热释光剂量系统是一种先进的辐射剂量测量技术，广泛应用于辐射防护、放射医学、放射生物学、环境科学、考古学以及核电站和核事故应急医学救治等领域。基于热致发光原理工作。某些磷光体材料在制备过程中会加入特定的杂质，形成空穴。当这些材料受到X射线、γ射线、β射线或中子等辐射照射时，会吸收辐射能量并在空穴中储存起来。随后，通过加热这些磷光体材料，储存的能量会以光的形式释放出来，光的强度与吸收的辐射能量成正比。通过测量释放出的光的强度，可以计算出样品所受的辐射剂量。
热释光剂量系统主要由以下部分组成：
一、热释光探测器
种类与特性：这是热释光剂量系统的核心部件，常见的有氟化锂（LiF）、氧化铍（BeO）等材料制成的探测器。不同的热释光材料具有不同的特性和适用范围。例如，LiF探测器对γ射线和X射线有较高的灵敏度，且能量响应较好，能有效区分不同能量的电离辐射；BeO探测器则在高温环境下仍能保持较好的稳定性，适用于一些特殊的高温辐射场测量。
工作原理：当热释光探测器受到电离辐射照射时，晶体内部的电子获得能量后从价带激发到导带，形成自由电子和空穴。这些自由电子和空穴被晶体中的陷阱和复合中心所捕获和存储。在加热过程中，陷阱中的电子获得能量后从陷阱中逸出，与发光中心复合，释放出光子，光子的数量与探测器所吸收的辐射剂量成正比。
二、加热装置
功能与要求：加热装置用于对经过辐射后的热释光探测器进行加热，使其释放出存储的光子。加热装置需要能够精确控制加热温度和升温速率，以满足不同探测器和测量需求。一般来说，加热温度范围在室温至几百摄氏度之间，升温速率可以根据具体情况进行调整，如线性升温或分段升温等方式。
类型与特点：常见的加热装置有电阻丝加热炉、半导体加热片、激光加热等。电阻丝加热炉具有结构简单、成本较低、加热均匀等优点，但升温速率相对较慢；半导体加热片则具有升温速率快、控温精度高的特点，但成本较高；激光加热具有快速、局部加热的优点，适用于一些特殊情况下的快速退火处理。
三、光电转换与测量装置
组成部分与作用：这部分主要包括光电倍增管、光导管、滤光片、放大器和计数器等。光电倍增管用于将热释光探测器释放的微弱光子信号转换为电信号，并进行放大；光导管将光子引导到光电倍增管的阴极上；滤光片用于选择特定波长范围的光子，减少背景光的干扰；放大器进一步放大电信号，以提高信号的强度和信噪比；计数器则用于记录脉冲信号的数量，从而计算出探测器所释放的总光子数，即与辐射剂量相关的数值。
性能要求：光电转换与测量装置需要具有较高的灵敏度、低噪声和稳定的增益。灵敏度决定了系统对微弱光子信号的检测能力，低噪声可以保证测量的准确性，稳定的增益则确保了在不同测量条件下结果的一致性。此外，该装置还需要具备较宽的线性范围，以适应不同强度的辐射测量。
四、数据处理与分析软件
功能模块：数据处理与分析软件是热释光剂量系统的重要组成部分，它负责对测量得到的数据进行处理、分析和存储。该软件通常包括数据采集模块、校准模块、剂量计算模块、数据分析模块和报告生成模块等。数据采集模块用于将计数器输出的数字信号转换为计算机可识别的数据格式；校准模块用于根据已知辐射源对系统进行校准，确定剂量与光子数之间的关系；剂量计算模块根据校准曲线和测量数据计算出样品所接受的辐射剂量。
数据分析与报告功能：数据分析模块可以对多次测量的数据进行统计分析，如平均值、标准偏差、变异系数等，以评估测量结果的可靠性和准确性。报告生成模块则可以根据用户需求生成详细的测量报告，包括辐射剂量、测量时间、测量条件等信息，方便用户查看和使用测量结果。
