Mo靶X射线空气比释动能及校准因子测量

使用低能X射线自由空气基准电离室对乳腺Mo靶X射线场的空气比释动能进行量值复现,利用绝对测量方法测得电离电流值,结合相关修正因子计算得到该辐射场中600 mm处四个辐射质的空气比释动能值;在同一点处使用传递电离室RC6M进行测量,得到该电离室的刻度因子,与BIPM所测得的刻度因子相差最大为0.13%,在不确定度范围内相符。     

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。     

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。     

微型X射线管空气比释动能和能谱的测量

为研究微型X射线管的特性,通过电离室测量光管出射口30 cm远处的空气比释动能,使用高纯锗探测器分别测量了Ag过滤和Cu过滤下的X射线能谱。结果表明,空气比释动能随电流的增加有线性增加的趋势,能谱图明显的观察到银的两个特征X射线。完成了微型X射线管空气比释动能和能谱的测量方法以及实验测量的工作,为微型x射线管下辐射质的建立提够了条件基础。     

(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。     

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。     

X射线空气比释动能(诊断水平)标准装置的建立

为了实现诊断水平X射线剂量率值的准确测量,并开展量值的溯源与传递工作,本文根据IEC 61267—2005标准的要求,建立了管电压40~150 kV、剂量率1.0×10^-3~10 Gy/h的X射线空气比释动能(诊断水平)标准装置,实验测量给出了不同辐射质下的辐射场特性,并评定给出了辐射场空气比释动能率的相对扩展不确定度。实验测量结果表明,RQR5辐射质在距离X射线光斑焦点1.0 m处,均匀性＞99.0%的辐射野为ø8.0 cm,均匀性＞95.0%的辐射野为ø10.0 cm;散射对辐射场的贡献＜0.9%;在1.0~5.0 m范围内的距离平方反比律偏差＜2.0%;标准电离室测得辐射场剂量率重复性为0.1%。对RQR2~RQR10系列与RQT8~RQT10系列辐射质的半值层和同质系数进行测量,其半值层偏差不超过±0.09 mm,同质系数偏差不超过±0.02。辐射场空气比释动能率的相对扩展不确定度评定结果为U_rel=3.8%(k=2)。辐射质特性实验测量结果表明,X射线空气比释动能(诊断水平)标准装置的各项性能指标均满足IEC 61267—2005等标准要求。     

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...     

中能治疗水平X射线机发射率常数测定及MC模拟

为研究标准CCRI辐射质下发射率常数的量值以及变化规律,建立了中能治疗水平X射线辐射场,通过自由空气电离室测量空气比释动能率并计算X射线机发射率常数量值。用MC模拟方法模拟出X射线能谱并求得粒子的平均能量。结果表明:治疗水平X射线机发射率常数随电子能量增大而增大,趋势趋于平缓并给出了标准CCRI辐射质下量值;用EGSnrc软件模拟标准CCRI辐射质下X射线能谱,附加过滤阻挡吸收低能粒子会使得能谱向右偏移,粒子数减少但平均能量变大。     

低空气比释动能率X射线参考辐射质的建立

为开展X射线在低剂量率水平下的量值溯源与传递工作,根据国际标准组织技术规范ISO4037-1建立了四个低空气比释动能率X射线参考辐射质,通过实验获得对应辐射质的半值层、能谱、平均能量、有效能量。将实验数据与ISO4037-1报告给出的相应数值作比较,半值层的偏差在5%以内,平均能量的偏差在1.25%以内,有效能量的偏差在1.72%以内,能谱吻合良好,说明实验建立的X射线参考辐射质满足标准规范要求。为后续开展低剂量率X射线量值复现与量值传递方法的研究奠定基础。     

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。     

涂硼电离室的X、γ射线响应特性研究

通过实验研究了X和γ射线空气比释动能率、能量对涂硼电离室的线性、X和γ感应度和补偿特性的影响,研究结果表明:涂硼电离室随X和γ射线空气比释动能率变化在一定范围内保持线性,涂硼电离室的X和γ感应度不仅与射线能量有关,还与射线空气比释动能率有关;涂硼补偿电离室的最佳补偿电压需通过工程实践加以确定。     

环境监测中γ辐射校准因子的使用探讨

简要介绍了计量检测部门对X、γ辐射空气比释动能(吸收剂量)率仪的检定和校准方法,针对由于探测器能量响应差异和检定结果中校准因子(Cf)对监测结果带来的误差进行了实验和探讨,可为进一步做好X、γ辐射空气比释动能(吸收剂量)率仪的监测和校准工作提供参考。     

250～450kV高能X射线空气比释动能不确定度分析

目前,国际上对X射线空气比释动能基准的研究最高只达到400 kV,对于更高能量的X射线尚未建立相应基准。本文对自建立的250~450 kV X射线空气比释动能结果的不确定度进行了分析,分别得到了物理常数、有效测量体积、定位距离、电流测量、温度、气压、修正因子的不确定度。最终得到250~450 kV X射线空气比释动能结果的相对合成标准不确定度为0.31%,扩展不确定度为0.62%(k=2),其中不确定度来源中最大的2个量为电离功和修正因子,满足X射线空气比释动能复现的要求。     

X射线探伤机检定装置的研制

针对检定规程(JJG 40-2001)的要求,研制了-套X射线探伤机的检定装置.该系统主要基于空腔电离理论测量X射线辐射剂量,研制了0.6cc、600cc电离室和监测用特殊探测器(Monitor Speclial Detector,MSD),主要用于X射线探伤机空气比释动能率、辐射角、重复性等参数的检定.     

ISO 4037-2:2019辐射防护-校准剂量仪和剂量率仪及确定其光子能量响应的X和γ参考辐射第2部分:能量范围在8KEV-1、3MEV和4MEV-9MEV辐射防护剂量测定

正该文件规定了能量范围约为8 keV～1.3 MeV和4 MeV～9 MeV,空气比释动能率高于1μGy/h条件下,校准辐射防护仪器X和γ参考辐射剂量的测定程序。该文件也适用于ISO4037-1:2019附录A、B和C中提及的辐射质,但这并不说明该附录中描述的辐射质校准证书需要与ISO 4037提出的要求保持一致。     

胶片扫描法对低能X射线标准辐射场的研究

采用胶片剂量计测量了低能X射线辐射装置距X射线光管焦斑不同距离辐射野的大小,得出在距离光管焦斑1 000 mm的参考面辐射野大小及均匀性,并与二维矩阵电离室扫描结果进行了对比。实验结果表明,在距X射线光源焦斑1 000 mm处,在保证直径为100 mm的均匀野的条件下,非均匀性不大于1.5%。在保证非均匀性不大于5%和50%条件下,均匀野大小分别为130 mm和145 mm,满足了低能X射线空气比释动能基准装置量值复现,国际比对和向下量值传递的要求。     

X射线空气比释动能(治疗水平)标准装置的建立

为开展X射线在治疗水平剂量率下的量值溯源与传递工作,依据IEC 60731—1997标准的要求,建立了管电压为10~250 kV、剂量率范围为1.0×10^-3~10 Gy/h的X射线空气比释动能(治疗水平)标准装置。其中10~60 kV X射线空气比释动能(治疗水平)标准装置在1.0 m处非均匀性小于1%的辐射野为ø60 mm,散射对辐射场贡献小于1.2 %,在距离放射源1~5 m范围内反平方律在2.5 %内符合,使用标准电离室测得装置的稳定性为1.8％、重复性为0.1％。60~250 kV X射线空气比释动能(治疗水平)标准装置在1.0 m处非均匀性小于1%的辐射野为ø80 mm,散射对辐射场贡献小于1.2 %,在距离放射源1~5 m范围内反平方律在1.5 %内符合,使用标准电离室测得装置的稳定性为1.7％、重复性为0.03％。标准装置辐射场空气比释动能率的相对扩展不确定度为3.0％ (k=2),经测量,装置的各项性能指标均满足治疗水平剂量检测仪器的检定/校准要求。     

现场校准用便携式X射线照射装置的优化设计及辐射特性研究

中国原子能科学研究院计量测试部研制了一款用于校准现场固定式X、γ辐射剂量仪的便携式X射线照射装置。首先利用蒙特卡罗软件建立模型,对出射口准直光阑结构进行优化设计,随后,对所建参考辐射场射束范围、均匀性及散射辐射进行模拟计算,并利用TW32005电离室进行了实验验证。在本研究所选辐射质、管电流及参考点-焦斑距离条件下,所建立的辐射场能量范围为60～164 keV,空气比释动能率在0.08～565 mGy/h,周围剂量当量率在0.13～892 mSv/h,为后续利用便携式X射线照射装置开展现场校准技术研究奠定了基础。结果表明,经优化设计后的准直光阑在满足准直限束需求的同时有效减轻了自身重量,便携式X射线参考辐射场特性满足GB/T 12162.1—2000要求,验证了所建模型的正确性及蒙特卡罗方法用于便携式X射线参考辐射场特性研究的有效性。     

长杆电离室校准因子及其残留因子研究

为研究长杆电离室在医学及科研等领域的特性,通过自主研制的可调节光阑控制不同辐射质下长杆电离室的受照长度,对其空气比释动能变化进行研究分析。结果显示长杆电离室的空气比释动能与受照长度成正比关系,并拥有一个残留因子,而且不同辐射质下校准因子和残留因子也有所不同,为仪器设备校准和医学运用等方面提供了科学依据。