專利名稱：：γ劑量計(jì)補(bǔ)償過濾器的厚度和空隙率的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及輻射測量技術(shù)，具體涉及一種Y劑量計(jì)補(bǔ)償過濾器的厚度和空隙率的確定方法。
背景技術(shù)：
：用部分屏蔽法對Y劑量計(jì)進(jìn)行能量響應(yīng)補(bǔ)償時(shí)，通常用對射線有較強(qiáng)屏蔽能力的材料制作的補(bǔ)償過濾器，套在探頭外，讓射線在到達(dá)探頭之前先經(jīng)過濾，使原先對低能響應(yīng)過高的儀器，其能量響應(yīng)變得平坦。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了使儀器的能量響應(yīng)變得平坦，通常是針對某一種屏蔽材料制作一大批不同的厚度t和空隙率p配比的補(bǔ)償過濾器，依次一個(gè)個(gè)套在探頭外，從實(shí)驗(yàn)上測量各種t，p配比下儀器的能量響應(yīng)，由此選擇較好者。由于這種方法需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力來進(jìn)行模型的制作，不僅工作量很大，而且也很難找到所需的最佳值。對于不同的射線能量，經(jīng)補(bǔ)償后的Y劑量計(jì)的能量響應(yīng)對應(yīng)一系列的方程式，(1-〃"、+A(1_g一"&2+......(1—〃"、、+;^"補(bǔ)償過濾器的厚度t和空隙率p的最佳值是在所有方程式都等于1的情況下得出的。從理論上講，上述所有方程式都等于1是不可能的，只可能使任意兩個(gè)方程等于l，其余方程均比較接近于1。為了照顧到所有的能量，可以令上述所有方程均等于1加上一個(gè)小數(shù)Si，而令;《趨于極小值的情況下的厚度t和空隙率p，為最佳選擇。但目前又缺少一種理論計(jì)算方法來通過一些已知數(shù)據(jù)來確定補(bǔ)償過濾器的厚度t和空隙率p的最佳值。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種Y劑量計(jì)補(bǔ)償過濾器的厚度和空隙率的確定方法，該方法不需進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)測量，就可以較為精確的得到補(bǔ)償過濾器所待確定的參數(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種Y劑量計(jì)補(bǔ)償過濾器的厚度和空隙率的確定方法，該方法首先測得未經(jīng)補(bǔ)償前Y劑量計(jì)對應(yīng)不同的射線能量的原始能量響應(yīng)Kp1^......Kn，以及所用補(bǔ)償過濾器屏蔽材料對各種射線能量的線性衰減系數(shù)i^、P2......Pn，然后通過下述聯(lián)合方程，確定使用該屏蔽材料的補(bǔ)償過濾器的厚度t和空隙率p的最佳值3[oo"]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>進(jìn)一步，如上所述的Y劑量計(jì)補(bǔ)償過濾器的厚度和空隙率的確定方法，其中，未經(jīng)補(bǔ)償前Y劑量計(jì)對應(yīng)不同的射線能量的原始能量響應(yīng)Kp1^......Kn之值，是在次級標(biāo)準(zhǔn)劑量學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，用符合IS04037要求的窄譜系列過濾x參考輻射的一系列線質(zhì)，逐次用替代法在相同的位置分別照射能量響應(yīng)校準(zhǔn)因子已知的次級標(biāo)準(zhǔn)劑量儀及待補(bǔ)償劑量計(jì)，通過比較它們的讀數(shù)而求得的。進(jìn)一步，如上所述的Y劑量計(jì)補(bǔ)償過濾器的厚度和空隙率的確定方法，其中，補(bǔ)償過濾器屏蔽材料對各種射線能量的線性衰減系數(shù)i^、P2......Pn之值，是將該材料壓制成不同厚度的均勻簿片，測得其厚度，然后用與上述測量Y劑量計(jì)原始能量響應(yīng)相同的線質(zhì)，用吸收法依次測得各能量下的半值厚度HVL，然后由公式/z二，求得的。/7K丄本發(fā)明的有益效果如下對于不同的射線能量，經(jīng)補(bǔ)償后的Y劑量計(jì)的能量響應(yīng)對應(yīng)一系列的方程式，補(bǔ)償過濾器的厚度t和空隙率p的最佳值是在所有方程式都趨向于l的情況下得出的，本發(fā)明通過類似于最小二乘法的方法，令經(jīng)補(bǔ)償后的Y劑量計(jì)的能量響應(yīng)與1相減的值趨于最小化，從而得到一個(gè)可以求解的聯(lián)合方程，以此來確定補(bǔ)償過濾器的厚度t和空隙率p的最佳值。該方法不需進(jìn)行大量的實(shí)物模型制作，所得數(shù)據(jù)與實(shí)測數(shù)據(jù)相比更加理想。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。補(bǔ)償過濾器的兩個(gè)待求參數(shù)為厚度t和空隙率p。假如未經(jīng)補(bǔ)償前Y劑量計(jì)的原始能量響應(yīng)為KpK2......Kn>1，i:斷。二l。表示已對6QCoY射線的響應(yīng)歸一，其中1、2.......n對應(yīng)不同的射線能量。當(dāng)施加參數(shù)為厚度t，空隙率p的補(bǔ)償過濾器之后，其能量響應(yīng)就成為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>......方程組(1)中的iiph......Pn為所用補(bǔ)償過濾器屏蔽材料對相應(yīng)的射線能量的線性衰減系數(shù)，式中Kp1^......l及ilpil2......Pn均可由已知的實(shí)驗(yàn)方法測得，只有t，p二項(xiàng)為待求的未知數(shù)。未經(jīng)補(bǔ)償前Y劑量計(jì)的原始能量響應(yīng)&、K2......Kn之值，是在次級標(biāo)準(zhǔn)劑量學(xué)實(shí)驗(yàn)室(SSDL)中，用符合IS04037要求的窄譜系列過濾x參考輻射的一系列線質(zhì)，逐次用替代法在相同的位置分別照射能量響應(yīng)校準(zhǔn)因子已知的次級標(biāo)準(zhǔn)劑量(率)儀及待補(bǔ)償劑量計(jì)，通過比較它們的讀數(shù)而求得的。而補(bǔ)償過濾器屏蔽材料的線性衰減系數(shù)i^、P2......Pn之值，是將該材料壓制成不同厚度的均勻簿片，用稱重及量面積法測得其厚度，然后用與上述測量Y劑量計(jì)原始能量響應(yīng)相同的線質(zhì)，用吸收法依次測得各線質(zhì)(即臺(tái)匕4曰匕j)下的半值厚度HVL，然后由公式/z二0.693肌丄求得的。理論上，要使上面方程組(1)中所有方程均等于1是不可能的。數(shù)學(xué)上，只可能使任意兩個(gè)方程等于l，其余方程均不等于1。為了照顧到所有的能量，使上述每個(gè)方程均比較接近于l，可令(1—;)e一〃"A:"+^y^—1=5n=1、2......而令S=趨于極小值，W—l這樣，便可用類似于最小二乘法的方法來求解取，—n——=0&、可得另組只含二個(gè)未知數(shù)的聯(lián)合方程=0(2)《=(1—+風(fēng).—1i=1、2......n由上述聯(lián)立方程(2)就可解得t和p兩個(gè)未知數(shù)。它是照顧到上述方程組(1)中所有方程的未知數(shù)t和p的最佳選擇。上述方法，用數(shù)學(xué)上的通常方法來表示即為假定x、y兩個(gè)未知數(shù)(待求)要滿足下列n個(gè)方程n>2。....../3(")=0則可設(shè)4(x.y)=f2(x.y)=S2(3)便可得另一組聯(lián)立方程o，？=05<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>由此解出的x、y，便是上述方程組(3)的解的最佳選擇。以GJ-III個(gè)人音響劑量儀為例，該儀器是用J-613計(jì)數(shù)管作為探測元件的。其原始能量響應(yīng)為<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>為了改善其能量響應(yīng)，原先是在計(jì)數(shù)管外包了一層lmm厚的鉛皮，鉛皮上用小2的鉆頭打30%的孔，(即空隙率為30%)，在這樣的補(bǔ)償條件下，儀器的能量響應(yīng)得到部分改善，但低能處仍比6°(:0的響應(yīng)高出2-3倍。為了進(jìn)一步改善其能量響應(yīng)，應(yīng)用最優(yōu)化補(bǔ)償原理，改用錫(Sn)作屏蔽材料，選厚度為t=1.5mm，取空隙率為p=0.18，可使GJ-III個(gè)人音響劑量儀的能量響應(yīng)進(jìn)一步大大改善，計(jì)算結(jié)果見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>計(jì)時(shí)ES/僅為0.0687。實(shí)施工藝上，將原先在鉛上打孔，改為用1.5mm的錫片，制成三個(gè)環(huán)、套在計(jì)數(shù)管上，每2個(gè)環(huán)之間留一小縫，三環(huán)二縫的寬度占計(jì)數(shù)管有效長度的18%，這樣做，可使儀器在小方向不管如何轉(zhuǎn)動(dòng)始終保持空隙率為O.18。由于工藝上的原因，實(shí)際的能量響應(yīng)沒有理論計(jì)算的那么好，但基本上可保持在±30%以內(nèi)。本發(fā)明所述的方法并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出其他的實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新范圍。權(quán)利要求一種γ劑量計(jì)補(bǔ)償過濾器的厚度和空隙率的確定方法，其特征在于該方法首先測得未經(jīng)補(bǔ)償前γ劑量計(jì)對應(yīng)不同的射線能量的原始能量響應(yīng)K1、K2......Kn，以及所用補(bǔ)償過濾器屏蔽材料對各種射線能量的線性衰減系數(shù)μ1、μ2......μn，然后通過下述聯(lián)合方程，確定使用該屏蔽材料的補(bǔ)償過濾器的厚度t和空隙率p的最佳值<mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><munder><mi>&Sigma;</mi><mi>i</mi></munder><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>p</mi><mo>)</mo></mrow><msub><mi>&delta;</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>&mu;</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>K</mi><mi>i</mi></msub><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><msub><mi>&mu;</mi><mi>i</mi></msub><mi>t</mi></mrow></msup><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><munder><mi>&Sigma;</mi><mi>i</mi></munder><msub><mi>&delta;</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>K</mi><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><msub><mi>&mu;</mi><mi>i</mi></msub><mi>t</mi></mrow></msup><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mrow><msub><mi>&delta;</mi><mi>i</mi></msub><mo>=</mo><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mi>p</mi><mo>)</mo></mrow><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><msub><mi>&mu;</mi><mi>i</mi></msub><mi>t</mi></mrow></msup><msub><mi>k</mi><mi>i</mi></msub><mo>+</mo><mi>p</mi><msub><mi>k</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow>i＝1、2......n。2.如權(quán)利要求l所述的Y劑量計(jì)補(bǔ)償過濾器的厚度和空隙率的確定方法，其特征在于所述的未經(jīng)補(bǔ)償前Y劑量計(jì)對應(yīng)不同的射線能量的原始能量響應(yīng)Kp1^......Kn之值，是在次級標(biāo)準(zhǔn)劑量學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，用符合IS04037要求的窄譜系列過濾x參考輻射的一系列線質(zhì)，逐次用替代法在相同的位置分別照射能量響應(yīng)校準(zhǔn)因子已知的次級標(biāo)準(zhǔn)劑量儀及待補(bǔ)償劑量計(jì)，通過比較它們的讀數(shù)而求得的。3.如權(quán)利要求1或2所述的y劑量計(jì)補(bǔ)償過濾器的厚度和空隙率的確定方法，其特征在于所述的補(bǔ)償過濾器屏蔽材料對各種射線能量的線性衰減系數(shù)i^、P2......Pn之值，是將該材料壓制成不同厚度的均勻簿片，測得其厚度，然后用與測量Y劑量計(jì)原始能量響應(yīng)相同的線質(zhì)，用吸收法依次測得各能量下的半值厚度HVL，然后由公式/z:，求得的。全文摘要本發(fā)明涉及輻射測量技術(shù)，具體涉及一種γ劑量計(jì)補(bǔ)償過濾器的厚度和空隙率的確定方法。本發(fā)明通過類似于最小二乘法的方法，令經(jīng)補(bǔ)償后的γ劑量計(jì)的能量響應(yīng)與1相減的值趨于最小化，從而得到一個(gè)可以求解的聯(lián)合方程，以此來確定補(bǔ)償過濾器的厚度t和空隙率p的最佳值。該方法不需進(jìn)行大量的實(shí)物模型制作，所得數(shù)據(jù)與實(shí)測數(shù)據(jù)相比更加理想。文檔編號G01T1/02GK101738626SQ200810226369公開日2010年6月16日申請日期2008年11月14日優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日發(fā)明者李錦玉申請人:中國輻射防護(hù)研究院