HP(10)次级标准电离室几个重要性能测量及模拟计算

介绍了T34035型H_p(10)次级标准电离室的结构和技术特性,实验测量了H_p(10)次级标准电离室的校准系数N_H和修正因子k(R,α),并评定给出校准系数N_H的相对扩展不确定度为4.6%(k=2),修正因子k(R,α)的相对扩展不确定度为6.0%(k=2)。在辐射质入射角≤75 °时,12～1 250 keV范围内能量响应好于±20%;个人剂量当量率非线性在100 μSv/h～3 Sv/h范围内好于±3%。采用 MCNP5模拟计算了该电离室对部分窄谱N系列和低空气比释动能L系列的k(R,α)值,结果表明计算值与实验测量值之间的相对误差在±6%范围内。说明该电离室性能满足次级标准电离室要求,可以直接用于H_p(10)量值的传递。     

低剂量率X射线辐射质的建立与仪器校准

辐射环境监测仪器的校准是评价仪器性能、保证量值准确可靠的重要方式。为了解决剂量仪表在低剂量率条件下的量值溯源问题,在X射线辐射场中通过进一步增加附加过滤的方式,建立了55 kV、70 kV、100 kV、170 kV和240 kV参考辐射质并测量其能谱,运用序蒙特卡罗程序EGS（Electron Gamma Shower）模拟各辐射质的能谱,计算出辐射质半值层及平均能量,模拟能谱与实测能谱的平均能量相对偏差不超过1.6%。利用大体积球形电离室完成参考点处空气比释动能率的测量,并对常用的辐射环境监测仪器进行了校准。结果表明：随着附加过滤的增加,剂量率逐渐减少,所建立的辐射质剂量率范围为606～4 451 nGy·h^-1,不确定度为6.0%（k=2）;高气压电离室、6150AD剂量率仪校准测量结果不确定度为7.0%（k=2）。     

高气压组织等效电离室用于混合辐射场测量的实验研究

介绍了基于复合理论的组织等效电离室的设计原理,利用该原理设计的区域中子、γ剂量当量仪可使用1个探头间接测量周围剂量当量、吸收剂量和品质因子。利用加速器和标准辐射场对该装置进行测试,测试结果表明,该装置对于中子和γ辐射场,尤其是对于高能γ、热能至几十MeV的中子具有较好的能量响应和较高的灵敏度,在剂量率高于几十μSv/h时,测量不确定度可控制在±50%以内。该系统可为存在中子、γ辐射场的场所提供必要的测量手段和监控技术。     

高剂量率近距离治疗源井型电离室校准

对高剂量率⁶⁰Co近距离治疗放射源参考空气比释动能率进行测量并校准井型电离室。根据国际原子能机构推荐方法利用指型电离室测定参考空气比释动能率标准值,进而对井型电离室校准。参考空气比释动能率标准值为1.061 3×10^-2 Gy·m²·h^-1,井型电离室的校准因子为9.391×10⁵Gy·m²·h^-1·A^-1;⁶⁰Co放射源的参考空气比释动能率标准值的不确定度为2.11%(k=2),井型电离室校准因子的不确定度为2.6%(k=2)。实现了⁶⁰Co近距离治疗放射源参考空气比释动能率的测量及其井型电离室的校准,为高剂量率⁶⁰Co近距离治疗源的临床质控提供了量值保障。     

β剂量仪和个人剂量计校准

介绍了国际标准化组织核能标准化委员会辐射防护分委员会(ISO／TC 85／SC 2)专门针对β剂量仪和个人剂量计校准编制的标准ISO 6980，主要包括三个方面内容：β粒子参考辐射的产生方法，即建立满足要求的β粒子参考辐射；有关表征辐射场基本量(称为参考吸收剂量)的准确测定；场所和个人剂量仪表校准和它们能量响应与角响应的确定。着重介绍表征辐射场基本量即定义在组织板型模体中深度为0．07mm处的组织吸收剂量的准确测定，以及用校准量即定向剂量当量H′(0．07，Ω)和个人剂量当量Hp(0．07，Ω)对β剂量仪和个人剂量计的校准程序。文中同时给出了用外推电离室测量吸收剂量的不确定度估计举例，以及剂量仪校准的合成标准不确定度的组成成分。     

亚太地区中子周围剂量当量（率）仪的校准比对

适当的校准方法是保证中子周围剂量当量（率）仪测量结果准确可靠的重要因素。本文介绍了亚太地区首次中子周围剂量当量（率）仪校准比对APMP.RI(Ⅲ)-S1,以及韩国、澳大利亚、印度、中国台湾、中国大陆、日本和俄罗斯等国家和地区的计量院的放射性核素中子参考辐射场及比对结果。本文利用实验室建立的²⁴¹Am-Be和²⁵²Cf中子源参考辐射场对两台比对传递仪器进行了校准,并将校准结果进行了比较。结果表明,本实验室采用影锥法和距离反平方法的校准因子与比对参考值在不确定度范围内一致。     

用于校准192Ir医用源的阱型电离室

研制了一种用于校准医用192Ir源的阱型电离室。该电离室的灵敏体积约为271 cm3,在极化电压为300 V时,电离室的离子收集效率约为99.96%,总位置灵敏度变化小于0.3%。该阱型电离室对192Ir的响应因子为0.230 nA/GBq,其相对合成不确定度为1.5%,与IAEA校准过的阱型电离室比对,在不确定度范围内一致。     

电离室型氚监测仪实验室校准技术北大核心CSCD

电离室型氚监测仪是监测空气中氚气浓度水平最重要的在线监测设备,为解决国内流气式电离室型氚监测仪的量值传递问题,开展了电离室型氚监测仪校准技术研究。根据质量流量方法建立氚监测仪的实验室校准装置,通过控制充入校准装置标准氚气体积,采用稀释法配制校准用的参考氚气,用于对电离室型氚监测仪进行校准测试;同时在研制的实验室校准装置上开展校准过程影响因素对校准结果影响研究;采用实验室校准装置配制的参考氚气浓度的扩展不确定度为3.2%~3.6%(k=2);SP1400氚监测仪对活度浓度为3.10×10^(3)~1.98×10^(5) Bq/L范围内氚气响应线性良好(r^(2)=0.9993),校准因子为0.97,标准合成不确定度为4.3%~5.0%。氚监测仪实验室校准装置可配制不同活度浓度的氚气,对氚监测仪进行校准操作性较好,易于推广,准确度高。     

水箱中电离法测量X射线水吸收剂量

本文基于电离法对X射线水吸收剂量进行了测量与研究,确定了管电压在100 k V以上的X水吸收剂量射线测量方法。在基准辐射场建立了管电压为100 k V的治疗水平X射线辐射质,通过引用文献插值得到水与空气的质能吸收系数之比和PTW 30013型电离室的扰动因子。基于计算公式得到PTW 30013型电离室的水吸收剂量校准因子,同时在水箱中测量了该辐射质下水深2 cm处的X射线水吸收剂量。     

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。     

250~600 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。     

可作为校准检定用标准剂量计的能量补偿型高气压电离室改进

在电离辐射计量检定工作中,标准剂量计的测量结果通过检定逐级传递到工作计量器具,以实现单位统一和量值准确可靠。由于环境水平γ射线剂量率较低,国际上常用的PTW-UNIDOS系列标准剂量计无法满足需要。针对这一特点,结合蒙特卡罗方法对高气压电离室的X射线、γ射线和宇宙射线响应特性进行模拟计算,进行了能量补偿型高气压电离室改进。测试结果表明:剂量率约30 μGy/h时,能量补偿型高气压电离室在87 keV～1.25 MeV能量范围内相对于¹³⁷Cs γ射线的响应偏差不大于6%,宇宙射线和¹³⁷Cs γ射线的响应偏差不大于10%,在0.5 μGy/h～1 mGy/h范围内相对固有误差为-3%,0.5 μGy/h时的重复性为0.7%,校准因子的不确定度为4%(k=2),可作为环境水平标准剂量计在校准检定工作中使用。     

利用EGS4计算固体电离室的吸收剂量与光子注量的转换因子

利用蒙特卡罗程序EGS4,针对几种特定的γ光子谱,计算了特定形状的LiF固体电离室中空腔辐射敏感元件LiFTLD的吸收剂量-光子注量转换因子;计算结果表明,该转换因子的不确定度主要取决于谱的不确定度;通过对单能光子源的蒙特卡罗计算结果与解析公式计算结果的比较,证明该方法是可靠的,是目前解决此类问题的有效而可行的途径。     

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。     

用蒙特卡罗方法模拟计算高气压电离室对 60Co和 137Cs源的空气吸收剂量率因子

用蒙特卡罗方法模拟计算高气压电离室对⁶⁰Co和¹³⁷Cs源的空气吸收剂量率因子，并在标准参考辐射场中进行对应刻度。计算和刻度结果表明：对¹³⁷Cs点源，高气压电离室空气吸收剂量率因子的计算值与刻度值间的相对偏差为0.65%；对⁶⁰Co点源，两者之间的相对偏差为－5.5%。计算值与刻度值在不确定度内一致。     

重离子束水吸收剂量的电离法实验研究

重离子束水吸收剂量是开展重离子束治疗最基本的物理量。在开展重离子束水吸收剂量的量值复现研究前,需用间接测量的方法开展相关工作以熟悉实验条件。本文用传统电离法开展了能量400 MeV/u、具有6 cm展宽Bragg峰的碳离子束的水吸收剂量测量研究,并评价了重离子束条件下的相关电离室的极化、离子复合修正因子。在电离室的极化和离子复合修正项方面,重离子束水吸收剂量测量的相关不确定度分量显著大于60Co γ辐射水吸收剂量的相关值。用不同电离室测量重离子束水吸收剂量的结果在不确定度允许的范围内符合。以电离室测量为基础,开展更深入的包括量热法绝对测量在内的辐射剂量学研究,对进一步优化重离子束水吸收剂量测量的不确定度至关重要。     

Experimental Study for Absorbed dose to Water of Heavy Ion Beam via Ionization Method

The absorbed-dose to water of heavy ion beam is a fundamental quantity for heavy ion therapy. It is necessary to perform the relevant work with in-direct measurement prior to the study of the reproduction for the absorbed-dose to water of heavy ion beam. The absorbed-dose to water of a carbon ion beam, whose incident energy was 400 MeV/u and spread-out Bragg peak was 6 cm, was studied with conventional ionization method. The correction factors of polarity and ion recombination for the ionization chambers were evaluated with the incident heavy ion beam. The uncertainty components for the measurement of the absorbed-dose to water of heavy ion beam are significantly larger than that of the 60Co γ radiation, in terms of the corrections for the polarity and ion recombination of the ionization chambers. The absorbed-dose to water of heavy ion beam deduced from different ionization chambers is consistent within the acceptance of uncertainty. Based on the measurement with ionization chambers, it is crucial to conduct more intensive research activities of radiation dosimetry including the absolute measurement with calorimetric facility, with the purpose of further optimizing the uncertainty in the measurement for the absorbed-dose to water of heavy ion beam.     

~(60)Co γ射线水吸收剂量量值传递方法初步研究

60Co γ射线水吸收剂量是放射治疗体系的基础物理量,在辐射治疗中发挥着重要作用。开展60 Coγ射线水吸收剂量值传递方法研究,可为我国γ射线水吸收剂量量值体系的建立提供重要技术支持。以PTW-30013电离室、PMMA水箱及三维移动平台为基础,建立量值传递标准装置;结合IAEATRS398报告的要求开展60 Coγ射线水吸收剂量量值传递方法的初步研究。经量值传递后,PTW-30013电离室60 Coγ射线水吸收剂量校准因子的扩展不确定度为0.90%(k=2),辐射计量中心(IAEA次级标准计量实验室)60 Co参考辐射γ射线水吸收剂量的扩展不确定度为1.4%(k=2)。结果表明,该量值传递方法可有效降低次级标准剂量实验室60 Coγ射线水吸收剂量的测量不确定度。     

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。