一种用于在电子束上开展剂量计性能研究的恒温模体装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于辐射剂量技术领域，公开了一种用于在电子束上开展剂量计剂量学性能研究的恒温模体装置。该装置适用的电子束能量范围为10MeV以上；该装置包括辐照模体、水循环系统及温度控制系统，其中水循环系统分别与辐照模体及温度控制系统连接。该装置可在电子直线加速器引出的电子束流上开展剂量计剂量学性能研究尤其是温度响应研究，以对吸收剂量等剂量学参数进行修正。

【技术实现步骤摘要】
一种用于在电子束上开展剂量计性能研究的恒温模体装置
本专利技术属于辐射剂量
，具体涉及一种用于在电子束上开展剂量计剂量学性能研究的恒温模体装置。
技术介绍
随着辐射加工技术的发展，越来越多的60Coγ辐照装置、电子加速器被建立起来，如何准确、可靠地测量被照产品中所受的吸收剂量，监测和控制辐照装置的工艺参数，提高辐照质量已成为计量监督部门和辐照单位共同关注的问题。目前用于60Coγ射线、电子束中剂量监督测量的剂量计有如液体化学剂量计、辐射变色薄膜剂量计、CTA薄膜剂量计、丙氨酸剂量计等，这些不同种类剂量计辐照时剂量响应可能会受到辐照温度的影响。因此，在研究剂量计剂量学性能时，有必要研究其辐照温度响应，确定剂量计响应随温度的变化趋势。当研究发现该剂量计辐照温度响应系数不可忽略时，有必要对辐照温度进行监测以便对吸收剂量测量结果进行修正。考虑到钴源相对于电子束辐照装置的稳定性，对于低量程(≤104Gy)的剂量计如液体化学剂量计、丙氨酸剂量计等辐照温度响应实验一般在60Coγ射线辐照下进行。而对于高量程(104-106Gy)的剂量计，在做温度响应实验时，由于辐照剂量相当高，如果钴源辐照位置处剂量率低，做一条温度响应曲线耗费的辐照时间就会特别长，可能需要十天甚至更长且费用非常高。而电子束相比钴源，其优势在于辐照剂量率在103-105Gy/s甚至更高，辐照效率高，辐照成本低，基于此，可在电子束上开展高量程(104-106Gy)剂量计的辐照温度响应研究。但尚未在国内外相关文献上查阅到利用电子直线加速器电子束开展剂量计温度响应实验的方法及装置信息。
技术实现思路
(一)专利技术目的根据现有技术所存在的问题，本专利技术提供了一种在电子直线加速器引出的电子束流上开展剂量计剂量学性能研究尤其是温度响应研究的恒温模体装置。(二)技术方案为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术提供的技术方案如下：用于在电子束上开展剂量计剂量学性能研究的恒温模体装置，该装置适用的电子束能量范围为10MeV以上；该装置包括辐照模体、水循环系统及温度控制系统，其中水循环系统分别与辐照模体及温度控制系统连接；所述辐照模体主要包括中间部分的辐照模体主体及位于两侧的进水管、出水管；辐照模体主体为空心长方体形状，主要由密封焊接在一起上面板、下面板和中间框体组成，其中上面板或下面板均可作为辐照面，中间框体的一侧内部焊接有用于放置剂量计容纳柱的剂量计套管及用于放置温度计的温度计套管，剂量计容纳柱中用于放置剂量计；该剂量计套管和温度计套管形状和结构一致，壁厚为0.8～1.2mm，内径为10～12mm，轴向长度为辐照模体上面板长度的1/3～1/2，并且一端密封，另一端开口且与中间框体密封焊接在一起；所述温度计套管的数量为1个以上，用于监测温度分布情况；所述剂量计套管的数量为1个或多个，其径向中心距离辐照面的距离及辐照面的厚度要满足该种电子束能量下剂量计的吸收剂量与辐照面外表面的吸收剂量一致；所述进水管、出水管分别焊接在中间框体的两侧，并且进水管上设置有进水孔，出水管上设置有出水孔；所述水循环系统包括水循环进水管、水循环出水管，其中水循环进水管和水循环出水管的一端分别与辐照模体进水管的进水孔及辐照模体出水管的出水孔连接，另一端与位于控制室的温度控制系统连接；水循环系统控制水流方向从水循环进水管流经辐照模体进水管的进水孔、辐照模体进水管、辐照模体主体、辐照模体出水管、辐照模体出水管的出水孔、水循环出水管流出后再次循环。优选地，所述温度控制系统包括控温范围在0-60℃的可调式控温器和循环水泵，以保证辐照模体中水温恒定不变。优选地，电子束能量为10MeV时，所述剂量计套管和温度计套管的壁厚为1mm，内径为12mm，轴向长度为辐照模体上面板长度的1/2，剂量计套管的其径向中心距离辐照面的距离为21mm，辐照面的厚度为2mm。优选地，所述辐照模体主体的材质为铝。优选地，所述水循环进水管和水循环出水管均覆盖有保温层，且保温层为聚苯乙烯。优选地，所述辐照模体两侧的进水管和出水管均包括U型管，U型管的两端分别与中间框体焊接，U型管的几何中心处焊接有直管，直管上分别设置有进水孔和出水孔。优选地，所述剂量计要预先在恒温模体装置内温度平衡20～40分钟后再进行电子束流辐照。优选地，所述剂量计容纳柱中放置多组剂量计。(三)有益效果本专利技术提供的恒温模体装置适用于10MeV以上的电子束束流下进行剂量计的剂量学性能研究，尤其是温度响应研究，具有的有益效果为：(1)辐照模体主体及位于两侧的进水管和出水管采用焊接方式密封，可保证辐照模体主体内充满水且不泄露，确保剂量计性能研究的准确性。(2)根据电子束流能量大小，设计剂量计套管的径向中心距离辐照面的距离及辐照面的厚度，使该种电子束能量下剂量计的吸收剂量与辐照面外表面的吸收剂量一致；比如10MeV电子束能量下，根据电子束在铝中的剂量-深度分布曲线，设计剂量计套管的壁厚选择为1mm，内径为12mm，剂量计套管的径向中心距离辐照面的距离为21mm，辐照面厚度为2mm，其中剂量计的吸收剂量与辐照面的吸收剂量一致理由是：根据10MeV能量下电子束在铝中的深度-剂量分布曲线，见图2，可计算得到当电子束入射深度达到最佳厚度Ropt，为9.7mm时，该深度处吸收剂量与辐照表面即深度为0时吸收剂量一致。因此对于不同能量电子束，为满足模体套管中剂量计吸收剂量与入射表面吸收剂量的一致要求，可根据相应能量下电子束深度-剂量分布曲线，计算得到最佳厚度Ropt，再通过密度换算确定剂量计套管的径向中心距离辐照面的距离。(3)水循环系统控制水流由进水孔和出水孔进出，并且设置了U型的进水管和出水管，加大了循环水流量，提高了辐照模体主体内温度的一致性。(4)辐照模体主体的材质选择为密度较低的金属铝，耐辐照性能好且易于加工。(5)辐照模体主体上设置有1个或多个剂量计套管和温度计套管，可用于放置剂量计及温度计，可对多个剂量计同时辐照及温度的监测。附图说明图1是本申请提供的辐照模体局部剖面示意图；其中1是温度计套管；2是剂量计容纳柱；3是中间框体；4是进水孔；5是进水管；6是上面板；7是剂量计套管；8是下面板；9是出水管；10是出水孔；图2是本申请提供的10MeV能量的电子束在铝中的深度-剂量分布曲线。具体实施方式下面将结合说明书附图和具体实施方式对本申请作进一步阐述。实施例1用于在电子束上开展剂量计剂量学性能研究的恒温模体装置，电子束能量为10MeV，该装置包括辐照模体、水循环系统及温度控制系统，其中水循环系统分别与辐照模体及温度控制系统连接。所述辐照模体的结构如图1所示，主要包括中间部分的辐照模体主体及位于两侧的进水管5、出水管9；辐照模体主体的材质为铝，形状为空心长方体形状，主要由密封焊接在一起上面板6、下面板8和中间框体3组成，其中上面板6或下面板8均可作为辐照面，中间框体3的一侧内部焊接有用于放置剂量计容纳柱2的剂量计套管7及用于放置温度计的温度计套管1，剂量计容纳柱2中用于放置多组剂量计；该剂量计套管7和温度计套管1形状和壁厚一致，壁厚为1mm，内径为12mm，轴向长度为辐照模体上面板长度的1/2，并且一端密封，另一端开口且与开口四周中间框体3密封焊接在一起；所述温度计套管1的数量本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在电子束上开展剂量计剂量学性能研究的恒温模体装置，其特征在于，该装置适用的电子束能量范围为10MeV以上；该装置包括辐照模体、水循环系统及温度控制系统，其中水循环系统分别与辐照模体及温度控制系统连接；所述辐照模体主要包括中间部分的辐照模体主体及位于两侧的进水管、出水管；所述辐照模体主体为空心长方体形状，主要由密封焊接在一起上面板、下面板和中间框体组成，其中上面板或下面板均可作为辐照面，中间框体的一侧内部焊接有用于放置剂量计容纳柱的剂量计套管及用于放置温度计的温度计套管，剂量计容纳柱用于放置剂量计；该剂量计套管和温度计套管形状和结构一致，壁厚为0.8～1.2mm，内径为10～12mm，轴向长度为辐照模体上面板长度的1/3～1/2，并且一端密封，另一端开口且与中间框体密封焊接在一起；所述温度计套管的数量为1个以上，用于监测温度分布情况；所述剂量计套管的数量为1个或多个，其径向中心距离辐照面的距离及辐照面的厚度要满足该种电子束能量下辐照模体内剂量计的吸收剂量与辐照面外表面的吸收剂量一致；所述进水管、出水管分别焊接在中间框体的两侧，并且进水管和出水管上分别设置有进水孔和出水孔；所述水循环系统包括水循环进水管、水循环出水管，其中水循环进水管和水循环出水管的一端分别与辐照模体进水管的进水孔及辐照模体出水管的出水孔连接，另一端与位于控制室的温度控制系统连接；水循环系统控制水流方向从水循环进水管流经辐照模体进水管的进水孔、辐照模体进水管、辐照模体主体、辐照模体出水管、辐照模体出水管的出水孔、水循环出水管流出后再次循环。...

【技术特征摘要】
1.用于在电子束上开展剂量计剂量学性能研究的恒温模体装置，其特征在于，该装置适用的电子束能量范围为10MeV以上；该装置包括辐照模体、水循环系统及温度控制系统，其中水循环系统分别与辐照模体及温度控制系统连接；所述辐照模体主要包括中间部分的辐照模体主体及位于两侧的进水管、出水管；所述辐照模体主体为空心长方体形状，主要由密封焊接在一起上面板、下面板和中间框体组成，其中上面板或下面板均可作为辐照面，中间框体的一侧内部焊接有用于放置剂量计容纳柱的剂量计套管及用于放置温度计的温度计套管，剂量计容纳柱用于放置剂量计；该剂量计套管和温度计套管形状和结构一致，壁厚为0.8～1.2mm，内径为10～12mm，轴向长度为辐照模体上面板长度的1/3～1/2，并且下端密封，上端开口且与中间框体密封焊接在一起；所述温度计套管的数量为1个以上，用于监测温度分布情况；所述剂量计套管的数量为1个或多个，其径向中心距离辐照面的距离及辐照面的厚度要满足该种电子束能量下辐照模体内剂量计的吸收剂量与辐照面外表面的吸收剂量一致；所述进水管、出水管分别焊接在中间框体的两侧，并且进水管和出水管上分别设置有进水孔和出水孔；所述水循环系统包括水循环进水管、水循环出水管及循环水泵，其中水循环进水管和水循环出水管的一端分别与辐照模体进水管的进水孔及辐照模体出水管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈义珍，陈克胜，张卫东，李明，叶宏生，林敏，徐利军，夏文，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11