辐射变色薄膜剂量计配方研究

叙述了选用进口的和国产的六羟基乙基副品红氰化物染料(HPR-CN)及副品红氰化物染料(PR-CN)以尼龙为基材制成辐射变色薄膜剂量计的配方研究。对四种染料膜的性能进行了详细的试验和比较。通过物理性能测试和剂量学性能测试,为批制辐射变色薄膜剂量计的研制确定了最佳基材、染料和配方。     

辐射变色薄膜剂量计

近年来,由于辐射加工、辐射食品保鲜和贮藏、辐射消毒和辐射杀菌等得到广泛应用,高剂量的测量技术日益被人们重视。 国际上关于高剂量计的比对工作于1977年、1978年、1980年连续进行了三次,主要采用的剂量计有四种,即α丙氨酸剂量计、硫酸铈剂量计、热释光剂量计和辐射变色薄膜剂量计。在这些比对试验中,其误差均在10％左右。     

辐射变色薄膜剂量计的研制

本工作的目的是建立γ射线和电子束传递标准用的辐射变色薄膜剂量体系,为辐射加工中高剂量测量建立传递标准。 本工作研制的辐射变色薄膜剂量计以尼龙为基材,酒精为溶剂,隐色的氰化物为染料。实验所用的染料有进口和国产的六羟基乙基副品红氰化物染料(HPR-CN)及副品红氰化物染料(PR-CN)。     

辐射变色薄膜剂量计的研制

以尼龙为基材、六羟基乙基副品红氰化物（hexahydroxyethylpararosanilinecyanide,HPR-CN）为染料研制辐射变色薄膜剂量计。文章描述了该剂量计的工作原理、配方、物理性能及其剂量学性能测试结果。实验测试表明,自制的辐射变色薄膜剂量计具有较好的剂量学性能。文章对自制的辐射变色薄膜剂量计的性能与FWT-60辐射变色薄膜剂量计的性能进行了比较。     

批制辐射变色薄膜剂量计的研究

叙述了以尼龙为基材、六羟基乙基副品红氰化物(HPR-CN)为染料的辐射变色薄膜剂量计的配方研究及其剂量学性能测试结果。研制的、可批量生产的辐射变色薄膜剂量计具有较好的剂量学性能。剂量计厚度约60μm,剂量计尺寸可根据需要进行裁剪,它尤其适用于低能电子束吸收剂量、电子加速器场分布以及深度剂量分布的测定,并可被广泛地用于辐射加工中的中、高水平剂量测量和能量测量中。对自制的、批量生产的辐射变色薄膜剂量计的性能与美国远西技术公司生产的FWT-60辐射变色薄膜剂量计的性能进行了比较。     

FWT—60辐射显色薄膜剂量计对^6^0Coγ射线的剂量响应

研究了ＦＷＴ－６０辐射显色薄膜量计在＾６＾０Ｃｏγ辐射场中的响应与辐照温度，读数温度以及辐照后时间的关系，给出了薄膜在两个读数波长处的＾６＾０Ｃｏγ射线吸收剂量响应特性的测定结果，实验发现薄膜吸光度和吸收光谱峰值与读数温度有关。     

辐射变色薄膜剂量计光敏效应研究

测定了太阳，日光灯，紫外灯光源的光谱特性，确定了各种光源光照度随距离的变化关系。研究了辐射变色薄膜剂量计暴露于上述光源及人自然光源下，单位厚度光密度变化与暴露时间的关系，说明了不同光尖对响应影响的程度并指出如何控制这类无法进行修正的影响因素。     

辐射变色薄膜电子高剂量计的一般特性

研究了PC-85辐射变色薄膜测量电子吸收剂量的一般特性。测定了光吸收谱,光密度变化与膜厚度呈线性关系的范围,单位厚度的本底光密度分布,测量电子剂量的分散性,存放时环境因素对本底和照后光密度的影响,响应充分建立所需条件及光照效应等。该剂量计特别适合于辐射加工中的剂量测量。     

批制辐射加工用辐射变色薄膜剂量性能研究

以尼龙为基材、副品红氰化物为染料制备了辐射变色薄膜剂量计,并在⁶⁰Co γ射线及10 MeV电子束参考辐射场中对辐射变色薄膜的各剂量学响应性能进行了研究。研究结果表明,在1~210 kGy剂量范围内,该辐射变色薄膜剂量计具有较好的剂量响应线性,且在本实验范围内未发现明显的能量和剂量率依赖性;该剂量计重复性好于1.0%,照射后置于低温条件下贮存2周内信号较稳定;在1~210 kGy剂量线性范围内得到的辐射变色薄膜剂量计测量吸收剂量的扩展不确定度对⁶⁰Co γ射线为4.4%（k=2）,对电子束为6.2%（k=2）。通过在加速器上进一步的实验表明,该辐射变色薄膜除可用于辐射加工中剂量监测外,还可用于电子束辐照参数的测量。     

高剂量水平吸收剂量测量用辐射变色薄膜剂量计研究

为建立制备高剂量水平吸收剂量测量的辐射变色薄膜剂量计的方法,对相应的配方及制备工艺进行研究,批量制备了以尼龙为基材,副品红氰化物为染料的辐射变色薄膜剂量计。在60 Coγ参考辐射场中对辐射变色薄膜的各剂量学响应性能进行了研究,结果表明,重复性好于1.0%,在5~210kGy剂量范围内具有较好的剂量响应线性,辐射变色薄膜剂量计辐照后置于低温条件下贮存2周内信号较稳定。此外,该辐射变色薄膜剂量计在本实验范围内未发现明显的剂量率依赖性。通过上述剂量学性能研究,在线性剂量范围内,测量吸收剂量的扩展不确定度为4.2%(k=2)。通过在加速器上进一步实验表明,该膜可用于电子束辐照参数测量。     

热释光剂量计测量结果影响因素研究

为进一步提高2016年国内比对中热释光剂量计测量的精密性和准确度,实验通过制定较为完善的实验方案,严格控制热释光剂量计的辐照、测读及退火条件,将热释光剂量计的重复性保持在1%以内;其刻度因子多次测量结果的误差也在1%以内;同时对其剂量响应和稳定性做了一定的研究。     

自动指示薄膜剂量计的制备及性能研究

以类丁二炔化合物为有机染色材料,添加适量光引发剂,以聚酯片为基材,成功制备了一种高灵敏度辐射变色薄膜剂量计。经过5~1 500Gy的γ射线辐照后,薄膜灵敏层颜色由辐照前的淡粉色变为辐照后的蓝色,且随着辐照剂量的增加,颜色深度逐渐加深;分光光度计测试其吸收光谱,发现其主、次吸收峰分别在670nm、613nm附近;吸收峰处的吸光度响应与吸收剂量呈良好的线性关系;薄膜配方中添加适当比例的光引发剂,能够提高其响应灵敏度;吸光度响应随敏感层厚度与有机染色材料浓度的增加而增大;室温下避光贮存100d,吸收峰处的吸光度响应几乎不变,说明此种变色薄膜的稳定性良好。     

二醋酸纤维素薄膜剂量计的制备和性能研究

为了改善醋酸纤维素薄膜剂量计在γ辐射剂量测定中稳定性欠佳的问题,拓展其辐射测量应用范围,采用离子液体均相乙酰化纤维素方法制得的二醋酸纤维素（CDA）粉末为原料,优化CDA薄膜制备工艺,研究其γ辐射变色性能及稳定性,制备适用于γ辐射剂量测量且性能优良的CDA薄膜剂量计。基于CDA的辐射变色机理,该薄膜剂量计在270 nm的单位厚度吸光度与吸收剂量存在良好的线性关系,剂量率、CDA的取代度和辐照气氛对薄膜的工作曲线影响较小。CDA薄膜剂量计的剂量检测量程为50~400 kGy,扩展不确定度为8.8%（K=2）,辐照后24 h内吸光度测试稳定,具有良好的辐照稳定性,基本满足工业上对于辐射剂量计的使用要求,有望应用于γ辐射剂量的测量。     

类丁二炔凝胶复合材料的辐射变色性能研究

以丙烯酰胺凝胶为载体、类丁二炔（10,12-二十五碳二炔酸）囊泡为显色物质,合成了一种新型辐射变色复合材料,并对其性能进行了系统研究。辐照后复合材料由无色透明变为蓝色,主吸收峰出现在660 nm附近,其吸光度与吸收剂量具有线性关系。辐照前后类丁二炔囊泡的拉曼光谱分析发现,随着吸收剂量的增加,类丁二炔的拉曼位移在2200cm^-1处的共轭三键振动吸收峰逐渐减弱并消失,2100cm^-1处的三键-双键共轭吸收峰增强且向低波数区域移动,表明类丁二炔囊泡单体在辐照过程中发生了聚合反应。剂量率、分次辐照和扩散效应等因素对类丁二炔凝胶复合材料的影响研究结果显示：在2~40 Gy/min的范围内,剂量响应随剂量率的变化较小;分次辐照与单次辐照的结果一致;类丁二炔囊泡在丙烯酰胺凝胶中无明显扩散效应。综上,该复合材料有望用于三维空间的剂量测定,剂量测量范围为100~2000 Gy。     

Characterization of dose delivery in a hard X-ray irradiation facility

The Radiation Bioengineering Laboratory at Seoul National University (SNU) operates a user-constructed hard X-ray irradiation facility for radiation biology and radiation therapy physics studies. The system package of YXLON model 450-D08 operating at the anode voltage of up to 450 kV is a key part of the facility, which enables in vitro cell irradiation and animal irradiation for in vivo studies. In this article, dose delivery in the hard X-ray irradiation facility was characterized in terms of the dose vs. operational parametric combination of the facility. The operational parameters included beam tube anode voltage, beam tube current, irradiation time, and beam exit-to-sample distance. Bremsstrahlung X-rays at energy below approximately 20 keV were filtered out by a 3 mm-thick aluminum plate fitted over the 5 mm-thick beryllium window. Gafchromic EBT films were used as radiation sensor materials in dose measurement. The characterization was validated via experimental observation of the in vitro biological responses of cells to radiation exposure. The biological responses obtained using the new hard X-ray irradiator were highly comparable with those obtained using a commercial gamma-ray irradiator.