同步辐射单色X光照射量现场测量系统

为同步辐射单色Ｘ光照射量测量研制出自由空气电离室。设计了现场照射量测量的计算机系统,重点讨论了轮Ｘ射线照射量的测量原理和计算方法。     

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。     

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。     

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。     

治疗水平电离室剂量计X射线能量响应的研究

通过中能X射线(60～250 kV)照射量国家基准,研究电离辐射治疗水平电离室剂量计的能量响应。对有代表性的三种类型电离室剂量计在中能X射线标准辐射场中进行校准,获得X射线能量响应的平均值和标准偏差,结果显示两种类型的电离室能量响应小于4%,能够满足治疗水平电离室国家计量检定规程的要求。     

~（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。     

用于环境辐射剂量测量的圆柱形高气压电离室对光子能量响应的测定

用重过滤X射线束在四个方向上对圆柱形高气压电离室作了能量刻度,射线束的轴线与电离室纵轴的夹角θ分别为0°,43.6°,74°和90°。用数值积分法求得电离室对2π方向均匀照射的能量响应特性。文中还介绍了所用数值积分法的原理。     

一种多阳极电离室的性能测试及初步应用

Bragg峰表征了带电粒子在介质中的能量沉积特性,通过分析带电粒子的分布和锐度可确定其在介质中的能量分布特征和单色性。本文介绍了一种能够快速探测带电粒子束在自由空气中形成的Bragg峰的多阳极电离室的设计原理、性能测试及初步应用。在⁹⁰Sr-⁹⁰Y源形成的β射线场中初步测出了电离室在自由空气中的电压-电流饱和特性、测量的重复性和稳定性,并测出²⁴¹Am源产生的α粒子在自由空气中的射程。初步实验结果表明：该电离室具有良好的饱和特性、测量稳定性和重复性,用它测出的α粒子在空气中的射程与SRIM程序模拟结果能够很好地符合。     

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。     

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。     

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。     

X射线辐射场平方反比规律的研究

X射线辐射场强度随着距离的变化而变化,同一射线在不同距离处其强度是不同的。为了研究X射线辐射场强度和距离的平方反比规律,采用PTW-30013指形电离室进行辐射场均匀性测量,并在均匀的辐射场中用PTW-32002球形电离室进行平方反比规律的验证。结果表明:在对管电压为100kV、120kV、150kV三个防护水平辐射质在不同距离经空气衰减修正后,在一定距离内,X射线辐射场强度能够很好地满足距离的平方反比规律,其相对偏差不超过1%。由于散射光子的影响,平方反比规律误差随着距离的增大而有所增加。对于能量越高的X射线,平方反比规律更好。     

基于ISO 4037-1：2019对60~250 kV窄谱系列X射线参考辐射质的研建

以ISO 4037 1：2019为依托,使用大体积自由空气电离室作为测量器具,采用半值层法建立60~250 kV窄谱系列X射线参考辐射质,实验得出的各辐射质的第1半值层和第2半值层的值均在标准规定的误差范围内。使用高纯锗谱仪对建立的X射线参考辐射质进行测量,得到不同辐射质下的脉冲幅度谱。数据处理和分析结果表明,建立的60~250 kV窄谱系列X射线参考辐射质的谱分辨率、平均光子能量和有效能量与ISO 4037 1：2019的推荐值有较好的一致性。本次实验建立的60~250 kV窄谱系列X射线参考辐射质满足ISO 4037 1：2019要求。     

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。     

球形不锈钢电离室响应实验研究

针对球形不锈钢电离室，开展了一系列实验研究，包括不同充气气体及其不同气压条件下的电离室的能量响应及单位压力灵敏度等。实验气体包括氦气、氮气、氩气、氪气和氙气，原子序数从2到54；充气气压从4kPa到1000kPa；照射射线能量从33keV到1．25MeV。研究结果表明：1）对不锈钢电离室，在充氙气时最灵敏，在相同充气压力下，对137^Cs源和低能射线（83keV）照射，充氙电离室的灵敏度约分别为充氩电离室的5．6倍和55倍；但在实验中发现，对充氙气电离室的灵敏度随压力变化曲线，当射线能量超过205keV时，在计示O．2个大气压处存在拐点，还有待进一步分析。2）从能量响应来看，充氩的最好，充氙的最差，充氦和氮的居中且两者大致相同。     

基于石墨圆饼电离室的~(60)Co γ射线空气比释动能的绝对测量研究

本文研制了一套以圆饼电离室为测量单元的60 Coγ射线空气比释动能测量装置,电离室高压极及收集极均采用石墨材料,空腔体积为6.981 6cm3。实验装置由微弱电流采集系统收集电流信号,采用实验和蒙特卡罗模拟相结合的方法获得装置各物理参数及修正项。在50TBq 60 Co辐照场中,空气比释动能绝对测量的合成标准不确定度为0.24%。该套装置所复现量值与60 Coγ射线空气比释动能国家基准的比值为0.998 7,合成标准不确定度为0.23%。     

软X射线绝对光强测量系统的物理设计

本文介绍软Ｘ射线绝对光强测量系统的物理设计，测量的能区为５０￣２０００ｅＶ。