放射個人劑量計是記錄人員受輻射累積劑量的核心設(shè)備,其工作原理圍繞“能量沉積-信號轉(zhuǎn)換-劑量計算”三個核心環(huán)節(jié)展開,較終實現(xiàn)對電離輻射的定量監(jiān)測。?
當輻射粒子(如X射線、γ射線或β粒子)穿過劑量計探測材料時,會與物質(zhì)原子發(fā)生相互作用,將能量傳遞給介質(zhì),這一過程稱為能量沉積。不同類型的劑量計采用差異化探測材料:電離室型利用氣體分子電離產(chǎn)生的電荷信號;半導體型通過硅晶體吸收能量后形成的電子-空穴對;熱釋光型則將沉積能量存儲于晶體晶格缺陷中,待加熱時以光信號釋放。?
信號轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)是連接能量沉積與劑量計算的橋梁。電離室通過電極收集電離電荷,經(jīng)放大電路轉(zhuǎn)化為可測量的電流信號;半導體探測器借助PN結(jié)反向偏壓收集載流子,輸出與輻射強度相關(guān)的電壓脈沖;熱釋光劑量計需專用讀出設(shè)備,通過加熱激發(fā)的熒光強度間接反映累積能量。此過程中,電路設(shè)計需精準過濾環(huán)境電磁干擾,確保信號純度。?
劑量計算是將物理信號轉(zhuǎn)化為輻射劑量的關(guān)鍵步驟。儀器內(nèi)置算法需結(jié)合輻射類型進行能量響應(yīng)校正:例如,對于能量范圍較寬的X射線,需通過厚度漸變的過濾片平衡不同能量光子的探測效率。較終結(jié)果以劑量當量(單位Sv)呈現(xiàn),該數(shù)值綜合考慮了輻射類型、能量大小及生物效應(yīng)權(quán)重因子,直接對應(yīng)人體受照的健康風險。?

不同技術(shù)路線的劑量計各有側(cè)重:實時劑量計(如電離室、半導體型)適合需要即時報警的場景;累積劑量計(如熱釋光、光致發(fā)光型)則多用于長期劑量記錄。但無論哪種類型,其核心邏輯均是通過量化輻射能量在探測材料中的沉積過程,實現(xiàn)對人體受照劑量的科學評估。?