108年:醫物幅安(1)

關於熱發光劑量計( TLD )之特性,下列敘述何者正確?

A可迴火後重新使用
B熱發光材料傳導帶與電子陷 阱( traps )之能階差約為 keV 等級
C常用的熱發光材料是硫酸亞鐵
D熱發光材料中,常會加入 Mg 或Ti 作為還原劑( reducing agent )

詳細解析

本題觀念:

熱發光劑量計(thermoluminescent dosimeter, TLD)是利用晶體中電子陷阱(electron traps)儲存輻射能量,加熱後發光測量劑量的儀器。本題考查 TLD 的正確特性,包括可重複使用性、陷阱能階等級、常用材料與摻雜劑的功能。

選項分析

(A) 可迴火後重新使用 ✅(正確答案)

正確。TLD 的一大優點就是可重複使用(reusable)。退火(annealing,又稱迴火)是將 TLD 加熱到高溫(如 LiF:Mg,Ti 約加熱至 400°C),清空所有電子陷阱中的電荷,消除殘留訊號,恢復初始狀態。適當退火後,TLD 晶片可重複使用數百次。

(B) 熱發光材料傳導帶與電子陷阱(traps)之能階差約為 keV 等級

錯誤。電子陷阱的能階差(trap depth)約為 eV 等級(1-3 eV),而非 keV 等級。keV 等級是 X 光光子或核輻射的能量範圍,遠大於晶格能帶結構中的陷阱深度。

(C) 常用的熱發光材料是硫酸亞鐵

錯誤。硫酸亞鐵(ferrous sulfate, FeSO4\text{FeSO}_4)是 Fricke 劑量計(Fricke dosimeter / chemical dosimeter) 的材料,屬於化學劑量計,而非熱發光劑量計。T

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