10～100kV自由空气电离室

介绍了该实验室建立的低能X射线(10～100kV)自由空气电离室。该电离室设计了三个不同宽度的收集极用于不同kV值的X射线测量。电离室测量照射量的总不确定度对25～100kV估计为0.39％(K=1),对10kV估计为0.45％(K=1)。该自由空气电离室与英国NE公司生产的治疗级次级标准剂量计NPL-2560比对,其结果与英国国家物理实验室     

10～100kV自由空气电离室

介绍了该实验室建立的低能X射线(10～100kV)自由空气电离室。该电离室设计了三个不同宽度的收集极用于不同kV值的X射线测量。电离室测量照射量的总不确定度对25～100kV估计为0.39％(K=1),对10kV估计为0.45％(K=1)。该自由空气电离室与英国NE公司生产的治疗级次级标准剂量计NPL-2560比对,其结果与英国国家物理实验室的数据(1983年3月)相比系统偏低,但又略高于国家计量院的数据。这些结果仍在误差1％范围内相符。     

同步辐射X射线自由空气电离室电子损失和散射荧光修正因子的蒙卡模拟

采用了蒙特卡罗程序EGS5对6~20keV同步辐射低能X射线自由空气电离室的电子损失修正因子和散射荧光修正因子进行模拟计算。结果表明,对于能量范围6~20keV的低能X射线,电子损失修正因子的影响可忽略不计;而当能量增加时,荧光散射修正因子数值逐渐增加。     

低能X射线自由空气电离室散射和荧光光子修正因子的研究

为了减少散射和荧光光子在低能X射线自由空气电离室复现空气比释动能的影响,需要引入散射和荧光光子修正因子。运用EGSnrc MC模拟程序中的DOSXYZnrc程序包对6~50 ke V能量范围内X射线自由空气电离室的散射和荧光光子修正因子进行模拟计算,获得散射和荧光光子修正因子的值;参考CCRI的国际比对规范,对低能X射线规范下的5个辐射质的散射和荧光光子修正因子进行了模拟计算,得出散射和荧光光子修正因子的值。研究结果表明:所得散射和荧光光子修正因子不确定度为0.1%,可为低能X射线空气比释动能的国际比对提供数据支持。     

测量照射量(空气比释动能)的自由空气电离室

1 基本原理 为绝对测量照射量而设计的电离室被称为自由空气电离室。由于Χ射线束通过电离室时不会撞击到任何室壁,所以其有效收集体积仅由空气电离柱的直径和收集电场的电力线所限定。在大气压力下,自由空气电离室只限于测量能量低于500kV的光子。这种限制主要是由于随着光子能量的增加,次级电子的最大射程也增加了。如对于~(60)Co的光子,次级电子的最大射程大约增加到5米,因此用1个大气压下的自由空气电离室测量这种能量的光子时,它的尺寸就要很大。 按照照射量的定义,对自由空气电离室的基本要求是:收集沿着所有的次级电子的径迹所形成的离子,这些次级电子是由光子束在围绕被研究点的小块空气体积中释放出来的,并需要测量它们的总电荷。但是直接测量这些电荷是不行的,实际的做法是:让一完全确定的待测量的X射线窄束,从电离室的两极板之间的中央通过,并收集和测量与X射线束的轴线相垂直的两个极板之间所产生的总电离。如果满足电子平衡条件,那么在这两个极板之间所产生的电离量,就几乎等于在所有的次级电子（它们是初级Χ射线在通过两极板之间的空气中释放出来的）径迹上所产生的电离量。所需要作出的小校正,可从理论和实验上加以研究。     

美国国家标准局自由空气电离室空气吸收改正项的测量

本文概括地介绍了美国国家标准局三台自由空气电离室空气吸收改正项的测量工作。提出用抽空系统配合灵敏度较高的薄壁空腔电离室测量上述改正项的实验方法,解决了自由空气电离室本身无法实现在重过滤 X 射线束的低照射量率下精确测定空气吸收改正项的困难。同时用 Attix 方法实测了其它 X 射线束的空气吸收改正项。     

指形电离室的设计

为了得到一个X和γ射线照射量的次级标准,用纯石墨和纯铝制成了指形空腔电离室。电离室的体积是0.97±0.02厘米~3。保护环一直延伸到有效收集体积的末端,以尽可能减小漏电,使电离室可用于低照射量率下的测量。这样造成的效率不确定的附加收集体积大约为0.002厘米~2。初步实验表明,在等效光子能量为27.4—201千电子伏的能区内电离室能量响应不大于3％。文中给出了电离室的设计细节及实验检查的结果。     

高压电离室环境辐射剂量率仪

本文介绍的高压电离室环境辐射剂量率仪,主要用于测量建筑物材料和地层的γ辐射以及宇宙射线带电粒子成分在空气中产生的吸收剂量率。它由能量补偿球形高压电离室、MOS 场效应管静电计和简易数字电压表组成。电离室的平能量响应范围为60—1250keV,剂量率仪稳定性好,灵敏度较高,重量约6kg。     

防护水平低能X射线次级标准电离室的研制

用具有优良导电性能的碳纤维材料经环氧树脂固化制成壁厚０．３６ｍｇ／ｃｍ￣２、直径为１９５ｍｍ的大体积球形电离室。电离室机械强度好、体积稳定、对低能Ｘ射线能量响应好、灵敏度高，它不仅可作为防护水平低能Ｘ射线次级标准实验室的参考电离室，而且也适用于照射量率的现场测量。     

环境γ闪烁照射量率仪

引言在环境γ辐射监测中,要求监测仪器具有足够高的灵敏度、良好的能量响应与角响应,及抗干扰能力强、统计起伏小、功耗低、携带方便等要求。我们对闪烁探测器在环境γ辐射照射量率测量中的应用开展了研制工作,本文对其工作原理、样机性能、及实际应用结果予以介绍。原理简述测量γ辐射场照射量率的基本方法是测量自由空气电离室的电离电流。对低水平环境γ辐射照射量率测量、大都采用高气压电离室以提高探测灵敏度。     

抽真空法测量自由空气电离室空气衰减修正因子

空气衰减对自由空气电离室是最大的修正项,对总的修正因子不确定度影响也大。本文采用钼靶X射线、真空管测试系统和圆柱型自由空气电离室测量电离电流,用EGSnrc(Electron Gamma Shower)程序模拟恒压管对X射线束额外损失的影响;用抽真空法对圆柱型自由空气电离室空气衰减修正因子的测量,修正了实际测量中圆柱型自由空气电离室限束光阑入射面到收集极这段距离的空气衰减,得到准确的电离电流测量值。结果表明:自由空气电离室的电离电流与恒压管的压强成正比,恒压管对于X射线束额外损失小于0.5%;在钼靶X射线基准的4个辐射质条件下测得的圆柱型自由空气电离室空气衰减修正因子与德国物理技术研究院(The Physikalisch-Technische Bundesanstalt,PTB)的测量结果比较,呈现相同的变化趋势,符合实验要求和国际标准。圆柱型自由空气电离室空气衰减修正因子的实验测量对于钼靶X射线空气比释动能的绝对测量具有科学参考价值。     

圆柱形电离室的能响补偿

电离室由于其具有结构简单、使用方便的特点,目前仍被广泛应用于辐射监测领域。用于X、γ射线测量时,必须研究电离室的能量响应,并通过能响补偿使其灵敏度在一定的误差范围内是与入射X、γ射线的能量无关的常数。利用蒙特卡罗方法,模拟计算了圆柱形电离室对X、γ射线的灵敏度和能量响应;并根据计算结果的规律,对圆柱形电离室的能量响应进行了补偿,给出了补偿参数的最优范围。     

80cm大面积位置灵敏电离室探测器系统

由８０ｃｍ大面积位置灵敏电离室与一维位置塑料闪烁体组成的探测器系统首次在中能重离子核反应实验中进行了测试。电离室可以测量较重的低能离子，有较好的粒子鉴别能力，能给出能量信息及两维位置信息。闪烁体能使该系统用于较高能量轻带电粒子的测量，它能给出能量及一维位置信息，与电离室配合可以进行元素鉴别。     

MC法模拟与实验验证高气压电离室能量响应

使用MCNP5对两个高气压电离室进行MC模拟,并完成实验测量,分别得到两个电离室的两种能量响应结果。将模拟结果与实验结果对比发现,两种结果在低能量段差异较大,两个电离室都在48 keV处相对偏差最大;在高能量段差异较小,1号电离室在1 250 keV处相对偏差最大,2号电离室在662 keV处相对偏差最大;两种结果在164～1 250 keV能量段的能量响应整体范围相近。最后分析发现在低能量段差异较大的主要原因是电离室的制造误差和模拟计算能量沉积时产生的计算误差。     

组织等效电离室性能模拟分析

采用对中子和γ辐射具有相似灵敏度的组织等效电离室与对中子不太灵敏而对γ辐射灵敏的无氢电离室配对,组成双电离室探测器,测量反应堆混合场中的中子和γ剂量率,具有较高的测量精度。为给双电离室研制工作提供理论依据,本工作采用MCNP程序对组织等效电离室在不同条件下的γ射线能量响应、灵敏度及其影响因素进行模拟。模拟结果与文献参数比较,一致性较好。     

低能X射线水吸收剂量测量的散射辐射研究

低能X射线常应用于浅层放射治疗,其空气比释动能或水吸收剂量通常采用平板电离室进行测量。为了更好地了解平板电离室在低能X射线校准过程中的响应情况,以及随辐射野变化所引起的散射情况,在低能X射线标准辐射场中,对4个参考辐射质（30 kV、25 kV、50 kV(b)和50 kV(a)）进行了蒙特卡罗模拟,同时对两种常用的PTW23344和PTW23342电离室分别在空气中和模体中进行了校准测量,并改变辐射野大小。结果表明：两种电离室的读数随着辐射野直径增大而增加,但总体趋势逐渐平缓。两种电离室空气读数和模体读数之比随着辐射野直径减小而减少,总体趋势也逐渐平缓。PTW23344电离室在辐射野4.5～9 cm范围的水吸收剂量刻度因子平均增幅是辐射野9～13.5 cm范围的水吸收剂量刻度因子平均增幅的2.85倍;PTW23342电离室在辐射野2.03～4.05 cm范围的水吸收剂量刻度因子平均增幅是辐射野4.05～6.08 cm范围的水吸收剂量刻度因子的平均增幅的1.50倍。低能X射线水吸收剂量测量,要使辐射野完全覆盖电离室灵敏体积,以达到电子平衡测量条件,又不能过大导致过多散射造成伤害。     

(20-300)kV X射线参考辐射装置的建立

为了推进X射线空气比释动能基准量值传递工作的开展,建立了(20-300)kV X射线参考辐射装置。距离X光管焦点1 m的均匀野处,建立了CCRI会议推荐的两组低能X射线参考辐射质50kV(a)和50 kV(b),采用拟合方法测量得到的半值层、同质系数与推荐值相差2%以内。通过蒙卡模拟软件EGSnrc研究两组参考辐射质的能谱分布情况,并计算了其平均能量,分别为33.3和28.1 keV。     

K荧光X参考辐射及其照射量测量

按国际标准ＩＳＯ４０３７研制的Ｋ荧光Ｘ参考辐射，性能基本符合该标准的要求，其能量范围为８．６４－９８．４ｋｅＶ。用校准过的薄窗电离室测量了参考辐射的量率。该参考辐射已用于校准Ｘ，γ剂量仪并剂量率仪并测定其能量响应。     

~（60）Co和~（137）Csγ射线参考辐射场及测定其空气比释动能（率）的系

本实验室建立了６０Ｃｏ和１３７ＣＳγ射线参考辐射场，并研制了不同体积的系列球形石墨空腔电离室，用于测定辐射场的空气比释动能率。对于３０ｃｍ３和５０ｃｍ３电离室，估计总不确定度为０．７４％，与国内照射量标准符合得相当好，与日本国家标准（ＥＴＬ）比对结果也在１％内相符。用这些电离室对本实验室所建立的６０ＣＯ和１３７ＣＳγ射线参考辐射场空气比释动能率（或照射量率）进行测定，与１９９０年ＭＣＤ－１００电离室测量结果都在２％内相符。     

低能重离子薄窗型气体电离室的设计

正为建立低能重核素加速器质谱测量技术,需研发薄窗型气体电离室。对于传统的气体电离室,一般采用Mylar膜,但其厚度需在1μm左右,但低能重核素在这种膜中会损失很大能量(SRIM模拟1.2 MeV的~(129)I穿不过1μm的Mylar膜,如图1所示),导致电离室无法测量低能重离子。为解决这个问题,30nm厚的Si_3N_4膜作为探测器的入射窗,SRIM模拟显示1.2 MeV的~(129)I在30nm厚的Si_3N_4窗中损失的能量为0.113 MeV,满足低能重核素测量要求。在此基础上,开展了低能重核素探测器的设计和建造,结构如图2所示,