250～600kV段X射线参考辐射装置构建

设计并构建了250~600 k V段X射线参考辐射装置。使用指形电离室对辐射野平面内各点的剂量率进行了测量,结果显示距X射线管焦斑1.2 m处水平方向均匀性大于95%的辐射野直径为128 mm,竖直方向均匀性大于95%的辐射野直径为118 mm;采用指数拟合法进行了高空气比释动能率系列半值层的测量及同质系数的计算进一步表明:管电压介于400~600 k V辐射质的建立使得X射线基准与137Csγ射线基准在能量上得到了更好地衔接。     

(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。     

250～500 kV X射线窄谱辐射质空气比释动能测量及剂量当量转换系数研究

辐射剂量仪表的准确测量是开展辐射防护工作的重要保障,根据ICRU中规定的实用量要求,需要在特定的参考辐射场中对其进行检定或校准。参考ISO 4037-1:2019,建立250～500 kV X射线窄谱系列参考辐射质,对所建辐射场的均匀性以及相应辐射质下的能谱进行研究。将由EGSnrc模拟的X射线能谱得到所建辐射质下的平均能量、分辨率以及实验测量得到的半值层值与ISO标准推荐值进行比较,结果均满足规范要求,表明新建辐射质准确可靠。利用A5电离室对新建辐射场中的空气比释动能进行测量,再根据X射线能谱信息计算得到的空气比释动能到剂量当量的转换系数,实现空气比释动能到周围剂量当量和个人剂量当量的转换,从而为各类辐射剂量仪表在该高能段的能量响应评价提供了测量条件,保证了量值的准确与可靠。     

治疗水平X射线辐射质的建立

用防水型电离室,在X射线标准辐射场下建立了六个X射线辐射质,通过拟合法得到了半值层,计算了同质系数及有效能量。并对X射线水吸收剂量校准因子进行初步的计算。结果表明:六种辐射质的半值层与检定规范推荐值偏差均在1.8%以内,满足建立辐射质的要求,可为X射线水吸收剂量的研究提供了参考。     

荧光X射线参考辐射的优化

在荧光X射线参考辐射场中,射线的强度和纯度会受到机械装置本身、辐射体厚度、次级过滤厚度、X光机管电压的影响。在优化设计参考辐射装置结构的基础上,通过理论分析计算和蒙特卡罗模拟,得到荧光强度和纯度随辐射体和次级过滤厚度的变化,并对X光机管电压对荧光强度和纯度的影响进行了测量。结果显示:F-Cs这一辐射质,当辐射体Cs2SO4的厚度大于490μm时,荧光强度达到饱和;当次级过滤Te O2的厚度约为327μm时,荧光纯度最高;荧光强度随X光机管电压的升高而增加,纯度随管电压的升高而降低。     

X射线参考辐射装置固有过滤层厚度的测量

固有过滤层厚度是X射线参考辐射装置的重要性能参数之一,需要进行定量测量。本研究以新版本ISO 4037-1标准规范为依据,以N系列辐射质（N-20~N-350）的X射线参考辐射装置为例,通过PTW30013电离室测量不同尺寸次级光阑下的辐射野,建立符合要求的实验环境。结果表明,采用半值层法测量得到该参考辐射装置的固有过滤层厚度为0.122 mm Al;通过增加铝过滤片厚度得出N-40~N-350辐射质下4 mm Al等效固有过滤层厚度;利用单质铝金属和铍金属在不同能量下质能衰减系数的转化关系,得出N-20~N-30辐射质下1 mm铍的等效固有过滤层厚度。本研究结果可为X射线参考辐射装置固有过滤的测量提供一定的参考。     

低空气比释动能率和窄谱系列过滤X射线参考辐射能谱测量和分析

利用HPGe探测器能谱仪对已经建立的低空气比释动能率和窄谱两个系列的过滤X射线参考辐射进行了实验测定,通过蒙卡模拟方法建立了探测系统的模型,模拟计算能量6 keV～305 keV间隔1 keV的响应矩阵,利用反卷能谱法得到参考辐射场的注量谱,进而计算了各参考辐射的平均能量、能量分辨率、半值层、同质系数、从空气比释动能到...     

10-50kV X射线水吸收剂量的测量与研究

X射线水吸收剂量是辐射剂量学的重要物理量,它的精确测量在放射治疗中至关重要。开展低能X射线水吸收剂量的研究与测量,可为完善水吸收剂量溯源体系及扩宽计量部门校准范围提供重要技术支持。确定低能X射线水吸收剂量的测量方法,在辐射场中使用PTW23344电离室对10-50 k V的治疗水平辐射质下的X射线水吸收剂量进行了测量。最终得到了电离室的水吸收剂量刻度因子N_D以及厚度为6 cm有机玻璃前表面的水吸收剂量D_W。本项工作为建立国内X射线水吸收剂量标准及进行国际比对提供了条件和基础。     

医用诊断X射线束半值层和同质系数的研究与测量

介绍了曲线拟合法测量医用诊断X射线半值层和同质系数的方法及相关计算,参照相关国际标准,研究设计了医用诊断X射线测量半值层实验,使用电离室PTW30013测量空气比释动能率,曲线拟合出过滤X射线的衰减曲线,计算出第一半值层HVL1st,第二半值层HVL2nd及同质系数h,通过附加过滤的调整建立了4个诊断X射线辐射束规范,并与IEC 61267报告中RQR系列辐射束规范进行了对比,半值层和同质系数偏差分别好于1.2％和2.2％,获得了与报告中推荐规范同质的辐射束,为诊断X射线基准辐射场绝对测量奠定了基础.     

250~600 kV X射线空气比释动能量值复现方法研究

本文依托250~600 kV X射线光机,建立高能量段的重过滤窄谱X射线辐射质,研制石墨空腔电离室,通过蒙特卡罗模拟和实验测量完成250~600 kV X射线空气比释动能量值复现。在300 kV辐射质下,利用自由空气电离室和石墨空腔电离室完成X射线空气比释动能量值复现,相对标准不确定度分别为0.61%和0.45%,两种方法测量结果相对偏差为0.09%。利用研制的石墨空腔电离室在¹³⁷Cs和⁶⁰Co γ射线基准辐射场中完成空气比释动能的量值复现,结果与基准值的相对偏差分别为0.27%和0.39%,在不确定度范围内等效一致,验证了石墨空腔电离室测量250~600 kV X射线空气比释动能方法的可行性。     

凸度仪校准片厚度序列选取的理论分析和仿真

用一定厚度的校准片进行标定,是X射线测厚设备使用前必须完成的关键工作。选取的校准片越多,系统标定曲线的精度越高,但同时成本也会随之增加。本文以实际构建的X射线热轧钢板凸度测量系统为研究对象,通过TASMIP方法生成X射线能谱,用该能谱对射线经过钢板的衰减规律进行分析,完成了对校准片选取的仿真计算。给出了实际中可应用的厚度序列实例。     

基于N型同轴HPGe探测器获取过滤X射线注量谱

构建ISO 4037?1以外的过滤X射线参考辐射需射束注量谱计算平均能量、分辨率和转换系数等参数。为建立过滤X射线注量谱获取方法,采用N型同轴HPGe探测器测量了N?40?N?250窄谱系列过滤X射线参考辐射并得到了脉冲幅度谱,使用Geant4模拟了探测器对放射源的响应并用实测能谱进行了验证,进而建立了响应矩阵,并通过MAXED软件解谱计算得到了射束的注量谱。由解谱所得注量谱计算的空气比释动能到周围剂量当量和个人剂量当量的转换系数与ISO 4037?3推荐值的相对偏差在0?06%?2?55%之间。