一种浅表个人剂量当量H制造技术

本发明专利技术涉及一种浅表个人剂量当量H

【技术实现步骤摘要】
一种浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室与量值传递方法


[0001]本专利技术属于计量测量
，具体为一种浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室与量值传递方法。

技术介绍

[0002]职业外照射的个人剂量监测量通常采用个人剂量当量H
p
(d)，即体表某一指定点下深度d处的软组织剂量当量。对弱贯穿β辐射在人体中的能量沉积情况而言，个人剂量当量的测量对皮肤的建议深度为d＝0.07mm，对眼晶体为d＝3mm，分别记为浅表个人剂量当量H
p
(0.07)和眼晶体个人剂量当量H
p
(3)。
[0003]人体在受到弱贯穿辐射照射时，人体皮肤会受到远高于深层器官或组织剂量的照射，而可能受到损伤，引发放射性疾病。其中，β射线所引起的皮肤损伤所占的比例较大。但β射线很容易发生散射，即使在不厚的皮肤层中，剂量也会发生较大的变化，所以难以对皮肤剂量当量进行估算。由此，国内外针对浅表个人剂量当量测定方法进行广泛深入的讨论。
[0004]然而，目前国内的β辐射剂量当量量值无法溯源，不能保证辐射监测设备的测读结果准确可靠，给个人剂量当量H
p
(0.07)量值传递带来的诸多问题亟需解决。

技术实现思路

[0005]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浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室与量值传递方法，通过该电离室及量值传递方法能够解决目前国内的个人剂量当量Hr/>p
(0.07)无法溯源的问题，确保辐射监测设备的测读结果准确可靠。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采用的一种技术方案是：
[0007]一种浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室，包括：
[0008]反散射体模，所述反散射体模一端面具有圆柱形的凹槽，所述凹槽底面紧贴有一圆环状结构的保护环，所述保护环中心位置设置收集电极，所述收集电极上具有地线和信号线，所述地线连接零电势，所述信号线连接外部的静电计；
[0009]所述反散射体模的凹槽开口处设置有阳极电极板，所述阳极电极板为金属圆环结构，其内外径与所述保护环尺寸一致，所述阳极电极板上具有高压线，所述高压线连接外部探测高压；
[0010]所述阳极电极板的内环上紧贴一层入射窗，所述入射窗作为正电势与所述收集电极施加的零电势形成平行电场，实现避光、导电以及用于模拟深度为0.07mm处的人体组织吸收剂量；
[0011]所述入射窗与所述收集电极共同形成灵敏区域，所述阳极电极板和所述保护环共同构成充气空腔；当β辐射进入所述灵敏区域后，将所述灵敏区域中的自由空气电离产生正负电荷，正负电荷发生漂移，正电荷被所述收集电极收集从而产生电流信号，通过静电计实现信号的读取。
[0012]进一步，如上所述的浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室，所述反散射体模端面上
入射窗的外围还设置有斜边环，所述斜边环的截面为直角梯形，用于防止误触所述入射窗上的高压电场，同时能高效地收集入射的β射线。
[0013]进一步，如上所述的浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室，所述反散射体模为直径Φ80～100mm、高15～30mm的圆柱体，所述凹槽深度为8
‑
12mm。
[0014]进一步，如上所述的浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室，所述收集电极为直径Φ40～50mm、厚度0.5～1mm的敷铜镀金PCB板；所述保护环是由敷铜镀金PCB板制作的中空圆环，其外径与所述反散射体模的凹槽内径相匹配，其内径与所述收集电极之间间隔0.4mm。
[0015]进一步，如上所述的浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室，所述入射窗为石墨薄膜材质，厚度为30um、组织当量为7mg
·
cm2。
[0016]进一步，如上所述的浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室，所述反散射体模和所述斜边环采用组织等效材料。
[0017]一种浅表个人剂量当量H
p
(0.07)的量值传递方法，所述方法通过如上所述的浅表个人剂量当量H
p
(0.07)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，建立反散射体模和人体等效组织体模的物理模型，通过仿真计算得到典型β核素在所述人体等效组织体模下、
‑
60
°
～+60
°
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
(0.07)电离室置于β辐射场下，紧邻所述电离室后端放置所述人体等效组织体模，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]Q
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]m—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
(0.07)的约定值；
[0029]S4、将待测个人剂量当量H
p
(0.07)监测设备置于所述β辐射场下，所述个人剂量当量H
p
(0.07)监测设备紧贴在所述人体等效组织体模上，使所述监测设备的参考点位于所述个人剂量当量Hp(0.07)电离室参考点相同的位置上，测量得到所述监测设备对测量点的个人剂量当量和个人剂量当量率测量值；
[0030]S5、通过对比监测设备给出的个人剂量当量H
p
(0.07)的测量值与步骤S3中电离室给出的个人剂量当量H
p
(0.07)的约定值，计算得到所述监测设备的相对固有误差、统计涨落、能量响应和角响应，从而得到个人剂量当量H
p
(0.07)监测设备的校准因子，实现个人剂量当量H
p
(0.07)的量值传递。
[0031]进一步，如上所述的浅表个人剂量当量H
p
(0.07)量值传递方法，步骤S1具体为：
[0032]S11、通过仿真建模软件建立所述反散射体模和所述人体等效组织体模的组合模型，所述人体等效组织体模采用ISO水板体模，将设定注量Φ、能量E的单能β粒子从0
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅表个人剂量当量H
p
(0.07)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)一端面具有圆柱形的凹槽，所述凹槽底面紧贴有一圆环状结构的保护环(2)，所述保护环(2)中心位置设置收集电极(3)，所述收集电极(3)上具有地线和信号线，所述地线连接零电势，所述信号线连接外部的静电计；所述反散射体模(1)的凹槽开口处设置有阳极电极板(4)，所述阳极电极板(4)为金属圆环结构，其内外径与所述保护环(2)尺寸一致，所述阳极电极板(4)上具有高压线，所述高压线连接外部探测高压；所述阳极电极板(4)的内环上紧贴一层入射窗(5)，所述入射窗(5)作为正电势与所述收集电极(3)施加的零电势形成平行电场，实现避光、导电以及用于模拟深度为0.07mm处的人体组织吸收剂量；所述入射窗(5)与所述收集电极(3)共同形成灵敏区域(6)，所述阳极电极板(4)和所述保护环(2)共同构成充气空腔；当β辐射进入所述灵敏区域(6)后，将所述灵敏区域(6)中的自由空气电离产生正负电荷，正负电荷发生漂移，正电荷被所述收集电极(3)收集从而产生电流信号，通过静电计实现信号的读取。2.根据权利要求1所述的浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室，其特征在于，所述反散射体模(1)端面上入射窗(5)的外围还设置有斜边环(7)，所述斜边环(7)的截面为直角梯形，用于防止误触所述入射窗(5)上的高压电场，同时能高效地收集入射的β射线。3.根据权利要求1所述的浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室，其特征在于，所述反散射体模(1)为直径Φ80～100mm、高15～30mm的圆柱体，所述凹槽深度为8
‑
12mm。4.根据权利要求3所述的浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室，其特征在于，所述收集电极(3)为直径Φ40～50mm、厚度0.5～1mm的敷铜镀金PCB板；所述保护环(2)是由敷铜镀金PCB板制作的中空圆环，其外径与所述反散射体模(1)的凹槽内径相匹配，其内径与所述收集电极(3)之间间隔0.4mm。5.根据权利要求1所述的浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室，其特征在于，所述入射窗(5)为石墨薄膜材质，厚度为30um、组织当量为7mg
·
cm2。6.根据权利要求2
‑
5任一项所述的浅表个人剂量当量H
p
(0.07)电离室，其特征在于，所述反散射体模(1)和所述斜边环(7)采用组织等效材料。7.一种浅表个人剂量当量H
p
(0.07)的量值传递方法，所述方法通过权利要求1
‑
6任一项所述的个人剂量当量H
p
(0.07)电离室实现，所述方法包括以下步骤：S1、使用仿真模拟方法，建立反散射体模和人体等效组织体模的物理模型，通过仿真计算得到典型β核素在所述人体等效组织体模下、
‑
60
°
～+60
°
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
(0.07)电离室置于β辐射场下，紧邻所述电离室后端放置所述人体等效组织体模，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：
上式中：Q
a
—累积电荷量；—空气的平均电离能；—PMMA和空气的平均质量阻止本领之比；m—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
(0.07)的约定值；S4、将待测个人剂量当量H
p
(0.07)监测设备置于所述β辐射场下，所述个人剂量当量H
p
(0.07)监测设备紧贴在所述人体等效组织体模上，使所述监测设备的参考点位于所述个人剂量当量Hp(0.07)电离室参考点相同的位置上，测量得到所述监测设备对测量点的个人剂量当量和个人剂量当量率测量值；S5、通过对比监测设备给出的个人剂量当量H
p
(0.07)的测量值与步骤S3中电离室给出的个人剂量当量H
p
(0.07)的约定值，计算得到所述监测设备的相对固有误差、统计涨落、能量响应和角响应，从而得到个人剂量当量H
p
(0.07)监测设备的校准因子，实现个人剂量当量H
p
(0.07)的量值传递。8.根据权利要求7所述的浅表个人剂量当量H
p<...

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