磷屏成像的計量性能測試及其在大面積平面源均勻性評價中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2020-02-28 08:39
【摘要】:針對磷屏成像技術(shù)在放射性活度計量領(lǐng)域的應(yīng)用需求,開展了磷屏成像響應(yīng)的重復(fù)性、一致性、時間線性與活度線性研究。結(jié)果表明:成像灰度值重復(fù)性為8.6%(k=2),190mm×200mm的磷屏成像區(qū)域?qū)τ邳c狀源的響應(yīng)一致;磷屏成像的灰度值與照射的時間成正比,相同照射時間所產(chǎn)生的灰度值與源的發(fā)射率也成正比。以這些計量性能結(jié)果為基礎(chǔ),嚴格按照ISO 8769∶2010的均勻性評價規(guī)則對150mm×100mm的大面積源進行了均勻性測量,建立了定量和直觀表達平面源均勻性的方法,從而為改善平面源的制備工藝,建立符合國際標準的大面積源計量器具提供了參考評估方法。
【圖文】:
Eu3+并釋放出電子。射線強度越大,Eu2+放出的電子也越多[6-8]。這些電子進入磷光晶體的導(dǎo)帶中,被溴原子的空穴俘獲,相當(dāng)于將射線能量儲存起來,曝光過程等效于將能量暫時存儲于磷屏。當(dāng)用約650nm波長的激光激發(fā)磷屏,溴原子空穴俘獲的電子被釋放,重新回到晶體導(dǎo)帶;Eu3+被還原成Eu2+,同時釋放出波長約390nm的光子。光電倍增管(PMT)捕獲這些光子、進行光電轉(zhuǎn)換,電信號經(jīng)處理后最終形成數(shù)字圖像。電子(能量)轉(zhuǎn)移過程示意圖示于圖1。掃描磷屏和清屏都是將存儲于磷屏的能量釋放出來,分別實現(xiàn)數(shù)字成像或磷屏的重新利用。圖1電子(能量)轉(zhuǎn)移過程示意圖Fig.1Schematicdiagramofelectron(orenergy)transferprocess1.2磷屏成像儀磷屏成像儀一般由五個部分組成[9-10]:(1)磷屏,作用是吸收放射性物質(zhì)放出射線的能量,并在特定波長激光的激發(fā)下釋放出能量;(2)掃描儀,作用是通過掃描曝光后的磷屏,獲得能量沉積圖像;(3)激光發(fā)生器,發(fā)出波長650nm的激光,與磷屏作用,激發(fā)出磷屏曝光時儲存的能量;(4)清屏器,用于曝光前磷屏上殘存能量的清除,從而消除激光掃描不完全留下的潛影;(5)曝光盒(暗室):磷屏曝光過程中使用,用于減少環(huán)境光污染的影響。本工作以通用電氣公司(GeneralElectricCompany)生產(chǎn)的TyphoonFLA7000型磷屏成像儀為基礎(chǔ)開展,使用SR高分辨率磷屏開展成84核化學(xué)與放射化學(xué)第39卷
磷屏首先在曝光盒中曝光,射線與磷屏作用在其上形成影像,此后放入Typhoon儀器中,用軟件TyphoonFLA7000控制儀器進行掃描。由于磷屏具有衰減特性,因此每次曝光后都需盡快放入掃描儀進行掃描。掃描時,激光器發(fā)射650nm的激光激發(fā)磷屏,將儲存的能量以波長為390nm的光子形式釋放出來,通過IP濾光片,光子進入光電倍增管,形成電信號并放大,最終形成數(shù)字圖像文件,這些文件可用ImageQuantTL圖像處理軟件進行處理。儀器操作及成像過程示于圖2。圖2磷屏成像處理過程Fig.2Processofphosphorscreenimaging2磷屏成像系統(tǒng)特性研究宋來武等[11]開展過關(guān)于磷屏的線性、飽和、衰減性的研究,馮孝貴等[12]研究過將磷屏成像用于核素活度分析等,結(jié)果表明,磷屏成像方法在一定條件下能滿足活度計量的應(yīng)用需求。在這些研究成果的基礎(chǔ)上,進一步研究了磷屏響應(yīng)的重復(fù)性、均勻性以及同一源的不同照射時間下的響應(yīng)線性和活度(發(fā)射率)線性。2.1磷屏成像的重復(fù)性磷屏成像系統(tǒng)靈敏度高,為確定其受環(huán)境相關(guān)因素影響的程度,開展重復(fù)性實驗,以評價在一般實驗室環(huán)境條件下操作,磷屏成像系統(tǒng)本身的重復(fù)性水平。重復(fù)性實驗使用同一塊平面放射源(放在托盤里,托盤四周比底部的平面源高出3mm),核素:90Sr-90Y(制成半年以上已處于放射平衡),發(fā)射率:1.8×105(2πsr·min)-1,,活性區(qū)面積:3.14cm2。每次曝光時在暗箱內(nèi)將磷屏置于托盤上,托盤四周有一定面積,使得磷屏可以平穩(wěn)放在上面。β小面源上有一層10μm
【圖文】:
Eu3+并釋放出電子。射線強度越大,Eu2+放出的電子也越多[6-8]。這些電子進入磷光晶體的導(dǎo)帶中,被溴原子的空穴俘獲,相當(dāng)于將射線能量儲存起來,曝光過程等效于將能量暫時存儲于磷屏。當(dāng)用約650nm波長的激光激發(fā)磷屏,溴原子空穴俘獲的電子被釋放,重新回到晶體導(dǎo)帶;Eu3+被還原成Eu2+,同時釋放出波長約390nm的光子。光電倍增管(PMT)捕獲這些光子、進行光電轉(zhuǎn)換,電信號經(jīng)處理后最終形成數(shù)字圖像。電子(能量)轉(zhuǎn)移過程示意圖示于圖1。掃描磷屏和清屏都是將存儲于磷屏的能量釋放出來,分別實現(xiàn)數(shù)字成像或磷屏的重新利用。圖1電子(能量)轉(zhuǎn)移過程示意圖Fig.1Schematicdiagramofelectron(orenergy)transferprocess1.2磷屏成像儀磷屏成像儀一般由五個部分組成[9-10]:(1)磷屏,作用是吸收放射性物質(zhì)放出射線的能量,并在特定波長激光的激發(fā)下釋放出能量;(2)掃描儀,作用是通過掃描曝光后的磷屏,獲得能量沉積圖像;(3)激光發(fā)生器,發(fā)出波長650nm的激光,與磷屏作用,激發(fā)出磷屏曝光時儲存的能量;(4)清屏器,用于曝光前磷屏上殘存能量的清除,從而消除激光掃描不完全留下的潛影;(5)曝光盒(暗室):磷屏曝光過程中使用,用于減少環(huán)境光污染的影響。本工作以通用電氣公司(GeneralElectricCompany)生產(chǎn)的TyphoonFLA7000型磷屏成像儀為基礎(chǔ)開展,使用SR高分辨率磷屏開展成84核化學(xué)與放射化學(xué)第39卷
磷屏首先在曝光盒中曝光,射線與磷屏作用在其上形成影像,此后放入Typhoon儀器中,用軟件TyphoonFLA7000控制儀器進行掃描。由于磷屏具有衰減特性,因此每次曝光后都需盡快放入掃描儀進行掃描。掃描時,激光器發(fā)射650nm的激光激發(fā)磷屏,將儲存的能量以波長為390nm的光子形式釋放出來,通過IP濾光片,光子進入光電倍增管,形成電信號并放大,最終形成數(shù)字圖像文件,這些文件可用ImageQuantTL圖像處理軟件進行處理。儀器操作及成像過程示于圖2。圖2磷屏成像處理過程Fig.2Processofphosphorscreenimaging2磷屏成像系統(tǒng)特性研究宋來武等[11]開展過關(guān)于磷屏的線性、飽和、衰減性的研究,馮孝貴等[12]研究過將磷屏成像用于核素活度分析等,結(jié)果表明,磷屏成像方法在一定條件下能滿足活度計量的應(yīng)用需求。在這些研究成果的基礎(chǔ)上,進一步研究了磷屏響應(yīng)的重復(fù)性、均勻性以及同一源的不同照射時間下的響應(yīng)線性和活度(發(fā)射率)線性。2.1磷屏成像的重復(fù)性磷屏成像系統(tǒng)靈敏度高,為確定其受環(huán)境相關(guān)因素影響的程度,開展重復(fù)性實驗,以評價在一般實驗室環(huán)境條件下操作,磷屏成像系統(tǒng)本身的重復(fù)性水平。重復(fù)性實驗使用同一塊平面放射源(放在托盤里,托盤四周比底部的平面源高出3mm),核素:90Sr-90Y(制成半年以上已處于放射平衡),發(fā)射率:1.8×105(2πsr·min)-1,,活性區(qū)面積:3.14cm2。每次曝光時在暗箱內(nèi)將磷屏置于托盤上,托盤四周有一定面積,使得磷屏可以平穩(wěn)放在上面。β小面源上有一層10μm
【參考文獻】
相關(guān)期刊論文 前3條
1 寧萍;許玉杰;張友九;王道錦;胡明江;;TYPhoon 9410多功能激光掃描成像系統(tǒng)[J];激光雜志;2011年04期
2 馮孝貴;梁俊福;章英杰;王建晨;陳靖;;用磷屏放射自顯影法測量α核素的放射性活度[J];核化學(xué)與放射化學(xué);2009年02期
3 趙冬梅,劉占平;Cyclone-磷感屏成像系統(tǒng)[J];現(xiàn)代儀器;2001年01期
【共引文獻】
相關(guān)期刊論文 前5條
1 符燕;梁s
本文編號:2583415
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