Термостимулированная люминесценция твердых тел: Учебное пособие, страница 11

а) избирательная чувствительность  к ионизирующему излучению;

б) высокий выход люминесценции;

в) линейная зависимость выхода люминесценции от дозы в возможно более широком интервале дозы;

г) отсутствие затухания люминесценции (глубокие ловушки) в широком диапазоне температуры, т.е. низкий фединг;

д) малая зависимость чувствительности от мощности дозы и энергии ионизирующего излучения;

е) подходящий спектр люминесценции;

ж) воспроизводимость результатов;

з) дешевизна и возможность массового производства.

Ниже даны параметры распространенных, а также перспективных ТЛД..

Фтористый кальций CaF₂

В ТЛД могут быть применены как природные соединения фтористого кальция, так и синтетические монокристаллы CaF₂. Природный СаF₂ проявляет сильную термолюминесценцию, однако основные параметры изменяются от образца к образцу. Кривые высвечивания имеют несколько максимумов; три главных находятся в интервалах температуры 70-100, 150-190 и 250-300° С.

Кривая высвечивания ТЛД на основе природного СаF₂ имеет пять максимумов с наибольшей амплитудой при 260° С. Показания линейны в пределах экспозиционной дозы от нескольких миллирентген до 5000 Р с погрешностью ±2%. Измерение дозы производится по высоте четвертого пика, который достаточно стабилен.

Широкое распространение получают ТЛД на основе синтетического CaF₂, активированного марганцем. Кривая высвечивания у этих дозиметров имеет только один максимум, обычно при температуре 260° С. Спектр термолюминесценции охватывает область от 450 до 600 нм с максимумом при 500 нм. Эти кристаллы обладают малым затуханием люминесценции, так как имеют достаточно глубокие ловушки. Они теряют не более 10% запасенной энергии в течение первых 16 ч хранения; затем затухание составляет не более 1% в сутки. Чувствительность не зависит от мощности экспозиционной дозы до 7000 Р/мин.

Фтористый литий LiF (ТЛД-100)

Этот тип фосфора имеет различные характеристики термолюминесценции в зависимости от природы и способа приготовления. Спектр термолюминесценции находится в пределах от 380 до 550 нм с максимумом около 400 нм.

Нижний предел измерения экспозиционной дозы дозы порядка 1-10 Р. Световыход линейно зависит от дозы примерно до 700 Р, затем становится пропорциональным примерно D^1,2 до значения 3 • 10⁴ Р, после чего наступает эффект насыщения. Верхний предел, определяемый насыщением,  порядка 10⁵ Р. Такое необычное поведение фосфора может быть вызвано побочными эффектами, например триболюминесценцией. По отношению к мощности дозы чувствительность остается постоянной до значений мощности экспозиционной дозы порядка 10³ Р/с. Затухание люминесценции составляет не более 5% после 48-часового хранения при температуре ниже 50°С; считается, что дозиметр на основе LiF можно использовать при температуре окружающей среды от 0 до 60° С.

Сульфат кальция, активированный марганцем, CaSO₄ -  Мn

Этот тип фосфора имеет простую кривую высвечивания с одним максимумом в районе 80-100° С. Фосфор может быть приготовлен в двух видах: либо в виде спрессованного порошка, либо в виде монокристалла. Способ приготовления влияет на значение пиковой температуры Т₀. Монокристалл имеет значение T₀ около 80° С, а порошок - около 100° С. Кроме того, монокристалл имеет очень небольшой пик около 235° С. Спектр ТСЛ находится в пределах 440-590 нм с максимумом  500 нм.

Нижний предел измерения экспозиционной дозы определяется десятками микрорентген, верхний предел - около 10⁴ Р. Низкая глубина ловушек приводит к заметной зависимости чувствительности дозиметра от мощности дозы. Характер этой зависимости определяется формулой (3.4). На рис.6 показаны результаты измерения дозовой чувствительности от времени облучения для двух значений мощности дозы. В условиях этих опытов постоянная а, входящая в формулу (3.4),  равна 3,5*10^-5 P^-1 в диапазоне мощности дозы 3 мкР/с - 134 Р/с.