本發(fā)明涉及一種輻射探測裝置的校準方法,特別涉及一種組織等效正比計數器在線校準方法。
背景技術:
組織等效正比計數器是一種用于評估輻射相對生物效應的探測器,其能夠通過模擬測量輻射場內微米級細胞組織的微劑量譜(亦稱線能譜)來直接獲得吸收劑量(率)和劑量當量(率),可用于空間輻射、輻射防護、微劑量學、輻射治療等領域。
由于組織等效正比計數器具有線能測量范圍寬,粒子分辨能力較好,適于空間混合輻射場的劑量測量等優(yōu)點,因此在國際上得到了廣泛認可。目前,組織等效正比計數器已被作為空間輻射測量的標準裝置,與此同時,其在核電站、大型加速器等地面核設施的輻射防護監(jiān)測領域也有較好的應用前景。
傳統(tǒng)的組織等效正比計數器采用中心陽極絲結構實現信號的放大。近年來,國際上有學者提出可將氣體電子倍增技術應用于組織等效正比計數器,即在傳統(tǒng)的組織等效正比計數器靈敏體積內,以GEM膜代替中心陽極絲,從而實現信號的放大。該方案可降低組織等效正比計數器微型化的加工難度,并可有效提高氣體增益等方面的性能。
與其它劑量儀表相同,組織等效正比計數器在應用于輻射監(jiān)測之前同樣需進行校準。然而,對于組織等效正比計數器的校準,目前我國仍處于空白狀態(tài),而國際上通常在實驗室條件下通過中子、γ參考輻射場等對組織等效正比計數器進行校準。但由于在一些特殊應用場合下(如航天器艙內、反應堆周邊等)不便實現組織等效正比計數器的拆解及轉移,而需要進行在線校準,因此上述校準方法并不適于此類場合。
有資料表明,美國宇航局曾發(fā)展了組織等效正比計數器個人劑量計,該劑量計額外采用了一個探頭用于在線校準。但該校準方式并不適用于基于氣體電子倍增技術的組織等效正比計數器。
技術實現要素:
為解決基于氣體電子倍增技術的組織等效正比計數器尚無在線校準方法可用的問題,本發(fā)明提供了一種組織等效正比計數器在線校準方法。
該組織等效正比計數器在線校準方法包括以下步驟:
(一)取一個α源和一個低能X射線源作為校準源,所述校準源能量已知;
(二)在待校準組織等效正比計數器的組織等效材料陰極板上設置兩個校準孔,所述校準孔可以為盲孔或通孔;
(三)當校準孔為盲孔時,將所述校準源設置于盲孔的底面;當校準孔為通孔時,將所述校準源設置于通孔的正上方;
(四)在待校準組織等效正比計數器的陽極板上對應于所述兩個校準孔的位置,分別設置兩個獨立的陽極板信號收集區(qū);
(五)將待校準組織等效正比計數器置于中子、光子混合輻射場內,分別收集上述兩個獨立的陽極板信號收集區(qū)的電荷信號,得到α粒子及電子在相應靈敏腔內的最大沉積能;與此同時,獲取待校準組織等效正比計數器的脈沖幅度譜;
(六)將得到的所述最大沉積能以及所述脈沖幅度譜數據代入公式計算出待校準組織等效正比計數器測量的線能譜,從而實現待校準組織等效正比計數器的在線校準;
上述公式中:y是待校準組織等效正比計數器測量的線能;校準源是α源時,ε是α粒子在相應靈敏腔內的最大沉積能,校準源是低能X射線源時,ε是電子在相應靈敏腔內的最大沉積能;是微米級模擬體的平均弦長;h是待校準組織等效正比計數器測量的脈沖幅度譜道數;hc是最大沉積能對應的道數。
所述α源優(yōu)選為241Am源或244Cm源。
所述低能X射線源優(yōu)選為55Fe源。
本發(fā)明的組織等效正比計數器在線校準方法同時采用了α源和低能X射線源(能量為5~6keV)作為校準源,能夠對基于氣體電子倍增技術的組織等效正比計數器進行在線校準,由于這些校準源可以有效覆蓋由低到高不同的線能范圍,因此能夠使校準結果覆蓋至跨越3個數量級的極寬的線能譜,較好解決了基于氣體電子倍增技術的組織等效正比計數器的在線校準問題。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明的實施方式做進一步的說明。
實施例
將本發(fā)明的組織等效正比計數器在線校準方法應用于某基于氣體電子倍增技術的組織等效正比計數器的在線校準,其步驟如下:
(一)取一個241Amα源和一個55Fe低能X射線源作為校準源,所述校準源能量已知;
(二)在待校準組織等效正比計數器的組織等效材料陰極板上設置兩個校準孔,所述校準孔可以為盲孔或通孔;
(三)當校準孔為盲孔時,將所述校準源設置于盲孔的底面;當校準孔為通孔時,將所述校準源設置于通孔的正上方;
(四)在待校準組織等效正比計數器的陽極板上對應于所述兩個校準孔的位置,分別設置兩個獨立的陽極板信號收集區(qū);
(五)將待校準組織等效正比計數器置于中子、光子混合輻射場內,分別收集上述兩個獨立的陽極板信號收集區(qū)的電荷信號,得到α粒子及電子在相應靈敏腔內的最大沉積能;與此同時,獲取待校準組織等效正比計數器的脈沖幅度譜;
(六)將得到的所述最大沉積能以及所述脈沖幅度譜數據代入公式計算出待校準組織等效正比計數器測量的線能譜,從而實現待校準組織等效正比計數器的在線校準;
上述公式中:y是待校準組織等效正比計數器測量的線能;校準源是α源時,ε是α粒子在相應靈敏腔內的最大沉積能,校準源是低能X射線源時,ε是電子在相應靈敏腔內的最大沉積能;是微米級模擬體的平均弦長;h是待校準組織等效正比計數器測量的脈沖幅度譜道數;hc是最大沉積能對應的道數。
校準結果顯示:本發(fā)明的組織等效正比計數器在線校準方法方法可靠,簡單易用,適合各類基于氣體電子倍增技術的組織等效正比計數器的在線校準。