基于光纖和脈沖光釋光技術的輻射探測系統研究

李文博 劉頂峰 沈明明 吳榮俊 李曉玲 鄧文康

（武漢第二船舶設計研究所 武漢 430205）

光 釋 光（Optically Stimulated Luminescence，OSL）是某些材料所具有的特性，當這些材料經電離輻射輻照后再被特定波段的激發光照射時能夠發射熒光，所發射的熒光一般為可見光且波長小于激發光。光釋光現象最早在19世紀中期被發現，并于20世紀末開始在地質學斷代領域得到廣泛研究和應用［1-2］，隨后擴展至個人劑量［3-4］、醫學劑量［5-6］、事故劑量［7-9］等輻射監測領域，然而尚未在遠程在線劑量（率）監測領域獲得成功應用。

光釋光熒光強度的測量方法主要包括三種：連續光釋光測量［10］、脈沖光釋光測量［11］和線性調制光釋光測量［12］。其中脈沖光釋光測量技術具有本底低、信噪比高、測量下限低等優點，是目前的主流技術。光釋光材料Al2O3：C最早被研制出來用于熱釋光測量，隨后作為光釋光材料在個人劑量和醫學劑量等領域實現了商業化應用，成為目前商用最為成功的光釋光材料，具有熒光成分簡單、靈敏度高、劑量線性范圍寬、可重復使用、退火無需加熱等優點，且具有較長的熒光壽命（～35 ms［13］），可以采用脈沖光釋光技術進行測量。

本文采用Al2O3：C作為輻射靈敏物質，基于光釋光技術、脈沖測量技術和光纖傳輸技術搭建了一個在線遠程實時輻射探測系統。該系統所采用的光釋光技術實現了小尺寸探測器、抗電磁干擾、耐輻照性能好等傳統輻射探測器所不具備的優點；脈沖測量技術實現了低測量下限和高信噪比；光纖傳輸技術實現了光釋光熒光的在線遠程傳輸和測量。……