β辐射个人剂量当量H制造技术

本发明专利技术涉及一种β辐射个人剂量当量H

【技术实现步骤摘要】
β
辐射个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室及量值传递方法


[0001]本专利技术属于计量测量
，具体为一种β辐射个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室及量值传递方法。

技术介绍

[0002]职业外照射的β辐射个人监测量H
p
(3)是指体表下3mm深处的个人剂量当量，多用于人体眼晶体。围绕眼晶体个人剂量当量H
p
(3)的相关流行病学研究发现，眼晶体白内障的发生概率与介入放射治疗过程中眼晶体的β辐射暴露程度密切相关，为此《国家基本安全标准》中规定了眼晶体的剂量限值。然而，剂量限值是无法用现有设备直接测量的防护量，因此采用能够直接测量给出的运行实用量H
p
(3)。
[0003]目前，我国β辐射个人剂量当量H
p
(3)无法量值溯源，也尚未形成个人剂量当量H
p
(3)监测设备的量值传递标准，难以确保辐射监测设备的测读结果准确可靠，给个人剂量当量H
p
(3)的有效监测带来的诸多问题亟需解决。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种β辐射个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室及量值传递方法，通过该标准电离室及量值传递方法能够确保辐射监测设备的测读结果准确可靠，同时填补国内现阶段个人剂量当量H
p
(3)监测设备的量值传递规范、相关试验方法的空白。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采用的一种技术方案是：
[0006]一种个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室，包括：
[0007]反散射体模，所述反散射体模外形为圆柱体，用于模拟人体头部对β射线的反散射，所述反散射体模一端具有空腔，所述空腔包括上段空腔和下段空腔；
[0008]收集电极，所述收集电极设置在所述下段空腔的底面中部，用于实现信号的收集读取，所述收集电极通过信号引出线连接静电计；
[0009]保护环，所述保护环为中空圆环结构，套设在所述收集电极外，所述保护环的外圆与所述下段空腔的内壁配合；
[0010]在所述下段空腔的和所述上段空腔之间设置有与所述保护环尺寸一致的金属环，所述金属环中间贴有一层入射窗；
[0011]所述反散射体模上端面设置有保护盖，用于模拟人体深度3mm处的组织吸收剂量，所述金属环和所述保护盖之间的空间为自由空气；
[0012]所述入射窗和所述收集电极共同构成探测区域的灵敏区域，所述金属环和所述保护环共同构成充气空腔，所述金属环和所述收集电极通过高压引出线为所述电离室提供平行电场的探测高压，当β辐射进入所述灵敏区域后将自由空气电离并产生正负电荷，其中正电荷在电场作用下漂移至所述收集电极上产生电流信号。
[0013]进一步，如上所述的个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室，所述反散射体模为直径
Φ80～100mm、高15～30mm的圆柱，采用组织等效性好的高聚物材料。
[0014]进一步，如上所述的个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室，所述收集电极为直径Φ35～45mm、厚度0.5～1mm的敷铜镀金PCB板；所述保护环为外径55～65mm、厚度0.5～1mm的PMMA中空圆环，其内径与所述收集电极之间间隔为0.4～0.6mm。
[0015]进一步，如上所述的个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室，所述入射窗为直径35～45mm、厚度30～35μm的石墨薄膜。
[0016]进一步，如上所述的个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室，所述金属环和所述保护盖之间采用45
°
倾角的圆锥台结构。
[0017]一种β辐射个人剂量当量H
p
(3)量值传递方法，所述方法通过上述个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室实现，所述方法包括以下步骤：
[0018]S1、使用仿真模拟方法，建立人体组织和体模的物理模型，通过仿真计算得到典型β核素在所述体模下、
‑
45
°
～+45
°
入射角范围内的吸收剂量
‑
个人剂量当量转换系数数据库；
[0019]S2、将个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室置于β辐射场下，紧邻所述电离室后端放置体模，确保β射线平均入射方向垂直进入所述电离室的灵敏区域，根据静电计实测的电流示数计算得到测量点处对应的吸收剂量D
T
，计算公式为：
[0020][0021][0022]上式中：
[0023]J
a
—累积电荷量；
[0024]—空气的平均电离能；
[0025]和空气的平均质量阻止本领之比；
[0026]—灵敏区域的空气质量；
[0027]k
PT
—温度气压修正因子，其中P和T分别为环境条件下的气压和温度；
[0028]S3、根据步骤S2中所述吸收剂量的测量结果，乘以所述吸收剂量
‑
个人剂量当量转换系数数据库中对应β核素在对应入射角度下的转换系数，得到测量点处个人剂量当量H
p
(3)的约定值；
[0029]S4、将待测个人剂量当量H
p
(3)监测设备置于所述β辐射场下，所述个人剂量当量H
p
(3)监测设备紧贴在所述体模上，使所述监测设备的参考点位于β辐射场中个人剂量当量(率)约定值已知的测量点上，测得所述监测设备对测量点的个人剂量当量(率)读数值，通过计算所述监测设备的相对固有误差、统计涨落和角响应，实现所述个人剂量当量H
p
(3)监测设备的量值传递。
[0030]进一步，如上所述的β辐射个人剂量当量H
p
(3)量值传递方法，步骤S1具体为：
[0031]S11、通过仿真建模软件建立人体组织和体模的物理模型，将设定注量Φ、能量E的单能β粒子从0
°
入射角入射所述物理模型；
[0032]S12、沿辐射场水平方向取所述人体组织内部深度3mm处的小体积元，模拟得到所述小体积元内的能量沉积与质量，计算得到个人剂量当量H
p
(3)，计算公式为：
[0033][0034]式中：
[0035]Q—β粒子品质因子，对于外照射的弱贯穿β粒子而言，Q＝1Sv/Gy；
[0036]dε—小体积元内的能量沉积；
[0037]dm—小体积元的质量；
[0038]S13、仅保留前述深度3mm处的小体积元，去除其它结构模型，模拟得到设定注量Φ、能量E、0
°
入射的单能β粒子在所述小体积元的吸收剂量D
T
；
[0039]S14、根据H
p
(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室，其特征在于，所述电离室包括：反散射体模(1)，所述反散射体模(1)外形为圆柱体，用于模拟人体头部对β射线的反散射，所述反散射体模(1)一端具有空腔，所述空腔包括上段空腔和下段空腔；收集电极(2)，所述收集电极(2)设置在所述下段空腔的底面中部，用于实现信号的收集读取，所述收集电极(2)通过信号引出线连接静电计；保护环(3)，所述保护环(3)为中空圆环结构，套设在所述收集电极(2)外，所述保护环(3)的外圆与所述下段空腔的内壁配合；在所述下段空腔的和所述上段空腔之间设置有与所述保护环(3)尺寸一致的金属环，所述金属环中间贴有一层入射窗(6)；所述反散射体模(1)上端面设置有保护盖(7)，用于模拟人体深度(3)mm处的组织吸收剂量，所述金属环和所述保护盖(7)之间的空间为自由空气；所述入射窗(6)和所述收集电极(2)共同构成探测区域的灵敏区域(5)，所述金属环和所述保护环(3)共同构成充气空腔(4)，所述金属环和所述收集电极(2)通过高压引出线为所述电离室提供平行电场的探测高压，当β辐射进入所述灵敏区域(5)后将自由空气电离并产生正负电荷，其中正电荷在电场作用下漂移至所述收集电极(2)上产生电流信号。2.根据权利要求1所述的个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室，其特征在于，所述反散射体模(1)为直径Φ80～100mm、高15～30mm的圆柱，采用组织等效性好的高聚物材料。3.根据权利要求1所述的个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室，其特征在于，所述收集电极(2)为直径Φ35～45mm、厚度0.5～1mm的敷铜镀金PCB板；所述保护环(3)为外径55～65mm、厚度0.5～1mm的PMMA中空圆环，其内径与所述收集电极(2)之间间隔为0.4～0.6mm。4.根据权利要求3所述的个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室，其特征在于，所述入射窗(6)为直径35～45mm、厚度30～35μm的石墨薄膜。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室，其特征在于，所述金属环和所述保护盖(7)之间采用45
°
倾角的圆锥台结构。6.一种β辐射个人剂量当量H
p
(3)量值传递方法，所示方法通过权利要求1
‑
5任一项所述个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室实现，所述方法包括以下步骤：S1、使用仿真模拟方法，建立人体组织和体模的物理模型，通过仿真计算得到典型β核素在所述体模下、
‑
45
°
～+45
°
入射角范围内的吸收剂量
‑
个人剂量当量转换系数数据库；S2、将个人剂量当量H
p
(3)次级标准电离室置于β辐射场下，紧邻所述电离室后端放置体模，确保β射线平均入射方向垂直进入所述电离室的灵敏区域，根据静电计实测的电流示数计算得到测量点处对应的吸收剂量D
T
，计算公式为：，计算公式为：上式中：J
a
—累积电荷量；
‑
空气的平均电离能；和空气的平均质量阻止本领之比；—灵敏区域的空气质量；k
PT
—温度气压修正因子，其中P和T分别为环境条件下的气压和温度；S3、根据步骤S2中所述吸收剂量的测量结果，乘以所述吸收剂量
‑
个人剂量当量转换系数数据库中对应β核素在对应入射角度下的转换系数，得到测量点处个人剂量当量H
p
(3)的约定值；S4、将待测个人剂量当量H
p
(3)监测设备置于所述β辐射场下，所述个人剂量当量H
p
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胤，王天亮，以恒冠，方登富，刘新昊，陈双强，王桢，段嘉宇，赵元昊，韦应靖，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：