一种用于现场校准的便携式X射线照射装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于现场校准的便携式X射线照射装置，包括移动小车以及安装在移动小车上的X射线照射装置，X射线照射装置包括屏蔽箱，设置在屏蔽箱内的X射线管，安装在屏蔽箱上与X射线管对应的三级钨合金准直光阑，设置在三级钨合金准直光阑一侧的过滤器支架以及安装在过滤器支架上的滤波片，X射线管产生的X射线经过三级钨合金准直光阑和滤波片后射出；屏蔽箱的底部与移动小车的顶部之间安装平移台组件，平移台组件的底部安装升降台组件，平移台组件上安装角位台，角位台安装在屏蔽箱的底部。该装置相比于便携式γ射线照射装置所使用的同位素放射源，便携式X射线照射装置采用的X射线管在运输过程中更为安全方便，断电后无电离辐射。

【技术实现步骤摘要】
一种用于现场校准的便携式X射线照射装置
本专利技术涉及电离辐射领域，尤其是一种用于现场校准的便携式X射线照射装置。
技术介绍
国内核设施中都配备有大量的X、γ辐射剂量(率)仪，这类仪表在人员防护、场所辐射水平监测和环境辐射水平监测中发挥着重要作用。我国相关法律规定，需要对上述仪表进行定期检定和校准，以确保测量结果的可靠性与可溯源性，传统方法是将仪表运送至经国家授权的剂量监督部门进行校准。该方法存在的问题在于，仪表送检周期较长(通常超过一个月)，尤其对于固定式核应急X、γ辐射剂量(率)仪拆卸不便，不利于监测点测量结果的连续性，故对其辐射监测能力产生较大影响。因此，需利用便携式照射装置提供参考辐射场，在核设施现场对X、γ辐射剂量(率)仪进行校准工作。目前，国外已开展电离辐射现场校准相关技术研究，研制了现场校准用简易照射器、便携式γ射线照射装置和检验源等用于提供参考辐射，对固定式γ辐射监测仪表进行校准。美国国家标准与技术研究院(NIST)开发出用于检测水面舰艇上固定式γ辐射剂量仪的新型检验源，该检验源主要由57Co、60Co、137Cs、133Ba和252Cf等放射性核素构成，将其包裹在不锈钢衰减体中以使其各向同性，并分装在直径为15cm的密封球型铝壳内，以增加放射源在水中的浮力，以便检验源意外落海后能够漂浮在水面上，防止放射源丢失。美国SENTINEL公司研制出用于固定式γ辐射监测仪的便携式γ射线照射装置，其出射口配置有衰减器，以便提供不同剂量率的参考辐射场，该装置非常轻便小巧，便于移动和搬运，但由于受到尺寸限制，不可采用活度过大的同位素作为放射源，仅适用于较低量程范围的仪表校准工作。在国内，中国原子能科学研究院计量测试部研制出用于固定式环境γ辐射剂量仪的便携式γ射线照射装置，该装置可内置活度为1.85×108Bq的137Cs同位素放射源，装置总重量38kg，准直场中散射辐射剂量率总占比小于5％，距离放射源1m处辐射场直径±11cm范围内均匀性好于5％。上述便携式γ射线照射装置均利用同位素放射源产生参考辐射，主要由放射源室、放射源升降快门(或操作杆)、铅屏蔽体、光阑准直器、铅塞等几部分组成，通常情况下，放射源内置于放射源室内部，铅塞处于关闭状态，以防止放射源产生的电离辐射泄漏。当待检仪表架设完成后，利用升降快门(或操作杆)将放射源提升至固定位置，移除铅塞，放射源产生的γ射线经准直光阑的限束整形后形成均匀的圆锥形参考辐射场，用于待检仪表的校准。以上的各种装置中，利用同位素放射源作为便携式照射装置的源项，具有放射源丢失的风险，存在运输手续审批困难的缺点。同时，由于放射源时刻都在进行衰变，在使用过程中需对放射源半衰期进行修正。此外，照射装置的升降快门(或操作杆)为手动升降，在放射源升降及移除铅塞的过程中将会对操作者辐射安全产生一定隐患，故限制了其在现场校准工作中的应用。本专利基于以上的技术缺陷，设计一种用于现场校准的便携式X射线照射装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种用于现场校准的便携式X射线照射装置。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下:一种用于现场校准的便携式X射线照射装置，包括移动小车以及安装在移动小车上的X射线照射装置，X射线照射装置包括屏蔽箱，设置在屏蔽箱内的X射线管，安装在屏蔽箱上与X射线管对应的三级钨合金准直光阑，设置在三级钨合金准直光阑一侧的过滤器支架以及安装在过滤器支架上的滤波片，X射线管产生的X射线经过三级钨合金准直光阑和滤波片后射出；所述屏蔽箱的底部与移动小车的顶部之间安装平移台组件，平移台组件的底部安装升降台组件，平移台组件上安装角位台，角位台安装在屏蔽箱的底部，平移台组件适于控制屏蔽箱内的X射线管在X轴、Y轴方向上水平移动，升降台组件适于控制屏蔽箱内的X射线管在Z轴方向上升降移动，角位台适于控制屏蔽箱内X射线管的俯仰角度调节。进一步，所述三级钨合金准直光阑包括光阑外壳、压圈、三级钨合金光阑、隔圈组成，压圈安装在光阑外壳的端部，三级钨合金光阑包括通过隔圈相互间隔的第一级光阑、第二级光阑以及第三级光阑；其中，隔圈由铝合金材料制成，厚度为0.5-2cm，用于将相邻两级光阑隔开，压圈用于将限束光阑整体压紧，三级钨合金光阑的内孔直径随级数增加而增大，最终形成圆锥状X射线出射束。三级钨合金光阑为限束光阑，为了方便调节X射线出射束角度，共设计有五套不同内孔尺寸限束光阑，形成的X射线出射束半张角分别为3°、5°、8°、10°及15°。进一步，屏蔽箱的屏蔽材料为3mm304不锈钢，屏蔽箱上位于X射线管出射口的周围处设置有3mm钨合金屏蔽加强层以加强该位置处的射线屏蔽效果。进一步，所述平移台组件包括安装在升降台组件顶部的X轴平移组件和Y轴平移组件，X轴平移组件包括第一步进电机，与第一步进电机连接的第一滚珠丝杠，安装在第一滚珠丝杠的丝杠套上的X轴平移板，X轴平移板的底部配合安装X轴滑轨；所述Y轴平移组件包括第二步进电机，与第二步进电机连接的第二滚珠丝杠，安装在第二滚珠丝杠的丝杠套上的Y轴平移板，Y轴平移板的底部配合安装Y轴滑轨，Y轴滑轨安装在X轴平移板上。进一步，所述升降台组件包括设置在移动小车顶部的升降台面板，设置在移动小车内的升降气缸，升降气缸通过升降台导柱连接升降台面板的底部，升降台面板位于X轴平移组件的底部，升降台面板的底部设有升降台底座。进一步，所述角位台包括底座，设置在底座内的蜗杆，与蜗杆配合的涡轮，设置在涡轮上方的下台面和上台面，底座的外侧设有与蜗杆端部通过联轴器连接的电机，蜗杆的两端安装轴承，上台面的顶部安装所述屏蔽箱。进一步，所述移动小车的顶部安装两个激光测距仪，使用时，分别使一个激光测距仪位置固定，一个激光测距仪滑动，同时测量移动小车前沿与竖直墙壁之间的距离，以验证X射线照射装置整体与墙面是否保持平行。进一步，所述移动小车的底部安装福马轮、双轴电子水平仪，移动小车上安装控制器和控制面板，控制面板上的按钮对X射线管的三维空间位置以及俯仰角度进行调节；该X射线照射装置还配备有摄像监控装置，摄像监控装置连接远程显示屏。进一步，X射线管产生的X射线经三级钨合金光阑准直整形，并经附加过滤后形成均匀的圆锥形便携式过滤X射线参考辐射场，用于现场校准X、γ辐射剂量仪，采用“准直场”法对被校仪表开展现场校准，具体方法如下：利用传递标准装置(即可溯源至国家基准的次级标准电离室)对便携式过滤X射线参考辐射场各参考点(与X射线机焦斑距离范围0.5m-5m，两相邻参考点间距0.5m)剂量率约定真值D进行定值，该测量在不受墙壁散射影响或者散射可忽略的区域进行；现场校准中，由于被校仪表通常紧贴墙壁放置，需对上述无散射影响条件下得到的剂量率约定真值D进行散射修正，得到经散射修正后的剂量率约定真值D’，则在参考辐射场中被校仪表所在位置的剂量率约定真值D’已知的条件下，仪表的校准因子N可用下式得到：式中：N为被校仪表的校准因子(无量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于现场校准的便携式X射线照射装置，包括移动小车以及安装在移动小车上的X射线照射装置，其特征在于，X射线照射装置包括屏蔽箱，设置在屏蔽箱内的X射线管，安装在屏蔽箱上与X射线管对应的三级钨合金准直光阑，设置在三级钨合金准直光阑一侧的过滤器支架以及安装在过滤器支架上的滤波片，X射线管产生的X射线经过三级钨合金准直光阑和滤波片后射出；/n所述屏蔽箱的底部与移动小车的顶部之间安装平移台组件，平移台组件的底部安装升降台组件，平移台组件上安装角位台，角位台安装在屏蔽箱的底部，平移台组件适于控制屏蔽箱内的X射线管在X轴、Y轴方向上水平移动，升降台组件适于控制屏蔽箱内的X射线管在Z轴方向上升降移动，角位台适于控制屏蔽箱内X射线管的俯仰角度调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于现场校准的便携式X射线照射装置，包括移动小车以及安装在移动小车上的X射线照射装置，其特征在于，X射线照射装置包括屏蔽箱，设置在屏蔽箱内的X射线管，安装在屏蔽箱上与X射线管对应的三级钨合金准直光阑，设置在三级钨合金准直光阑一侧的过滤器支架以及安装在过滤器支架上的滤波片，X射线管产生的X射线经过三级钨合金准直光阑和滤波片后射出；
所述屏蔽箱的底部与移动小车的顶部之间安装平移台组件，平移台组件的底部安装升降台组件，平移台组件上安装角位台，角位台安装在屏蔽箱的底部，平移台组件适于控制屏蔽箱内的X射线管在X轴、Y轴方向上水平移动，升降台组件适于控制屏蔽箱内的X射线管在Z轴方向上升降移动，角位台适于控制屏蔽箱内X射线管的俯仰角度调节。


2.根据权利要求1所述的一种用于现场校准的便携式X射线照射装置，其特征在于，所述三级钨合金准直光阑包括光阑外壳、压圈、三级钨合金光阑、隔圈组成，压圈安装在光阑外壳的端部，三级钨合金光阑包括通过隔圈相互间隔的第一级光阑、第二级光阑以及第三级光阑；
其中，隔圈由铝合金材料制成，厚度为0.5-2cm，用于将相邻两级光阑隔开，压圈用于将限束光阑整体压紧，三级钨合金光阑的内孔直径随级数增加而增大，最终形成圆锥状X射线出射束。


3.根据权利要求2所述的一种用于现场校准的便携式X射线照射装置，其特征在于，屏蔽箱的屏蔽材料为3mm304不锈钢，屏蔽箱上位于X射线管出射口的周围处设置有3mm钨合金屏蔽加强层以加强该位置处的射线屏蔽效果。


4.根据权利要求2所述的一种用于现场校准的便携式X射线照射装置，其特征在于，所述平移台组件包括安装在升降台组件顶部的X轴平移组件和Y轴平移组件，X轴平移组件包括第一步进电机，与第一步进电机连接的第一滚珠丝杠，安装在第一滚珠丝杠的丝杠套上的X轴平移板，X轴平移板的底部配合安装X轴滑轨；
所述Y轴平移组件包括第二步进电机，与第二步进电机连接的第二滚珠丝杠，安装在第二滚珠丝杠的丝杠套上的Y轴平移板，Y轴平移板的底部配合安装Y轴滑轨，Y轴滑轨安装在X轴平移板上。


5.根据权利要求4所述的一种用于现场校准的便携式X射线照射装置，其特征在于，所述升降台组...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐阳，高飞，
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