一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法技术

本发明专利技术涉及一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法,属于辐射防护领域。本发明专利技术所述的方法，包括以下步骤：1)通过实验测量剂量仪在不同能量E1、E2……En光子射线照射下的原始响应K1、K2……Kn；2)列举所有可能的补偿材料并对这些材料在不同能量Ei的光子照射下的线衰减系数μi值进行计算；3)列举出全部可能的补偿材料的空隙率p和厚度t的组合，并代入方程组求解值；4)用户利用计算机程序设置不同的选择条件，从计算结果中选择出符合用户需要的能量补偿方案。本发明专利技术可应用于辐射剂量仪的能量补偿，保证剂量监测准确性，具有实用性。

A Method of Energy Response Compensation Analysis for Radiation Dosimeter

The invention relates to a method for energy response compensation analysis of a radiation dosimeter, which belongs to the field of radiation protection. The method of the invention comprises the following steps: 1) measuring dosimeters at different energies E1, E2, etc. by experiments. Initial Responses to En Photon Rays K1, K2... Kn; 2) Enumerate all possible compensating materials and calculate the linear attenuation coefficient of these materials under photon irradiation with different energy Ei; 3) Enumerate the combination of voidage P and thickness t of all possible compensating materials and substitute them into the solution value of equation group; 4) Users set different selection conditions by computer program to select the energy that meets user's needs from the calculation results. Compensation scheme. The invention can be applied to energy compensation of radiation dosimeter to ensure the accuracy of dose monitoring and has practicability.

【技术实现步骤摘要】
一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法
本专利技术属于辐射防护领域，具体涉及一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法。
技术介绍
辐射剂量仪被广泛应用于核电站、工业无损探伤、职业病预防、部队等存在放射性的工作场所的个人剂量监测，但是未经能量补偿的辐射剂量仪存在不同能量段响应不一致，严重影响测量准确度的问题。从上个世纪五六十年代开始，辐射剂量仪的能量响应补偿就是辐射剂量测量领域的一项重要内容，如何确定能量补偿方案是很多辐射测量设备研发人员需要花费很多心血解决的问题。已有的寻找优化的能量补偿方案的方法除通过大量的实验直接获取数据，从中挑选效果最好的方案外，还包括蒙特卡罗软件分析、数学理论计算等方法。对于蒙特卡罗方法，首先人为给出一个能量补偿方案，然后利用蒙特卡罗方法模拟计算剂量仪的响应情况再根据模拟结果由人做出决策，调整参数后再进行模拟，不断重复上述过程，直到得到合适的结果为止。该方法不仅费时费力，而且人类的思维容易陷入局部最优化，如果实际上存在两种或两种以上的优化的能量补偿方案，该方法往往仅能找到其中一种。除蒙特卡罗方法外，能量补偿方案的确定还可以使用如下数学理论计算方法：根据能量补偿理论，在射线能量为Ei时，剂量仪在无任何补偿措施时的原始响应记为Ki(Ei)，选取某种补偿材料其线衰减系数为μi，设补偿材料的空隙率为p，材料厚度为t，则剂量仪有补偿材料部分的能量响应为空隙部分的能量响应为pKi(Ei)。经过补偿后，在射线能量为Ei时剂量仪能量响应可以表示为：经补偿后的能量响应均应趋于1，即在任何能量Ei下，均应足够小，且越小越好。最小时候的材料ma、该材料的厚度ta以及空隙率pa即为最佳的能量补偿方案参数。上述方程是在能量补偿材料确定以后，即ui确定以后，才可以求解，并不能解决材料选择的问题。而且，在实际应用中，即便能量补偿材料已经确定，该方法也遇到一些问题。例如，由于建立数学方程时，“δi足够小”且“越小越好”的说法在数学上是不太严谨的。由于由i个δ值组成，利用数学公式不能严格描述这一具有模糊性的条件。现在通常是将条件设定为的值最小，认为此条件等同于“最小”，然后看此条件下是否所有的值均足够小。实际中，可能存在一种能量补偿方法，某一个能量点的较大，甚至不能满足辐射监测相关标准要求，但其它能量点的均很小，而且仍然是最小的；而另一种能量补偿方法中，各点的均满足标准要求但都不太低，这时的值较高。此时利用数学方程方法只能求得最小的补偿方法，可能会出现不能满足相关标准要求的“最佳”的能量补偿方法。而实际上，第二种情况是满足标准要求的，但利用数学方法却会将该方案遗漏。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法。该方法利用计算机软件和数学理论计算方法相结合，能够对所有可能的能量补偿方案的补偿结果进行计算，然后从中选择优化的能量补偿方案，保证剂量监测准确性。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法，包括以下步骤：1)测量剂量仪在不同能量E1、E2……En光子射线照射下的原始响应K1、K2……Kn；2)列举所有可能的补偿材料并对这些材料在不同能量Ei的光子照射下的线衰减系数μi值进行计算；3)列举出全部可能的补偿材料的空隙率p和厚度t的组合，并代入方程组(2)求解值；方程组(2)中μ1、μ2……μn表示补偿材料在不同能量处的线衰减系数，δi指能量为Ei的射线入射时对应的δ值；4)设置不同的选择条件，从计算结果中选择出符合用户需要的能量补偿方案。进一步，所述步骤1)的方法包括：输入剂量计原始能量响应，剂量计探头未经补偿时，测量裸探头在不同能量E1、E2……En光子照射下的探测计数值，并归一化到某一能量点。更进一步，所述的能量点是137Cs的γ射线能量662keV。进一步，步骤2)中，所述的补偿材料有锡、铅、铜及其组合。进一步，步骤2)中，以锡、铅、铜作为基础材料，每种材料以1％为变化步长，则有“1+2+3+……+101＝5151”种选择，即第一种材料由0％至100％有101种选择，第一种材料确定后，第二种材料在不大于“1-第一种材料所占的百分数”的范围内选择，前两种材料及其比例确定后，第三种材料即严格确定。进一步，步骤3)中，采用穷举法，列举出所有可能的空隙率p有n种，补偿材料的厚度t为m种，将全部可能的空隙率p和厚度t进行组合，则采用穷举法的组合数为：A＝C1n·C1m(3)进一步，所述的补偿材料空隙率在0-1之间变化，空隙率的最小变化单位是0.1％，其中空隙率为1时补偿无意义，所以空隙率的变化有1000种可能。。进一步，所述的补偿材料厚度的最大值设为5mm，以0.01mm为最小变化单位，其中厚度为0时补偿无意义，所以可列举500种厚度。进一步，步骤4)中，对于每一种能量补偿方案，得到一组δi值，这一组δi值中绝对值最大的那个记为|δi|max，选择|δi|max最小的为该种能量补偿方案。进一步，步骤4)中，或者计算每一种补偿方案得到的一组δi值的平方和选择出其中的最小值作为补偿方案。本专利技术的效果在于：采用本专利技术所述的方法，利用计算机软件和数学理论计算方法相结合，可以对所有可能的能量补偿方案的补偿结果进行计算，然后从中选择优化的能量补偿方案，保证剂量监测准确性。附图说明图1是本专利技术具体实施方式中所述一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步描述。本专利技术提出了一种新的方法，利用计算机程序采用穷举法对所有可能的方案进行计算，并列出所有满足标准要求的能量补偿方案，为剂量当量的准确测量提供支持。一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法，包括以下步骤：1)通过实验测量剂量仪在不同能量E1、E2……En光子射线照射下的原始响应K1、K2……Kn；2)列举所有可能的补偿材料并对这些材料在不同能量Ei的光子照射下的线衰减系数μi值进行计算；3)列举出全部可能的补偿材料的空隙率p和厚度t的组合，并代入方程组(2)求解值；方程组(2)中μ1、μ2……μn表示补偿材料在不同能量处的线衰减系数，δi指能量为Ei的射线入射时对应的δ值；4)用户利用计算机程序设置不同的选择条件，从计算结果中选择出符合用户需要的能量补偿方案。本实施例中，剂量仪能量补偿方案计算机程序实现方法的流程图如图1所示，该方法的具体步骤是：步骤一、输入剂量计原始能量响应，剂量计探头未经补偿时，裸探头在不同能量光子照射下的探测计数值，并归一化到某一能量点，如本实施例中的137Cs的γ射线能量662keV。步骤二、确定补偿材料及其线衰减系数，分析剂量计的归一化原始能量响应曲线，选择合适的补偿材料，主要采用的补偿材料有锡(Sn)、铅(Pb)、铜(Cu)等线衰减系数较大的材料，表1给出了三种材料锡、铅、铜的线衰减系数。确定补偿材料后即可计算相应的线衰减系数。表1不同材料线衰减系数步骤三、补偿材料的选择组合。以锡(Sn)、铅(Pb)、铜(Cu)作为基础材料，每种材料以1％为变化步长，则有“1+2+3+……+101＝5151”种选择(第一种材料由0％至100％有101种选择，第一种材料确定后，第二种材料可在不大于“1-第一种材料所占的百分数”的范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法，包括以下步骤：1)测量剂量仪在不同能量E1、E2……En光子射线照射下的原始响应K1、K2……Kn；2)列举所有可能的补偿材料并对这些材料在不同能量Ei的光子照射下的线衰减系数μi值进行计算；3)列举出全部可能的补偿材料的空隙率p和厚度t的组合，并代入方程组(2)求解值；

【技术特征摘要】
1.一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法，包括以下步骤：1)测量剂量仪在不同能量E1、E2……En光子射线照射下的原始响应K1、K2……Kn；2)列举所有可能的补偿材料并对这些材料在不同能量Ei的光子照射下的线衰减系数μi值进行计算；3)列举出全部可能的补偿材料的空隙率p和厚度t的组合，并代入方程组(2)求解值；方程组(2)中μ1、μ2……μn表示补偿材料在不同能量处的线衰减系数，δi指能量为Ei的射线入射时对应的δ值；4)设置不同的选择条件，从计算结果中选择出符合用户需要的能量补偿方案。2.如权利要求1所述的一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法，其特征是，所述步骤1)的方法包括：输入剂量计原始能量响应，剂量计探头未经补偿时，测量裸探头在不同能量E1、E2……En光子照射下的探测计数值，并归一化到某一能量点。3.如权利要求2所述的一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法，其特征是，所述的能量点是137Cs的γ射线能量662keV。4.如权利要求1至3任一项所述的一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法，其特征是：步骤2)中，所述的补偿材料有锡、铅、铜及其组合。5.如权利要求4所述的一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法，其特征是：步骤2)中，以锡、铅、铜作为基础材料，每种材料以1％为变化步长，则有“1+2+3+……+101＝5151”种选择，即第一种材料由0％至...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨中建，陈宝维，谢伟民，程昊，杨楠，李锦玉，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：山西,14