Thermolumineszenz-Dosimeter

TLDs basieren auf dem Prinzip der Thermolumineszenz. In geeigneten Kristallen (z.B. Lithiumfluorid) führt ionisierende Strahlung zur Anregung von Elektronen in metastabile Energieniveaus ("Fallen") im Kristallgitter. Diese Elektronen verbleiben dort über längere Zeit stabil. Beim späteren Erhitzen des Materials werden sie freigesetzt und fallen in niedrigere Energieniveaus zurück. Dabei wird Licht emittiert. Die Intensität des emittierten Lichts ist proportional zur zuvor absorbierten Energiedosis.

Der Messablauf erfolgt in mehreren Schritten:

• Exposition: Ionisierende Strahlung erzeugt angeregte Elektronen im Kristallgitter
• Speicherung: Elektronen werden in metastabilen Fallen gespeichert
• Auslesen: Durch kontrolliertes Erhitzen werden die Elektronen freigesetzt und emittieren Licht
• Auswertung: Die gemessene Lichtintensität wird in eine Dosis umgerechnet

Nach dem Auslesen wird das Dosimeter durch erneutes Erhitzen („Ausheizen“) zurückgesetzt und kann wiederverwendet werden.

Thermolumineszenz-Dosimeter zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:

• hohe Empfindlichkeit gegenüber ionisierender Strahlung
• großer Messbereich
• gute Gewebeäquivalenz (insbesondere bei Lithiumfluorid)
• kompakte Bauform
• keine Echtzeitmessung (passives Dosimeter)
• zeitlich integrierende Messung
• wiederverwendbar nach Ausheizen

Die gespeicherte Information kann über längere Zeit stabil bleiben, unterliegt jedoch einem gewissen Signalverlust ("Fading").

Thermolumineszenz-Dosimeter finden in verschiedenen Bereichen Anwendung, in denen ionisierende Strahlung gemessen und überwacht werden muss. Ein zentraler Einsatzbereich ist die Personendosimetrie, bei der TLDs häufig zur Überwachung beruflich exponierter Personen verwendet werden, um deren individuelle Strahlenbelastung zuverlässig zu erfassen. Auch in der Medizin spielen sie eine wichtige Rolle. In der Radiologie und Strahlentherapie dienen sie sowohl der Dosisüberprüfung als auch der Qualitätssicherung und ermöglichen zudem die Messung von Streustrahlung. Darüber hinaus werden TLDs in Forschung und Industrie eingesetzt, wo sie zur präzisen Bestimmung von Dosisverteilungen beitragen, beispielsweise in experimentellen Aufbauten oder bei Materialuntersuchungen.