本研究課題主要研究管電壓為(250-600)kV的X射線空氣比釋動能基準裝置石墨空腔電離室,運用實驗和模擬方法計算X射線空氣比釋動能絕對測量計算式中的修正因子�？諝獗柔寗幽苁请婋x輻射基本量,它是電離輻射劑量學(xué)中需要精確測量的量。而且修正因子也是空氣比釋動能國際關(guān)鍵比對中非常重要的比對項目,修正因子的精確測量對保證獲得精確地X射線空氣比釋動能值和減小X射線空氣比釋動能的不確定度具有非常重要的意義。國際上使用的X射線空氣比釋動能絕對測量的裝置都是氣體探測器,主要是自由空氣電離室,目前國際上低能(10-60)kV和中能(60-250)kV兩個能量段X射線空氣比釋動能的基準都是用自由空氣電離室建立的。而石墨空腔電離室,在國際上主要用于137Cs(平均能量661keV)、60Co(平均能量1.25MeV)γ射線空氣比釋動能的絕對測量研究,在γ射線基準裝置中使用石墨空腔電離室原因是石墨空腔電離室對較高能量的射線具有比較好的能量響應(yīng)并且測量中可以達到非常高的精度和穩(wěn)定度,并且測量結(jié)果的不確定度也很低,完全滿足空氣比釋動能量值傳遞和量值溯源的要求。顯然,在光子能量從(250-661)keV能量段在國際比對中還處于空白。本課題就是根據(jù)現(xiàn)有的最大管電壓為600kV的X射線光管,基于實現(xiàn)(10-600)kV整個能量范圍內(nèi)的X射線空氣比釋動能的絕對測量研究,滿足X射線在各個能量范圍的醫(yī)學(xué)診斷、防護、治療和工業(yè)上的應(yīng)用。本人的研究內(nèi)容該依托于中國計量科學(xué)研究院電離輻射研究所的基本科研業(yè)務(wù)專項:(250-450)kV X射線空氣比釋動能基準的研究。根據(jù)設(shè)計加工的石墨空腔電離室材料和結(jié)構(gòu)尺寸,運用EGSnrc程序分別模擬得到球型和球柱球型的石墨空腔電離室?guī)缀谓Y(jié)構(gòu),運用BEAMnrc程序包分別模擬(250-600)kV X射線寬譜、窄譜、高空氣比釋動能三個系列各八個輻射質(zhì)的X射線注量譜,最后運用EGSnrcMP程序包分別模擬計算(250-600)kV X射線石墨空腔電離室在不同能量范圍下的壁修正因子。論文中X射線石墨空腔電離室的射束徑向不均勻修正因子、射束軸向不均勻修正因子、電離室桿散射修正因子、電離室復(fù)合損失修正因子均通過實驗方法測量得到,而電離室的濕度修正因子國際上普遍采用按照電離輻射計量標(biāo)準咨詢委員會CCEMRI(I)給出的推薦值,本文中該修正因子也采用該推薦值。實驗中將球柱球型石墨空腔電離室放置在中能(60-250)kV X射線基準輻射場中,測量CCEMRI(CCRI)250kV規(guī)范下的X射線空氣比釋動能值,測得的空氣比釋動能值與基準值偏差為0.99%。修正因子作為空氣比釋動能計算式中修正項,空氣比釋動能偏差值一定程度也反應(yīng)修正因子準確度。上述的研究工作,在一定程度上完成(250-600)kV X射線石墨空腔電離室空氣比釋動能中修正因子的相關(guān)研究。本文為(250-600)kV X射線石墨空腔電離室空氣比釋動能基準的建立打下了堅實的基礎(chǔ),為X射線各規(guī)范量值的國際比對和國內(nèi)輻射防護和環(huán)境監(jiān)測等各領(lǐng)域的量值傳遞提供了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TL811.1
【部分圖文】：

著 Monte Carlo 模擬的方法的不斷發(fā)展，模擬方法也引入到石墨空因子的測量中來。20 世紀末，國外科學(xué)家就已經(jīng)普遍采用蒙特卡算電離室的壁修正因子(Rogers, D W O et al.，2000)。際上，各國家計量院引入了不同的 Monte Carlo 模擬方法計算壁修且運用試驗方法驗證這些模擬方法,模擬結(jié)果與實驗結(jié)果比較吻合nte Carlo 模擬方法的程序就包括 MCNP4、PENELOPE、EGS4、E修正因子的計算方法的發(fā)展中，Boutillion 和 Niatel 引入了射束的正因子 kan,前期主要是根據(jù)電離室?guī)缀谓Y(jié)構(gòu)和射線源到電離室距該修正因子。后來 Bielajew 和 Rogers 引入了蒙特卡羅方法(Rogers1999)。墨空腔電離室的修正因子值對復(fù)現(xiàn)空氣比釋動能至關(guān)重要，大多數(shù)擁有自己的基準電離室。比如，國際計量局（BIPM）、法國克勒驗室（LNE-LNHB）、德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究院（PTB）、中國計（NIM），常見的石墨空腔電離室結(jié)構(gòu)如圖 1-1、圖 1-2 所示。

-2 法國貝克勒爾實驗室球型石墨空腔電離室結(jié)腔電離室設(shè)計研究上也取得一些研究成果離輻射研究所設(shè)計的137Cs 和60Co γ射線空與過國際關(guān)鍵比對，并且也都分別引入蒙特德紅 等，2016；李濤 等，2015)。通過調(diào)離室總的修正因子中最大修正項，所以對電法研究很多。

圖 1-2 法國貝克勒爾實驗室球型石墨空腔電離室結(jié)構(gòu)圖國內(nèi)在石墨空腔電離室設(shè)計研究上也取得一些研究成果。其中中國計量科究院（NIM）電離輻射研究所設(shè)計的137Cs 和60Co γ射線空氣比釋動能基準空腔電離室均參與過國際關(guān)鍵比對，并且也都分別引入蒙特卡羅方法計算電的壁修正因子(李德紅 等，2016；李濤 等，2015)。通過調(diào)研可知，壁修正作為石墨空腔電離室總的修正因子中最大修正項，所以對電離室壁修正因子擬方法和實驗方法研究很多。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 李婷;吳金杰;方方;葛雙;王佳;肖永亮;;250～600kV段X射線參考輻射裝置構(gòu)建[J];核電子學(xué)與探測技術(shù);2016年03期

2 葛雙;吳金杰;邱小平;陳法君;;工業(yè)鉬靶X射線光機能譜的蒙特卡羅模擬[J];計量學(xué)報;2015年06期

3 李濤;王坤;楊小元;樊鐵栓;;基于石墨圓餅電離室的~(60)Co γ射線空氣比釋動能的絕對測量研究[J];原子能科學(xué)技術(shù);2015年07期

4 張亞飛;;蒙特卡羅模擬及其基本應(yīng)用[J];電腦知識與技術(shù);2013年06期

5 范杰;吳麗萍;趙艷群;王葉;;用EGSnrc程序包對單能電子實驗過程影響因素的研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年05期

6 胡家成;楊小元;楊元第;樊鐵栓;黃斐增;劉鑒常;孫吉寧;葉衛(wèi)國;;球形石墨空腔電離室壁修正因子的測量與驗證[J];中華放射醫(yī)學(xué)與防護雜志;2005年06期

7 徐沔,D.Mosse,J.Gouin;用于~(60)Coγ射線照射量基準的石墨空腔電離室的研制[J];計量學(xué)報;1986年04期

8 郭奕玲;康普頓效應(yīng)[J];大學(xué)物理;1986年03期

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1 鄔蒙蒙;Cs-137γ射線空氣比釋動能絕對測量的研究[D];成都理工大學(xué);2013年

2 王攀;X射線空氣比釋動能基準輻射場的研究[D];成都理工大學(xué);2010年

本文編號：2808549