法，其先将氯化钠与氯化亚铜粉体研磨混合后通过模压制成坯体，再将坯体加热至400-650℃烧结反应，最后将烧结后的坯体分切制得光释光剂量片。测试结果显示，上述通过固相烧结法制备的剂量片在标准辐射场中的光释光剂量响应良好，具有较好的剂量学特性。相较于水热结晶法，固相烧结法不产生废液，环保性更好，但原料的配比、粉体粒径、压制压力及烧结温度会彼此制约并一同影响产物的热释光性能，而以上各项参数的设置并无规律可循，也没有可供参考的成熟理论体系，在当前有关于ca掺杂nacl制备热释光探测材料的报道中亦未见到采用固相烧结工艺的例子。

技术实现思路

1、本发明的目的之一是提供一种具有良好的热释光性能、可用于制备热释光剂量元件的探测材料。

2、为达上述目的，本发明采用如下技术方案：用于热释光剂量元件的探测材料，由混合粉末经压制成型、固相烧结后制成，所述混合粉末以氯化钠为主体，其中掺杂ca2+，所述混合粉末中ca2+的含量为0.09~0.11mol/kg。

3、其中，所述ca2+来自氯化钙。

4、于本发明一实施例中，所述压制成型过程的压制压力为1.75~1.85mpa，压力保持时间不低于60秒；所述固相烧结过程的固态化学反应温度条件为640-720℃，升温速度为6~7℃/min，保温时间不低于10h。

5、进一步地，所述混合粉末的粒度控制在能够过120-160目筛。

6、另一方面，本发明还涉及一种热释光剂量元件的制备方法，具体包括如下步骤：

7、（1）以氯化钠为主体、氯化钙为掺杂物，将二者研磨混合，控制混合粉末的粒度为120-160目且其中ca2+的含量为0.09~0.11mol/kg；

8、（2）将混合粉末放入成型模具中，以1.75~1.85mpa的压制压力对混合粉末进行压制，压力稳定后保持60秒以上，得到坯体；

9、（3）将坯体加热至640-720℃，保温10h以上，冷却后即得热释光剂量元件。

10、其中，上述步骤（3）中的升温速度为6~7℃/min。

11、优选地，所述氯化钠和氯化钙均为分析纯级别。

12、其中，在步骤（2）中，所述成型模具的型腔呈圆柱形，其型腔直径为5mm，压制成型得到的每个坯体的质量约为0.04g。

13、此外，本发明还涉及一种热释光剂量元件，其采用上述制备方法制备得到。

14、以及，上述热释光剂量元件在个人剂量计中的应用。

15、本发明以氯化钠为主体、氯化钙为掺杂物，将混合物依次经压制成型、固相烧结制备得到了能够用于热释光剂量元件的探测材料，整个制备工艺过程简单、生产成本较低且不产生任何废水，环保性较好，便于流水化作业，适合规模化生产应用。经测试，利用该探测材料制备的剂量片在标准辐射场中辐照显示其热释光剂量响应良好，具有较好的剂量学特性，并且在2-50gy内线性拟合度高，线性响应范围较大，能够适用于更多的场合，具有较为广阔的应用前景。

技术特征：

1.用于热释光剂量元件的探测材料，其特征在于：由混合粉末经压制成型、固相烧结后制成；所述混合粉末以氯化钠为主体，其中掺杂ca2+，所述混合粉末中ca2+的含量为0.09~0.11mol/kg。

2.如权利要求1所述探测材料，其特征在于：所述ca2+来自氯化钙。

3.如权利要求1或2所述探测材料，其特征在于：所述压制成型的压制压力为1.75~1.85mpa，压力保持时间不低于60秒；所述固相烧结的固态化学反应温度条件为640-720℃，升温速度为6~7℃/min，保温时间不低于10h。

4.如权利要求1或2所述探测材料，其特征在于：所述混合粉末的粒度为120-160目。

5.热释光剂量元件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.如权利要求5所述制备方法，其特征在于：步骤（3）中的升温速度为6~7℃/min。

7.如权利要求5或6所述制备方法，其特征在于：所述氯化钠和氯化钙均为分析纯级别。

8.如权利要求7所述制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述成型模具的型腔呈圆柱形，其型腔直径为5mm，压制成型得到的每个坯体的质量约为0.04g。

9.热释光剂量元件，其特征在于：采用权利要求5-8中任意一项所述制备方法制备得到。

10.权利要求9所述热释光剂量元件在个人剂量计中的应用。

技术总结
用于热释光剂量元件的探测材料、剂量元件及其制备方法和应用，涉及个人累积辐射剂量探测技术领域。本发明以氯化钠为主体、氯化钙为掺杂物，并严格控制粉体粒径以及Ca<supgt;2+</supgt;离子的掺杂量，将两者进行混合、研磨后再经压制成型、固相烧结，直接制备出作为热释光剂量元件的剂量片。本发明采用的制备工艺具有工序简短的特点，便于采用流水化作业，且所用设备及材料成本较低，制备过程不产生废液、废气，更适合规模化生产应用。通过上述方法制备的热释光剂量元件在医用加速器的X射线辐照下显示处良好的热释光剂量响应，具有较好的剂量学特性，且在2‑50Gy范围内线性拟合度高，适用范围较广。

技术研发人员：贺三军,赵修良,欧阳泽邦,李哲旭,赵艳辉,周芷千,于万瑭,叶彦希
受保护的技术使用者：南华大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14