專(zhuān)利名稱(chēng)：一種直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量的電離室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于劑量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量的電離室。
背景技術(shù)：
在核設(shè)施的運(yùn)行、維護(hù)及同位素生產(chǎn)等有關(guān)放射性操作過(guò)程中，從業(yè)人員的輻射防護(hù)是ー個(gè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)我國(guó)輻射防護(hù)基本標(biāo)準(zhǔn)GB 18871-2002的規(guī)定，輻射防護(hù)的監(jiān)測(cè)量為輻射防護(hù)實(shí)用量。輻射防護(hù)實(shí)用量又分為周?chē)鷦┝慨?dāng)量が(め、定向劑量當(dāng)量ダ{d)和個(gè)人劑量當(dāng) 量Md)。周?chē)鷦┝慨?dāng)量和定向劑量當(dāng)量用于場(chǎng)所和環(huán)境監(jiān)測(cè)。個(gè)人劑量當(dāng)量///必用于個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)，即人體某一指定點(diǎn)下面適當(dāng)深度ゴ處的軟組織的劑量當(dāng)量。根據(jù)輻射在人體中的能量沉積情況的不同，個(gè)人劑量當(dāng)量測(cè)量的對(duì)象又分為強(qiáng)貫穿輻射和弱貫穿輻射。對(duì)于強(qiáng)貫穿輻射，建議深度J=IOmm,記為&(10)，對(duì)于弱貫穿輻射，對(duì)皮膚的建議深度￠/=0. 07_，對(duì)眼晶體t/=3mm，分別記為#p(0. 07)和％(3)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4037-4指出，15keV以上的光子輻射主要考慮其強(qiáng)貫穿輻射效應(yīng)。因此，出于對(duì)人員防護(hù)安全方面的考慮，對(duì)能量大于15keV的光子福射的/Zp(10)值的準(zhǔn)確測(cè)定有著十分重要的意義。實(shí)際使用的輻射監(jiān)測(cè)儀器基本上都要先在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行校準(zhǔn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，最終實(shí)現(xiàn)輻射劑量的監(jiān)測(cè)。目前，國(guó)際上對(duì)輻射防護(hù)儀表的校準(zhǔn)需采用劑量當(dāng)量作為校準(zhǔn)量。對(duì)于在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定個(gè)人劑量當(dāng)量，傳統(tǒng)的方法主要是利用自由空氣電離室和石墨空腔電離室測(cè)定光子輻射的空氣比釋動(dòng)能。然后根據(jù)所使用的輻射，選擇標(biāo)準(zhǔn)中推薦的轉(zhuǎn)換系數(shù)，將空氣比釋動(dòng)能乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)得到約定真值，如下式
零)=V A式中HJJ)-個(gè)人劑量當(dāng)量，對(duì)于強(qiáng)貫穿福射通常取Sv ；Apk——空氣比釋動(dòng)能到個(gè)人劑量當(dāng)量的轉(zhuǎn)換系數(shù)，Sv/Gy ；Ka——由標(biāo)準(zhǔn)電離室直接測(cè)量的空氣比釋動(dòng)能量，Gy。利用上述方法，對(duì)于單一能量的輻射，一般情況下最終確定的個(gè)人劑量當(dāng)量不確定度約為5%(k=2)。但實(shí)際的輻射場(chǎng)是無(wú)法滿(mǎn)足理想的單一能量條件的，即便是單能的Y射線(xiàn)輻射源，由于源容器、空氣、實(shí)驗(yàn)室墻壁和地面等的散射影響，也會(huì)使單一能量輻射源變?yōu)閷?shí)際上具有一定能譜分布的情況，那么勢(shì)必對(duì)轉(zhuǎn)換系數(shù)的使用帶來(lái)誤差，最終使得個(gè)人劑量當(dāng)量約定真值的不確定度増大。尤其是對(duì)于X射線(xiàn)源，由于X射線(xiàn)源本身具有一定的能譜分布，誤差會(huì)更大，這樣的影響要到百分之幾。對(duì)于能量低于30keV的低能光子甚至要到百分之幾十。[0012]解決這個(gè)問(wèn)題的一種比較直接的手段是測(cè)量能譜，用真實(shí)的能量譜去計(jì)算準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換系數(shù)，一般來(lái)講這樣的方法可以保證所測(cè)定的個(gè)人劑量當(dāng)量約定真值的不確定度在5%(k=2)以?xún)?nèi)。但是測(cè)量能譜本身是ー個(gè)很復(fù)雜的工作，首先需要較為昂貴的能譜測(cè)量設(shè)備，其次需要對(duì)所測(cè)量的脈沖幅度譜進(jìn)行解譜計(jì)算，工作很復(fù)雜，如果要求所有的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室都進(jìn)行這項(xiàng)工作，是極其困難的。
發(fā)明內(nèi)容(一)實(shí)用新型目的本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，提出了ー種直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量的電離室，該電離室可直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量，且能量響應(yīng)性好、漏電流小。(ニ)技術(shù)方案 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了ー種直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量的電離室，該電離室的主體結(jié)構(gòu)為前板、中板、保護(hù)環(huán)、收集極、后板，關(guān)鍵在于，該電離室的主體由組織等效材料構(gòu)成；前板與收集極之間為空氣，即靈敏體積；后板的后端置有背散射部分；電離室的各個(gè)部分可獨(dú)立拆卸。所述的組織等效材料為有機(jī)玻璃，由于有機(jī)玻璃組織等效性好、價(jià)格低、易加工，因此本實(shí)用新型選用有機(jī)玻璃作為組織等效材料。前板、中板、后板通過(guò)螺紋連接，可獨(dú)立拆卸，該電離室可使用不同厚度的前板、中板、收集極、后板以滿(mǎn)足不同物理量的測(cè)量需求。所述的前板作為高壓極，材料為表面覆蓋有石墨導(dǎo)電層的有機(jī)玻璃；中板作為支撐部分，主要作用是提供穩(wěn)定的電離空間；保護(hù)環(huán)用來(lái)減少來(lái)自電離室前板的漏電并使電場(chǎng)均勻；收集極的作用是收集來(lái)自靈敏體積中產(chǎn)生的電離電荷，背散射部分為有機(jī)玻璃，用來(lái)模擬人體軀干；收集極通過(guò)電纜與讀數(shù)系統(tǒng)連接，其中電纜的絕緣材料為有機(jī)玻璃；在電離室前板的前側(cè)置有鋁膜和角響應(yīng)補(bǔ)償片，其中鋁膜的作用是用來(lái)減少電離室前端的低能成分。(三)有益效果本實(shí)用新型提供了ー種直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量的電離室，該電離室的主體結(jié)構(gòu)為有機(jī)玻璃，采用該電離室測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量所具有的有益效果為(I)測(cè)量成本低、操作簡(jiǎn)単。在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)后可以直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量//P(10)，由于該電離室可在較寬的能量范圍內(nèi)測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量，其校準(zhǔn)因子較為一致，所以可以在校準(zhǔn)后直接測(cè)量，使測(cè)量成本降低、操作簡(jiǎn)單。(2)該電離室測(cè)量性能好。漏電小漏電流小于±5fA ;飽和特性好在
0.8mSv IT1到I. 3Sv IT1劑量率范圍內(nèi)響應(yīng)的相對(duì)固有誤差小于2% ;能量響應(yīng)性好在光子能量范圍在15keV以上時(shí)該電離室最大響應(yīng)與最小響應(yīng)之比小于I. 3。

圖I電離室橫截面示意圖；I.前板；2.中板；3.保護(hù)環(huán)；4.收集極；5.后板；6.靈敏體積；7.鋁膜；8.角響應(yīng)補(bǔ)償片；9.背散射部分。
具體實(shí)施方式
[0023]下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步闡述一種接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量的電離室，該電離室的主體結(jié)構(gòu)為前板I、中板2、保護(hù)環(huán)3、收集極4、后板5，關(guān)鍵在于，該電離室的主體由組織等效材料構(gòu)成；前板I與收集極4之間為空氣，即靈敏體積6 ;后板5的后端置有背散射部分9 ;電離室前板I、電離室中板2、電離室后板5可獨(dú)立拆卸。所述的組織等效材料為有機(jī)玻璃，由于有機(jī)玻璃組織等效性好、價(jià)格低、易加工，因此本實(shí)用新型選用有機(jī)玻璃作為組織等效材料。前板I、中板2、后板5通過(guò)螺紋連接，可獨(dú)立拆卸，該電離室可使用不同厚度的前板和不同大小的靈敏體積以滿(mǎn)足不同能量范圍的
測(cè)量需要。所述的前板I作為高壓扱，材料為表面覆蓋有石墨導(dǎo)電層的有機(jī)玻璃沖板2作為 支撐部分，主要作用是提供電離空間；保護(hù)環(huán)3用來(lái)減少電離室前板I的漏電；收集極4的作用是收集來(lái)自靈敏體積6中產(chǎn)生的電荷，背散射部分9為有機(jī)玻璃，用來(lái)模擬人體軀干；收集極4通過(guò)電纜與讀數(shù)系統(tǒng)連接，其中電纜的絕緣材料為有機(jī)玻璃；在電離室前板I的前側(cè)置有鋁膜7和角響應(yīng)補(bǔ)償片8，其中鋁膜的作用是用來(lái)減少電離室前端的低能成分。本實(shí)施例中所用的電離室，前板厚度為11臟，背散射部分為300mmX 300mmX IlOmm的有機(jī)玻璃板，所用有機(jī)玻璃板的密度為I. 19g m_3。經(jīng)測(cè)試，其達(dá)到的性能指標(biāo)如下該電離室漏電流小于±5fA ;具有良好的飽和特性,且在X和Y參考輻射場(chǎng)中對(duì)該電離室進(jìn)行了測(cè)試，如表I :表I個(gè)人劑量當(dāng)量(10)電離室在N-15 N-250，入射角0° 80°的修正因子
權(quán)利要求1.ー種直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量的電離室，該電離室的主體結(jié)構(gòu)為前板(I)、中板(2)、保護(hù)環(huán)(3)、收集極(4)、后板(5)，其特征在干，該電離室的主體由組織等效材料構(gòu)成；前板(I)作為高壓極，材料為表面覆蓋有石墨導(dǎo)電層的有機(jī)玻璃；前板(I)和收集極(4)之間為空氣；在后板(5)的后端置有背散射部分(9);主體結(jié)構(gòu)及背散射部分(9)的材料均為有機(jī)玻璃。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量的電離室，其特征在于，所述的前板(I)、中板(2)、后板(5)通過(guò)固體連接方式連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量的電離室，其特征在于，所述的收集極(4)通過(guò)電纜與讀數(shù)系統(tǒng)連接，其中電纜的絕緣材料為有機(jī)玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量的電離室，其特征在于，所述的前板(I)前側(cè)置有鋁膜(7)和角響應(yīng)補(bǔ)償片(8)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于劑量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量的電離室，該電離室主要包括前板、中板、保護(hù)環(huán)、收集極、后板、靈敏體積，關(guān)鍵在于，該電離室的主體由組織等效材料構(gòu)成且在后板的后端置有背散射部分；電離室前板、電離室中板、電離室后板可獨(dú)立拆卸。該電離室可直接測(cè)量個(gè)人劑量當(dāng)量，且能量響應(yīng)性好、漏電流小。
文檔編號(hào)H01J47/02GK202662550SQ201220271260
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者魏可新, 宋明哲, 侯金兵, 王紅玉, 高飛 申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院