X射线参考辐射装置固有过滤层厚度的测量

固有过滤层厚度是X射线参考辐射装置的重要性能参数之一,需要进行定量测量。本研究以新版本ISO 4037-1标准规范为依据,以N系列辐射质（N-20~N-350）的X射线参考辐射装置为例,通过PTW30013电离室测量不同尺寸次级光阑下的辐射野,建立符合要求的实验环境。结果表明,采用半值层法测量得到该参考辐射装置的固有过滤层厚度为0.122 mm Al;通过增加铝过滤片厚度得出N-40~N-350辐射质下4 mm Al等效固有过滤层厚度;利用单质铝金属和铍金属在不同能量下质能衰减系数的转化关系,得出N-20~N-30辐射质下1 mm铍的等效固有过滤层厚度。本研究结果可为X射线参考辐射装置固有过滤的测量提供一定的参考。     

不同海拔高度下γ射线空气衰减系数的计算

在航空γ剂量率测量过程中由于海拔高度跨度大,γ射线空气衰减系数会受到海拔高度、温度、气压与空气密度的影响,故需要进行相应修正。利用蒙特卡罗（MCNP）法模拟γ射线在不同空气密度下的线衰减系数。利用经验公式计算不同海拔高度下的空气密度,利用MCNP法建立γ谱仪模型,计算不同海拔高度、不同密度条件下的γ光子注量,根据指数衰减原理计算不同空气密度下的线衰减系数。结果表明,由经验公式求出的空气密度模拟得出的空气质量衰减系数与美国NIST推荐值最大相对误差为-17.3%;在γ射线参考辐射场中用衰减板进行实验验证,⁶⁰Co源的最大相对误差为6.0%,¹³⁷Cs源的最大相对误差为5.3%。本工作为后续低空近地辐射剂量的研究工作奠定了基础。     

基于ISO 4037-1：2019对60~250 kV窄谱系列X射线参考辐射质的研建

以ISO 4037 1：2019为依托,使用大体积自由空气电离室作为测量器具,采用半值层法建立60~250 kV窄谱系列X射线参考辐射质,实验得出的各辐射质的第1半值层和第2半值层的值均在标准规定的误差范围内。使用高纯锗谱仪对建立的X射线参考辐射质进行测量,得到不同辐射质下的脉冲幅度谱。数据处理和分析结果表明,建立的60~250 kV窄谱系列X射线参考辐射质的谱分辨率、平均光子能量和有效能量与ISO 4037 1：2019的推荐值有较好的一致性。本次实验建立的60~250 kV窄谱系列X射线参考辐射质满足ISO 4037 1：2019要求。     

中子Soller准直器摇动曲线的蒙特卡罗模拟和分析

中子Soller准直器是中子散射谱仪一种常用部件，主要用于限制中子束流的发散度，提高中子谱仪的分辨率。准直器的准直角是描述其性能的一项重要技术指标，通过摇动曲线的实验测量获得。本文基于实验测量需求和方法，利用中子射线追踪模拟蒙特卡罗程序McStas对中子Soller准直器摇动曲线实验测量过程进行了蒙特卡罗模拟计算，并对计算结果进行实验对比和解析分析。分析结果表明，模拟计算、实验数据和理论解析三者符合较好，验证了模拟方法的可行性。通过多方法结合来研究摇动曲线，可提高测量分析结果的可靠性，类似的方法也可扩展应用于其他中子光学部件的测试分析。     

β射线吸收剂量参考辐射场测量研究

β射线对于人体皮肤的浅表剂量的监测是外照射个人剂量监测的重要部分。为研究建立β辐射剂量国防计量最高标准,依照ISO 6980国际标准,对名义活度分别为37 GBq的147Pm、460 MBq的⁹⁰Sr+⁹⁰Y和3.7 GBq的⁸⁵Kr 3种放射源的辐射场特性进行研究。实验得到¹⁴⁷Pm、⁹⁰Sr+⁹⁰Y和⁸⁵Kr放射源分别在20、30、30 cm带展平过滤时的剩余最大能量为0.16、2.00、0.58 MeV。β污染、光子污染及辐射场均匀性在规定值的±5%以内,均满足ISO 6980标准要求。利用外推电离室对测量点处带展平过滤的皮肤组织等效材料的吸收剂量率进行测量,对涉及到的电离室有效面积及入射窗引起的散射和衰减等修正因子进行了详细的计算,测量得到¹⁴⁷Pm、⁹⁰Sr+⁹⁰Y和⁸⁵Kr分别在距源20、30、30 cm处的吸收剂量率分别为8.352、39.24、154.08 mGy/h,并与出厂证书给出的剂量值进行对比,最大相差0.52%,在可接受范围内。     

125I粒子源剂量计算参数模拟研究

国产125I粒子源的银棒末端结构为直角型，与典型的6711型粒子源结构略有不同，结构不同会对剂量计算参数产生一定影响。本文针对国产粒子源结构，利用蒙特卡罗方法计算美国医学物理学家协会（AAPM）在TG43-U1报告中推荐的剂量计算参数，并分析研究银棒末端结构对剂量计算参数的影响。模拟得到国产¹²⁵I粒子源剂量率常数为0.955 cGy·h^-1·U^-1（空气比释动能强度基于点探测器计算得到），与TG43-U1推荐值较接近，两者仅相差1.03%，更加精细地计算了在源中垂线0.05~10 cm（1 cm间隔）范围内的径向剂量函数，拟合得到较好的经验公式，得到在0°~90°（5°间隔）、距源中心0.25~7 cm（2 cm间隔）范围内的二维各向异性函数，通过对比分析得到银棒末端为直角型结构时的二维各向异性函数在r=0.25 cm处会引起驼峰区。     

125I粒子源强度绝对测量方法研究进展

近距离放射治疗是一种有效的癌症治疗手段，¹²⁵I（碘-125）粒子源因其具有短半衰期、易于制成微型结构、易于防护等优势常用于近距离放射治疗。医学物理师进行治疗计划设计时，主要依据粒子源在组织周围剂量分布的公式，公式中表征粒子源强度的物理量由放射源的表观活度改为空气比释动能强度，准确测量粒子源强度已成为国际上研究的热点问题。本研究介绍¹²⁵I粒子源在组织中剂量分布计算公式的发展，分析国际上粒子源强度（包括空气比释动能强度、参考空气比释动能率和水吸收剂量）绝对测量技术的研究现状，总结测量源强度的标准装置及测量方法。针对国内粒子源在癌症治疗中的使用量非常大，国内相关的标准规范不完善及国内对源强度测量技术和方法缺乏的现状，提出源强度测量的相关建议，以期实现国内粒子源强度的量值溯源和传递。     

国产6711型125I粒子源剂量学参数模拟研究

采用MCNP软件对国产6711型¹²⁵I粒子源剂量率常数、径向剂量函数、一维各向异性函数和二维各向异性函数等四个剂量学参数进行模拟计算研究。结果表明，剂量率常数与TG 43-U1报告推荐值误差为-0.83%;获得了(0.05～10) cm范围内的径向剂量函数，并对(0.25～10) cm范围数据进行五阶多项式拟合，提高了拟合函数的精度；得到(0.25～7) cm范围内的一维各项异性函数和二维各向异性函数，通过与文献比较，发现国产6711型粒子源源芯结构的差异会引起一维各向异性函数和二维各向异性函数的偏大现象。     

48 keV～1.25 MeV X/γ射线空腔电离室研制及性能测试

防护水平电离室广泛应用于核设施、放射治疗和辐射环境监测等剂量率的测量，为了提高防护水平电离室的国产化水平，设计了测量防护水平剂量率的空腔电离室。通过理论计算、蒙特卡罗模拟对电离室的室壁厚和保护极进行研究。在不同能量辐射场中对电离室性能进行测试，测试结果表明：电离室漏电流绝对值小于5 fA,工作坪区为200～800 V。在N60～N250的X辐射场和¹³⁷Cs、⁶⁰Co γ辐射场中对电离室的能量响应进行测试，当剂量率归一化到⁶⁰Co时，电离室能量响应相对偏差在±5%之内，电离室在半年内的长期稳定性和角响应都优于0.5%。所述电离室能够实现3 mGy/h～30 Gy/h剂量率的测量，且与约定剂量率相对偏差优于±5%。