研究在轨卫星以及空间站、载人飞船等航天器内外辐射环境的电离辐射剂量在线监测技术,建立直观了解不同轨道的辐射环境和实时监测卫星等航天器所受到的累积辐射损伤情况的技术手段,对于空间辐射环境的研究和卫星等航天器的安全保证以及我国目前的载人航天计划的顺利实施都具有重要的意义。本项目的研究目标是制备出用于辐射剂量测量用的光致荧光材料CaS:Ce,Sm,并以此材料为基础,研制可用于空间辐射剂量在线测量的集成光致荧光剂量计。主要包括以下内容1.光致荧光材料的制备方法研究;2.CaS:Ce,Sm材料的光激发特性研究,发光特性研究;3.CaS:Ce,Sm材料辐射剂量学特性研究;4.集成光致荧光剂量计的研究;5.剂量计的在辐射场中的标定;通过以上研究,研制出光致荧光材料及光致荧光剂量计,为空间辐射剂量在线监测提供一种有效的手段。
光致荧光辐射剂量计是近些年来国外出现的一种新的辐射剂量监测技术,它利用激励光源对经过辐照的光致荧光材料进行激励,测量材料发出的荧光强度,在一定范围内与材料受到的辐射剂量成正比关系,可实现对辐射剂量进行在线测量。可根据不同的应用需求,选择不同的激励光源、光电探测元件以及光信号的传输及采集方式,研制不同应用场合的光致荧光剂量计,应用于空间辐射环境剂量在线测量、加速器辐射剂量监测、辐射场及周边环境的辐射情况的动态监测、放射医学个人剂量监测、考古、地质勘探等。本项目主要研究内容包括1.光致荧光材料的制备方法研究;2.光致荧光材料的光谱学特性;3.光致荧光材料辐射剂量学特性研究;4.集成光致荧光剂量计的研究;5.剂量计的在辐射场中的标定;通过以上研究制备出了CaS:Ce,Sm、CaS:Eu,Sm、SrS:Eu,Sm三种光致荧光材料;得到了三种材料的荧光光谱、激发光谱、激励激发光谱以及激励发射光谱完整数据;并利用红外激光器作为激励光源、光电二极管作为光信号的接受及转化器件,设计了信号的采集电路,编制了测试程序,得到了光致荧光辐射剂量计原理样机,对几种材料及测试系统的辐射剂量学特性进行了研究。