60 Co单源照射装置的蒙特卡罗方法优化设计

参考辐射是辐射剂量监测仪器校准工作必备的条件, 60 Co单源照射装置是产生参考辐射场的重要设备。本文利用蒙特卡罗方法对 60 Co单源照射装置产生的辐射场的均匀性和散射辐射进行模拟计算,完成照射装置中散射腔、准直光阑和快门体等部分的设计并利用PTW电离室对辐射场进行测量。结果表明,辐射场中散射辐射和均匀性与模拟结果符合较好,满足设计要求。     

防护级γ射线参考辐射场的建立及辐射场的测定

本文介绍了本实验室建立的防护级γ射线参考辐射场,并对辐射场进行了测定和评价。对距源1m处空气比释动能率测量,结果表明：18．5 GBq的^137Gs源参考辐射场的空气比释动能率的不确定度为4．6％,74 GBq的^137Cs源参考辐射场的空气比释动能率的不确定度为4．6％,37 GBq的^60Co源参考辐射场的空气比释动能率的不确定度为4．2％。同时也对辐射场大小和均匀性进行测量。这些结果表明散射辐射、辐射场的均匀性均符合ISO 4037的要求。     

γ辐照装置屏蔽方案评价

依据《γ辐照装置的辐射防护与安全规范》,针对典型γ辐照装置升源状态不同辐射照射途经进行计算分析，以验证屏蔽设计的可靠性；对不同照射途经的辐射剂量率进行比较，提出优化屏蔽计算及设计建议。结果表明：(1)该γ辐照装置屏蔽设计方案满足辐射屏蔽要求；(2)屏蔽计算过程中，屏蔽体外天空反散射剂量率贡献大于直射辐射剂量率，迷道入口散射辐射剂量率贡献大于直射辐射剂量率；(3)考虑γ辐照装置工作负荷较大，并遵循辐射防护最优化原则：在屏蔽设计过程中应考虑一次散射照射剂量率贡献，必要时进行局部加厚处理，对于迷道散射设计次数应在5次以上，楼顶区域不建议布置长期人员居留场所。     

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。     

核电站γ辐射剂量仪校准实验室设备设计与研究

核电站在运行过程中需大量的辐射剂量仪,以确保人员和环境的安全。参考辐射是辐射剂量仪校准工作必备的条件,由于核电站运行过程中辐射剂量仪使用数量巨大,因此核电站通常建设γ校准实验室用于辐射剂量仪的校准检定工作。结合蒙特卡罗方法完成了⁶⁰Co单源照射装置和¹³⁷Cs多源照射装置的优化设计,并利用PTW空腔电离室对辐射场的散射比例和均匀性进行测量,结果表明,γ校准实验室的技术参数满足ISO4037标准要求,该设备经建标考核后可用于开展核电站γ辐射剂量仪的校准检定工作。     

强^60Co源辐照装置的最佳源棒排列设计及其辐射场的分布

文章提出了在强~(60)Co源辐照装置里,为了获得最佳的辐射场分布,在双栅板源板上,设计出用单一比度源棒的一种理想可行的源棒排列方案。提出了衡量源棒排列设计的标准,即辐射场的不均匀度和累积照射量率的不均匀度。并绘出了等照射量率的分布曲线。     

便携式^(137)Cs照射装置研制及现场校准实验北大核心CSCD

固定式环境γ辐射剂量率监测仪表是承担环境连续监测任务的主要设备,这类仪表通常不便于拆卸和安装,而且送检周期较长(一周左右),影响了连续监测点数据的连续性。为了固定式仪表的按期校准,结合蒙卡方法研制了便携式137Cs照射装置,利用PTW剂量计对辐射场进行标定,最后利用便携式照射装置对固定式环境γ辐射剂量率监测仪表进行现场校准实验。     

便携式~(137)Cs照射装置研制及现场校准实验

固定式环境γ辐射剂量率监测仪表是承担环境连续监测任务的主要设备,这类仪表通常不便于拆卸和安装,而且送检周期较长(一周左右),影响了连续监测点数据的连续性。为了固定式仪表的按期校准,结合蒙卡方法研制了便携式137Cs照射装置,利用PTW剂量计对辐射场进行标定,最后利用便携式照射装置对固定式环境γ辐射剂量率监测仪表进行现场校准实验。     

核辐射探测实验中核辐射场模拟与安全研究

本文在核辐射探测实验过程中,通过对核辐射探测实验室的辐射场进行模拟和研究,找到减轻核辐射对师生产生危害的办法。通过MCNP5软件进行实验室模型的建立、60Co空间模拟与理论值的对比、对屏蔽材料的类型及其组合方式进行模拟,找出适合的屏蔽材料组合,分析实验中放射源的辐射场剂量率及屏蔽效果。辐射剂量率随着远离放射源而逐渐减弱,在辐照时间相同的情况下,实验室两侧学生受到的辐射剂量是比较大的;单层屏蔽材料的模拟中,Pb的屏蔽效果远远好于SiO2;在3种屏蔽材料组合中,SiO2-Pb-Fe或SiO2-Fe-Pb多层屏蔽材料组合效果较好。在实验中,应尽量采用低能的放射源,增设和使用Pb或SiO2-Fe-Pb组合的屏蔽层,缩短受辐射照射时间,以降低对师生的核辐射照射伤害。     

中能X射线标准辐射场的初步研究

采用石墨空腔电离室NE2561测量了中能X射线标准辐射场各点的剂量率,结果显示在非均匀性不大于1%的条件下,离X射线管焦斑1 200 mm处得到直径约为45 mm的均匀场。采用内插法测量80 kV能量点过滤X射线参考辐射束的第一半值层和第二半值层。结果显示辐射场均匀性和辐射质均符合ISO 4037的要求。     

Monte Carlo Simulation ofScattered Radiation of Free-Field Geometries Gama Reference Radiation Field

Reference radiation filedproduced by isotope source is necessary for calibration of radiation dosemeter. Scattered dose is an important characteristic in the reference radiationfield.How to reduce the scattered dose is an important research of radiationmetrology.Monte Carlo method was used to obtain the dose distribution of openand closed geometries free-field gamma reference radiation field, calculatedthe scattered dose. The calculation was tested by the results acquired in theRadiation Metrology Center in order to find a Monte Carlo method to study thefree-field reference radiation field, the photons scattered in floor, walls,air etc. was also calculated.In addition, the conclusion of this study can alsodo good to the design and construct of the free-field radiation field.     

过滤X射线参考辐射场特性的蒙特卡罗模拟研究及实验验证

为研究过滤X射线参考辐射场特性,利用蒙特卡罗方法对中国原子能科学研究院计量测试部过滤X射线参考辐射场的原级谱、均匀性及散射辐射进行了模拟,并利用PTW球形电离室进行了实验测量。结果表明,蒙特卡罗模拟结果与实验结果符合较好,验证了所建模型的正确性及蒙特卡罗方法对模拟过滤X射线参考辐射场的有效性,为后续模拟研究工作奠定了基础。     

基于模拟植物生长算法的钴源源棒的排列优化

将模拟植物生长算法应用于辐照装置上的源棒的排列优化工作.提出了以参考点群的照射量率的相对标准误差为目标函数来评价源棒排列方案的方法,并对把源棒在源架上的位置坐标x_j和y_j这两类控制变量转换为合适的整形变量做了分析和处理.通过实例计算表明:兼具随机性和方向性搜索机制的模拟植物生长算法具有很好的全局搜索能力,且使用方便;计算结果受初始值影响较小,提高了辐射场的均匀性,这为辐照装置上的源棒的排列优化工作提供了可靠的解决途径.     

Z箍缩X射线源辐射场理论分析

利用Z箍缩等离子体辐射源产生X射线可开展脉冲X射线辐照材料动力学响应及热力学效应研究,而试验面处的辐射功率密度是热力学效应研究中最关心的参数。本文针对Z箍缩产生的软X射线辐射功率密度场分布,以理论分析和数值模拟为手段,将Z箍缩软X射线辐射源分别等效为线光源和朗伯辐射光源,获得了2种等效情况下X射线辐射功率密度场的分布。分析表明,在线光源等效情况下,远场分布为球面分布,符合距离平方反比关系,而近场则近似圆柱面分布,符合距离反比关系;在朗伯辐射光源等效情况下,远场分布为球面余弦调制分布,而近场分布近似圆柱面分布。等效模型分析结果均表明：对于长度为2 cm的Z箍缩软X射线辐射体,当试验样品放置位置距离Z箍缩光源大于5 cm后,试验面处的辐射功率密度即可视为远场情况,符合距离平方反比关系。     

Design and Research of Calibration Laboratory Equipment for Gamma Radiation Dosimeter in Nuclear Power Plant

A large number of radiation dosimeter are needed in nuclear power plant to ensure the safety of personnel and environment. Reference radiation is a necessary condition for the calibration of radiation dosimeter. Due to the large number of radiation dosimeters used in nuclear power plant, gamma calibration laboratory is usually built for the calibration of radiation dosimeter in nuclear power plant. The optimal design of ⁶⁰Co single source irradiation facility and ¹³⁷Cs multi-source irradiation facility was completed by Monte Carlo method. The scattering ratio and uniformity of radiation field were measured by PTW cavity ionization chamber. The results show that the technical parameters of gamma calibration laboratory meet the requirements of ISO4037 standard, and the equipment can be used to carry out the calibration and verification of radiation dosimetes in nuclear power plant after the standard evaluation.     

基于Monte Carlo模拟的γ射线油水气含量测量装置设计

提出了γ射线透射散射法测量油水气含量的方法,用Monte Carlo模拟软件包Geant4模拟了放射源能量、散射探测位置、透射准直孔直径、窗材料和气含量等对透射散射传输系数和灵敏度的影响,根据模拟结果设计了油水气含量测量装置,表明Monte Carlo模拟方法能够为系统优化设计提供理论指导.     

Development of a soft X-ray microprobe for single cell radiobiology

An X-ray microprobe for radiobiological studies was developed which deliver precise doses of radiation to the selected individual cells. The facility used synchrotron radiation as soft X-ray source. A zone plate combining with a pinhole produced a fine probe from bending magnet for single cell irradiating with defined doses. The diameter of microprobe at the target position was about 2 μm by scanning a knife-edge with an AXUV photo diode. The fluxes of soft X-rays at 516.7 eV (2.4 nm) were about 5.4×104 photons/s.100mA measured with the photo diode. The absorbed dose rate for typical yeast cells was about 11.34 Gy/s with the storage current of 100 mA. A preliminary experiment for yeast cells irradiation has shown that the microprobe had a definite biological effect for radiobiological investigations. The soft X-ray microprobe at "water window" region has provided a useful tool for single cell irradiating damage and a capability of individually irradiating a certain numbers of cells each time.