一种新型便携式γ辐照准直器及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种新型便携式γ辐照准直器及其设计方法。该新型便携式γ辐照准直器包括：辐照源腔室、屏蔽体和辐照开口；所述辐照源腔室用于容纳不同尺寸的γ辐照源；所述辐照开口用于准直出射所述γ辐照源发射的γ射线；所述辐照源腔室位于所述屏蔽体的中心位置；所述辐照开口贯穿所述屏蔽体，且与所述辐照源腔室连通；所述辐照开口出射的γ射线的均匀性和散射特性满足预设要求。该新型便携式γ辐照准直器能够容纳不同尺寸的γ辐照源，且产生的γ辐射场的均匀性和散射特性满足预设要求，扩大了便携式γ辐射准直器的适用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种新型便携式γ辐照准直器及其设计方法
本专利技术实施例涉及电离辐射剂量学领域，尤其涉及一种新型便携式γ辐照准直器及其设计方法。
技术介绍
γ辐照准直器安装γ放射源后，可提供满足一定技术指标的γ辐射场，常用于食品灭菌消毒、工业探伤检测、电离辐射剂量学研究。目前绝大部分γ辐照准直器都较为笨重，为了保证出射的γ辐射场满足一定的技术要求将其固定在γ辐照实验室。随着电离辐射技术及其应用的发展，在某些特殊的辐照需求中，无法在γ辐照实验室内进行，需要现场或在线作业，因此需要研发设计便携式γ辐照准直器。现有的便携式γ辐照准直器中，γ放射源放置于辐照开口靠近屏蔽体中心一侧，且只能放置特定的γ放射源，不同尺寸的γ放射源，对应不同的γ辐照准直器，因此，针对设计好的γ辐照准直器，只能放置一种尺寸的γ放射源，其适用范围比较窄，适用性比较低；此外，现有的便携式γ辐照准直器中辐照开口背离屏蔽体中心一侧的开口口径比较大，与其配套的辐射衰减片的尺寸比较大，在一些对尺寸有要求的情况下不便使用，限制了该γ辐照准直器的应用场景，进一步影响了便携式γ辐照准直器适用范围。由于γ辐照准直器中的所有尺寸参数的有机结合，才能设计出满足辐射场的均匀性和散射特性的要求的便携式γ辐照准直器，因此，用于放置γ放射源腔室的尺寸及辐照开口背离屏蔽体中心一侧的开口口径不能随意调整，否则便携式γ辐照准直器无法满足辐射场的均匀性和散射特性的要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种新型便携式γ辐照准直器及其设计方法，以扩大便携式γ辐射准直器的适用范围，提高其适用性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种新型便携式γ辐照准直器，该新型便携式γ辐照准直器包括：辐照源腔室、屏蔽体和辐照开口；所述辐照源腔室用于容纳不同尺寸γ辐照源；所述辐照开口用于准直出射所述γ辐照源发射的γ射线；所述辐照源腔室位于所述屏蔽体的中心位置；所述辐照开口贯穿所述屏蔽体，且与所述辐照源腔室连通；所述辐照开口出射的γ射线的均匀性和散射特性满足预设要求。可选的，所述辐照开口背离所述辐照源腔室的一侧为第一开口，所述屏蔽体与所述第一开口的连接处表面为第一表面，所述第一表面平行于所述第一开口。可选的，所述辐照源腔室呈圆柱形；所述圆柱形的底面与所述辐照开口的中心轴平行；所述第一表面以及所述辐照源腔室均沿所述辐照开口的中心轴对称分布。可选的，所述辐照源腔室与所述辐照开口连通的侧壁高度H满足：10mm≤H≤30mm；所述辐照源腔室的底面的直径D满足：8mm≤D≤20mm。可选的，所述屏蔽体还包括第二表面；所述第二表面与所述第一表面连接；所述第二表面呈球形；且所述球形的圆心与所述辐照源腔室的中心重合；所述球形的半径R满足：R≥35mm。可选的，所述辐照开口靠近所述辐照源腔室的一侧为第二开口，所述第二开口的高度W满足：8mm≤W≤20mm。可选的，所述辐照开口的侧壁与所述辐照开口的中心轴的夹角θ满足：20°≤θ≤45°。可选的，沿平行于所述辐照开口的中心轴的方向，所述第一开口与所述第二开口之间的距离L满足：10mm≤L≤35mm。可选的，所述屏蔽体材质包括铅及其合金，钨及其合金或者贫铀及其合金。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种新型便携式γ辐照准直器的设计方法，该方法用于设计第一方面提供的新型便携式γ辐照准直器，包括：通过蒙特卡罗模拟技术构建γ辐照准直器模型；根据田口实验设计方法设计正交实验表；所述正交实验表包括多种γ辐照准直器模型尺寸参数的组合；根据所述γ辐照准直器模型，模拟γ辐照准直器在不同所述γ辐照准直器模型尺寸参数组合下的γ辐射场的均匀性以及散射特性；根据所述田口实验设计方法统计处理模拟结果，选择所述γ辐射场的均匀性以及散射特性满足预设要求的所述γ辐照准直器模型尺寸参数组合，用于设计所述新型便携式γ辐照准直器。本专利技术实施例提供的新型便携式γ辐照准直器，通过在屏蔽体的中心位置设置辐照源腔室以容纳不同尺寸的γ辐照源，设置贯穿屏蔽体且与辐照源腔室连通的辐照开口，以准直出射γ辐照源发射的γ射线，从而实现γ辐射场的准直。辐照开口出射的γ射线的均匀性和散射特性满足预设要求，即准直后的γ辐射场的均匀性和散射特性满足预设要求，综上所述，一个本专利技术实施例提供的新型便携式γ辐照准直器能够适用于不同尺寸的γ辐照源，背离屏蔽体中心一侧的开口口径可以按要求缩小，并且产生的γ辐射场的均匀性和散射特性满足预设要求，因此，能够扩大便携式γ辐照准直器的适用范围，提高其适用性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种新型便携式γ辐照准直器的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种与图1所示的新型便携式γ辐照准直器配套的辐射衰减片的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种新型便携式γ辐照准直器形成的γ辐射场的均匀性的示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种新型便携式γ辐照准直器形成的γ辐射场的散射特性的示意图图5为本专利技术实施例提供的一种新型便携式γ辐照准直器的设计方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。图1为本专利技术实施例提供的一种新型便携式γ辐照准直器的结构示意图。如图1所示，新型便携式γ辐照准直器100包括：辐照源腔室110、屏蔽体120和辐照开口130；辐照源腔室110用于容纳不同尺寸的γ辐照源；辐照开口130用于出射γ辐照源发射的γ射线。辐照源腔室110位于屏蔽体120的中心位置；辐照开口130贯穿屏蔽体120，且与辐照源腔室110连通。辐照开口130出射的γ射线的均匀性和散射特性满足预设要求。具体的，如图1所示，屏蔽体120的中心位置处设置有辐照源腔室110，屏蔽体120的内表面围成辐照源腔室110的表面，辐照源腔室110内可以容纳不同尺寸的γ辐照源，γ辐照源提供一个4π方向的辐射场，即γ辐照源能够向各个方向发射γ射线；辐照开口130贯穿屏蔽体120且与辐照源腔室110连通，即辐照开口130连通辐照源腔室110和外界环境，γ辐照源发射的γ射线仅部分通过辐照开口130出射至外界环境，剩余部分被屏蔽体120吸收，以使γ射线的出射角位于某一角度范围内，因此新型便携式γ辐照准直器100将4π方向的辐射场约束为准直辐射场。需要说明的是，屏蔽体120可采用铅及其合金、钨及其合金和贫铀等辐射屏蔽材料制作而成。辐照开口130出射准直后的γ射线的均匀性和散射特性满足预设要求，即准直后的γ辐射场的均匀性和散射特性满足预设要求，例如：准直后的γ辐射场的均匀性满足距新型便携式γ辐照准直器100中心100cm远处均匀场的直径不小于30cm，均匀场内空气比释动能率相对偏差不超过5％；准直后的γ辐射场的散射特性满足在辐射开口130的中轴线上，空气比释动能率与γ辐照源中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型便携式γ辐照准直器，其特征在于，包括：辐照源腔室、屏蔽体和辐照开口；所述辐照源腔室用于容纳不同尺寸的γ辐照源；所述辐照开口用于准直出射所述γ辐照源发射的γ射线；/n所述辐照源腔室位于所述屏蔽体的中心位置；所述辐照开口贯穿所述屏蔽体，且与所述辐照源腔室连通；/n所述辐照开口出射的γ射线的均匀性和散射特性满足预设要求。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型便携式γ辐照准直器，其特征在于，包括：辐照源腔室、屏蔽体和辐照开口；所述辐照源腔室用于容纳不同尺寸的γ辐照源；所述辐照开口用于准直出射所述γ辐照源发射的γ射线；
所述辐照源腔室位于所述屏蔽体的中心位置；所述辐照开口贯穿所述屏蔽体，且与所述辐照源腔室连通；
所述辐照开口出射的γ射线的均匀性和散射特性满足预设要求。


2.根据权利要求1所述的新型便携式γ辐照准直器，其特征在于，所述辐照开口背离所述辐照源腔室的一侧为第一开口，所述屏蔽体与所述第一开口的连接处表面为第一表面，所述第一表面平行于所述第一开口。


3.根据权利要求2所述的新型便携式γ辐照准直器，其特征在于，所述辐照源腔室呈圆柱形；所述圆柱形的底面与所述辐照开口的中心轴平行；所述第一表面以及所述辐照源腔室均沿所述辐照开口的中心轴对称分布。


4.根据权利要求3所述的新型便携式γ辐照准直器，其特征在于，所述辐照源腔室与所述辐照开口连通的侧壁高度H满足：10mm≤H≤30mm；所述辐照源腔室的底面的直径D满足：8mm≤D≤20mm。


5.根据权利要求4所述的新型便携式γ辐照准直器，其特征在于，所述屏蔽体还包括第二表面；所述第二表面与所述第一表面连接；所述第二表面呈球形；且所述球形的圆心与所述辐照源腔室的中心重合；所述球形的半径R满足：R≥35mm。

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【专利技术属性】
技术研发人员：赵超，何林锋，陆小军，李德红，王遥，
申请(专利权)人：上海市计量测试技术研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31