Optisch stimuliertes Lumineszenz-Dosimeter

OSL-Dosimeter basieren auf dem Prinzip der optisch stimulierten Lumineszenz. In geeigneten Materialien (typischerweise Aluminiumoxid dotiert mit Kohlenstoff, Al₂O₃:C) führt ionisierende Strahlung zur Anregung von Elektronen, die in metastabilen Energieniveaus ("Fallen") im Kristallgitter gespeichert werden. Durch Bestrahlung mit Licht geeigneter Wellenlänge (meist Laserlicht) werden diese Elektronen wieder freigesetzt und rekombinieren unter Emission von Licht. Die Intensität der emittierten Lumineszenz ist proportional zur absorbierten Energiedosis.

• Exposition: Ionisierende Strahlung erzeugt angeregte Elektronen im Detektormaterial
• Speicherung: Elektronen werden in metastabilen Fallen gespeichert
• Auslesen: Optische Stimulation (Laser/Licht) setzt die Elektronen frei
• Auswertung: Die emittierte Lumineszenz wird gemessen und in eine Dosis umgerechnet

Im Gegensatz zu Thermolumineszenz-Dosimetern erfolgt die Auslese ohne Erwärmung.

OSL-Dosimeter weisen folgende charakteristische Eigenschaften auf:

• sehr hohe Empfindlichkeit (Messbereich bis in den µSv-Bereich)
• großer Messbereich
• keine Echtzeitmessung (passives Dosimeter)
• zerstörungsarme bzw. wiederholbare Auslesung möglich
• geringe Energieabhängigkeit (materialabhängig)
• gute Langzeitstabilität des Signals
• lichtempfindlich (erfordert Schutz vor Umgebungslicht)

Da die Auslese nicht vollständig destruktiv ist, kann die Messung mehrfach wiederholt werden.

Optisch stimulierte Lumineszenz-Dosimeter werden in unterschiedlichen Bereichen zur Messung ionisierender Strahlung eingesetzt. Besonders in der Personendosimetrie haben sie eine große Bedeutung erlangt, da sie häufig zur Überwachung der Strahlenexposition beruflich exponierter Personen verwendet werden und in vielen Anwendungen die Thermolumineszenz-Dosimeter weitgehend ersetzt haben. Auch in der Medizin kommen OSL-Dosimeter zum Einsatz, insbesondere in der Radiologie und Strahlentherapie, wo sie zur Dosisverifikation, Qualitätssicherung sowie zur Messung von Streustrahlung genutzt werden. Darüber hinaus eignen sich OSL-Dosimeter aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit besonders für die Umweltüberwachung, da sie auch sehr niedrige Dosisleistungen zuverlässig erfassen können.