基于Gafchromic EBT3薄膜的中子与γ辐射剂量学研究：线性剂量模型构建与响应特性分析

本研究针对中子剂量测量中能量依赖性强、次级粒子产生复杂等难题，创新性地采用Gafchromic? EBT3放射性变色薄膜，系统分析了其对不同能量γ射线和中子的剂量响应特性。通过建立线性剂量模型（LDM），首次实现了薄膜光学密度与γ剂量/中子注量的定量关联，为混合辐射场剂量分离提供了新方法，对中子治疗（如BNCT）和辐射防护具有重要应用价值。

　　

在辐射防护和肿瘤放射治疗领域，中子剂量测量始终是技术难点。中子与物质相互作用时会产生高线性能量转移（LET）的次级粒子，其能量沉积过程复杂且伴随γ辐射干扰，传统剂量计难以精准区分混合场成分。Gafchromic? EBT3薄膜虽广泛用于光子剂量测量，但其中子响应机制尚未明确，这限制了其在BNCT等先进疗法中的应用。

为攻克这一难题，国内研究人员在《Radiation Physics and Chemistry》发表的研究中，采用AmBe中子源和⁶⁰Co γ源分别辐照EBT3薄膜，结合光学密度扫描和UV-Vis光谱分析，首次建立了基于薄膜响应特性的线性剂量模型（LDM）。关键技术包括：1）使用屏蔽装置分离中子与γ本底；2）通过633nm激光密度计量化光学密度变化；3）识别580nm特征吸收峰作为中子敏感指标；4）引入谱平均注量-剂量转换因子进行归一化处理。

【Material】
研究揭示EBT3薄膜的28μm活性层含0.6%锂和1.6%铝，其C₂₅H₄₁LiO₂分子链取向变化是显色基础。中子通过⁶Li(n,α)反应产生次级粒子，而γ射线直接引发分子电离。

【Results and discussion】
实验数据显示：1）光学密度与γ剂量（0-10Gy）、快中子注量（10⁶-10⁸n/cm²）均呈线性响应，R²>0.98；2）580nm吸收峰强度对中子特异性敏感；3）LDM模型成功解耦混合场成分，测得中子灵敏度系数为(3.2±0.4)×10^-8 OD·cm²/n。

【Conclusion】
该研究不仅证实EBT3薄膜的双辐射响应特性，更创新性地提出可工程化的剂量解算模型。其意义在于：1）为BNCT治疗计划系统提供新型二维剂量验证工具；2）开创性地利用铝原子增强剂提升中子探测效率；3）建立的LDM框架可推广至其他复合场剂量监测。这项工作将推动放射性变色材料在核医学与辐射安全监测中的革新应用。