방사선과 방사능이란? | 원자의 구조 | 방사성붕괴와 방사선 |  방사능과 반감기

방사선의 성질과 물질과의 상호작용 | 방사선량측정 | 방사선검출기 | 방사선장해와 리스크 | 자연방사선 

열형광물질은 고체 섬광물질과 유사한 특성을 갖는데 섬광물질은 여기되었던 전자가 즉시(~10⁸초) 충만대의 정공과 결합하하면서 가시광선을 방출하는 반면 열형광물질은 불순물에 의한 함정의 포텐셜 우물의 깊이가 깊으므로 전자가 함정을 이탈하여 재결합하지 못하고 갇혀있게 된다. 즉 함정에 갇혀있는 전자의 수는 열형광물질이 방사선에 노출된 양에 비례한다. 이 전자는 외부에서 열을 가했을때 함정의 장벽을 넘어 천이하면서 가시광선을 방출한다. 따라서 열형광검출기는 일정기간동안 방사선에 노출한 후 집적된 방사선량을 측정하는 "집적형 검출기"이며 열처리후 재사용이 가능하다.
일반적인 열형광검출기의 방사선량 측정범위는 1uGy~10³Gy 정도이다. 

최근 사용되는 열형광물질은 LiF(Mg, Tl), Li₂B₄O₇(Cu), CaSO₄(Dy), CaSO₄(Mg) 등 여러종류가 있는데 이중 가장 널리 사용되는 것은 LiF(Mg, Tl)이다.
LiF(Mg, Tl)는 Li의 천연 동위원소인 ⁶Li와 ⁷Li의 함량비에 따라 상표명을 부여하고 있다. 즉 ⁶Li의 함량비가 천연 Li와 같이 7.5%인 것을 TLD-100이라고 부르며 열중성자 측정을 위해 중성자에 민감한 ⁶Li을 농축하여 95.6%로 높인 것을 TLD-600이라 부른다. 또 중성자 감응을 줄이기 위해 ⁶Li을 줄여서 0.07% 수준으로 내린 것을 TLD-700이라 한다.

필름뱃지는 사진 필름과 같이 AgBr을 감광물질로 함유한 감광유제를 투명한 폴리에틸렌 또는 유리판에 바른 것이다. 방사선에 필름이 노출되면 AgBr의 이온결합이 끊어지게 된다. 이러한 현상을 감광이라 한다. 감광된 필름을 환원제인 현상액에 넣으면 AgBr 결정에서 Ag와 분리되어 Br이 이탈한 부분에서부터 현상액의 침투가 일어나고 결정내의 AgBr을 아래와 같은 반응으로 환원시켜 Ag입자들을 만들어 은덩어리를 형성한다.

현상된 필름을 정착액에 담그면 유리되지 않은 AgBr이 녹아 나감에 따라 금속인 Ag에 의해 감광의 정도에 따라 흑화도가 구분되어 나타난다.
필름의 흑화도(d)는 다음의 식으로 나타나며 밀도계(densitometer)를 이용하여 측정한다.

여기서 I₀는 필름에 입사되는 빛의 강도이고
              I는 투과한 빛의 강도이다.

필름뱃지의 선량측정 범위는 10mR~수십 R 정도로 비교적 좁은 것이 필름선량계의 단점 중의 하나이다.