Liều kế quang phát quang OSL là gì? Nguyên lý, cấu tạo và ưu điểm

Liều kế quang phát quang (OSL) là thế hệ liều kế cá nhân mới, đang được dùng ở hơn 100 quốc gia và ngày càng phổ biến tại Việt Nam. Điểm khác biệt lớn nhất: OSL được đọc bằng ánh sáng thay vì nung nóng, nên có thể đọc lại nhiều lần.

OSL là gì?

OSL (Optically Stimulated Luminescence) là hiện tượng quang phát quang: một số vật liệu sau khi bị chiếu xạ sẽ phát ra ánh sáng khi được chiếu bằng ánh sáng có bước sóng phù hợp. Liều kế OSL tận dụng hiện tượng này để đo liều bức xạ cá nhân.

Về cơ chế, OSL giống TLD: bức xạ làm electron bị “bẫy” trong tinh thể, số electron bị bẫy tỉ lệ với liều. Khác biệt nằm ở cách giải phóng chúng — dùng ánh sáng thay vì nhiệt.

Vật liệu Al₂O₃:C

Liều kế OSL cá nhân phổ biến hiện nay dùng nhôm ôxit pha cacbon (Al₂O₃:C), nghiền thành bột và ép giữa hai lớp nhựa mỏng thành các đĩa nhỏ đường kính khoảng 5 mm. Nhôm ôxit bền hoá học, ít chịu ảnh hưởng của môi trường; cacbon pha vào tạo thêm các mức bẫy giúp vật liệu rất nhạy với bức xạ.

Cấu tạo liều kế OSL InLight

Liều kế InLight (Landauer) — loại OSL dùng nhiều trong công nghiệp và y tế — gồm ba phần:

• Vỏ ngoài bằng nhựa polycarbonate (khoảng 74 × 36 × 11 mm), có kẹp đeo.
• Thanh trượt gắn 4 đầu dò OSL (ký hiệu E1–E4) và mã vạch 2D chứa số sê-ri cùng độ nhạy riêng của từng đầu dò.
• Thân liều kế che sáng cho thanh trượt, có 4 phin lọc tương ứng 4 đầu dò: cửa sổ mở, nhựa, nhôm và đồng.

So sánh tín hiệu giữa 4 đầu dò sau các phin lọc khác nhau, phần mềm tính được liều sâu Hp(10), liều thuỷ tinh thể Hp(3), liều da Hp(0,07) và nhận biết thành phần bức xạ beta, đồng thời ước lượng năng lượng tia để hiệu chỉnh kết quả.

Liều kế OSL được đọc như thế nào?

Máy đọc (ví dụ hệ đọc MicroStar) dùng dãy đèn LED phát ánh sáng xanh lá (khoảng 525 nm) chiếu vào từng đầu dò. Electron thoát khỏi bẫy, tái hợp và phát ra ánh sáng xanh lam (khoảng 415 nm). Tấm lọc quang học chặn ánh sáng của đèn LED, chỉ cho ánh sáng phát quang đi tới ống nhân quang điện. Mỗi liều kế đọc mất khoảng hơn chục giây.

Ánh sáng kích thích chỉ giải phóng một phần nhỏ số electron bị bẫy trong mỗi lần đọc, nên thông tin liều không bị xoá — có thể đọc lại để kiểm tra.

Ưu điểm của OSL

• Đọc lại được nhiều lần: kiểm tra lại khi kết quả bất thường, lưu trữ và phân tích liều tích luỹ.
• Độ nhạy cao: theo nhà sản xuất, cao hơn TLD-100 khoảng 40–60 lần; dải đo tuyến tính rộng, khoảng từ 0,05 mSv đến 10 Sv với photon.
• Không cần nung: máy đọc nhỏ gọn, không cần khí nitơ, không có thông số gia nhiệt phải duy trì; độ nhạy đầu dò ổn định vì không bị “lão hoá nhiệt”.
• Mỗi đầu dò có độ nhạy riêng ghi sẵn trong mã vạch, giúp kết quả chính xác hơn.

Nhược điểm của OSL

• Không tương đương mô: Al₂O₃ có nguyên tử số hiệu dụng khoảng 11,3 (mô người khoảng 7,4), nên vật liệu “nhạy” hơn với tia X năng lượng thấp dưới 100 keV. Nhược điểm này được khắc phục bằng hệ phin lọc và thuật toán tính liều của nhà sản xuất.
• Nhạy với ánh sáng: đầu dò phải luôn được che sáng; không tháo thanh trượt ra khỏi thân liều kế.
• Chi phí cao hơn TLD vì liều kế và máy đọc thường phải nhập khẩu.

Radsafe cung cấp liều kế OSL

Radsafe cung cấp và tổ chức đọc liều định kỳ cho liều kế quang phát quang OSL và liều kế nanoDot; đồng thời cung cấp thiết bị đọc liều MicroStar II cho đơn vị cần tự đọc liều. Muốn so với liều kế TLD truyền thống, xem bài Liều kế nhiệt phát quang TLD là gì?

Căn cứ: Luật Năng lượng nguyên tử số 94/2025/QH15; Nghị định số 332/2025/NĐ-CP; Thông tư số 59/2025/TT-BKHCN. Xem thêm: văn bản pháp luật hiện hành.