在低暴露水平下的辐射剂量测量仍然是临床实践和辐射防护中的一个持续挑战。在外照射放疗中，皮肤和表层组织接收到的剂量远低于目标体积，这是由于半影散射和束流入口效应造成的。国际辐射单位和测量委员会（ICRU）建议在70微米深度进行剂量评估，该深度对应于人体皮肤的基底层（Zaider, 1989）。然而，大多数传统剂量计无法准确测量这种几何条件下的皮肤剂量。尽管热释光和光刺激发光剂量计被广泛使用，但它们的厚度通常为0.5至1毫米，且有效原子序数远高于软组织，因此在低能量下会产生不可忽视的干扰（Kry et al., 2020）。放射变色薄膜接近所需的厚度，但由于批次间差异和曲率伪影，使得绝对剂量测量变得复杂（Palmer et al., 2015）。薄石墨箔在表面剂量测量方面显示出一定的潜力（Bradley et al., 2021, 2024a），但由于其与组织的差异、实际操作难度以及固有的不均匀表面结构，其临床应用受到限制。简而言之，目前还没有一种被动剂量计能够同时满足ICRU推荐的70微米深度、接近组织等效性（Zeff ≈ 7.7）、亚毫米厚度以及在亚戈瑞范围内的敏感性的要求。重要的是，市面上有75微米厚的PTFE水管胶带（基本符合ICRU的参考深度），价格便宜且柔韧，正如本文所证明的那样，能够检测α粒子，甚至可能检测到数十微戈瑞的剂量。
聚合物在辐射作用下的变化传统上通过分子量的整体变化来表征，这种变化会因链断裂而减少，因交联而增加（Ashfaq et al., 2020）。在研究的各种聚合物家族中，聚四氟乙烯（PTFE）因其碳-氟键的优异强度和稳定性而受到特别关注，这种键赋予了材料出色的化学和热惰性（Dhanumalayan and Joshi, 2018）。然而，现有的辐射研究主要集中在高工业剂量（kGy）下，主要关注的是机械退化，而在医疗辐射相关的亚毫戈瑞到戈瑞剂量范围内的结构失效是一个现实问题（Mansour and Trari, 2025; Mohammadian-Kohol et al., 2018）。尽管这些研究对工业应用很重要，但PTFE在低剂量照射下的行为以及与医疗辐射相关的亚毫戈瑞到戈瑞剂量范围内的行为却鲜有关注。这一空白促使本研究小组进行了广泛的探索。布拉德利等人证明，超薄PTFE胶带（市场上作为水管胶带出售）在从亚毫戈瑞到几戈瑞的剂量范围内会经历可量化的分子破坏（Bradley et al., 2024b, 2025a, 2025b）。
这些研究使用了三种互补的光谱技术来检测剂量依赖性响应，即傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱和光致发光（PL）。每种技术探测辐射引起的分子变化的不同方面，它们的响应在性质和剂量测量实用性上存在显著差异。到目前为止，缺乏对这些结果的系统比较分析，以解释为什么这三种技术的剂量响应不同，以及它们的综合发现对实际剂量计设计有何启示。本文的目的正是为此。基于布拉德利等人的实验结果（Bradley et al., 2024b, 2025a, 2025b），我们综合了FTIR、拉曼和PL响应的光谱证据，每种技术反映了辐射引起的分子变化的不同方面。这些变化包括C–F键和C–C键振动模式的变化、聚合物主链上的缺陷生成以及与缺陷相关的光致发光现象。我们认为，PL在剂量测量方面是最可行的，因为它的剂量响应在从亚毫戈瑞到几戈瑞的范围内呈线性，而振动光谱得到的信号则是振荡的且受背景噪声限制。
本文研究的材料是JTC公司（马来西亚，ISO9001认证）生产的75微米厚的PTFE水管胶带，符合英国标准BS 7786:2006的要求，它在三种不同的辐照条件下进行了测试，包括乳腺X射线、60Co伽马射线以及来自241Am源的混合α-γ场。表1总结了三个实验系列的辐照条件。以下部分展示了三种读出方式（FTIR、拉曼和光致发光）的累积光谱结果，并根据mGy到Gy剂量范围内的线性和剂量响应可靠性等常见剂量测量标准进行了评估。
