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)學診斷、防護、治療和工業(yè)上的應用。本人的研究內容該依托于中國計量科學研究院電離輻射研究所的基本科研業(yè)務專項:(250-450)kV X射線空氣比釋動能基準的研究。根據(jù)設計加工的石墨空腔電離室材料和結構尺寸,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構,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,為X射線各規(guī)范量值的國際比對和國內輻射防護和環(huán)境監(jiān)測等各領域的量值傳遞提供了基礎。
【學位單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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,模擬結果與實驗結果比較吻合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構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現(xiàn)空氣比釋動能至關重要，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)邦物理技術研究院（PTB）、中國計（NIM），常見的石墨空腔電離室結構如圖 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腔電離室設計研究上也取得一些研究成果離輻射研究所設計的137Cs 和60Co γ射線空與過國際關鍵比對，并且也都分別引入蒙特德紅 等，2016；李濤 等，2015)。通過調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構圖國內在石墨空腔電離室設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】

相關期刊論文 前8條

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本文編號：2808549