[发明专利]散射法测量强γ射线能谱的装置及方法

说明书

技术领域

本发明为强γ射线辐射场能谱测量提供一种测量及数据修正技术，属于核测试技术领域。

背景技术

通常校准实验室内，放射源自吸收、照射器、墙壁及实验装置等均会对放射源出射γ射线进一步散射，影响了能量的单色性，为实验应用带来一定的偏差。尤其对于治疗水平的γ辐射场而言，需要发展辐射场能谱测量技术，获取真实能谱信息，为辐射场应用中提供准确的能量修正参数。然而对于治疗级别辐射场而言，在距离放射源1m处（通常实验位置），其强度通常可以达到10⁸～10⁹cm^-2.s^-1量级，而常规采用的HPGe等能谱型探测器通常只能满足10⁴～10⁵cm^-2.s^-1以下强度辐射场的能谱测量要求，同时在常规的HPGe等能谱型探测器用于连续能量测量中，由于高能射线在探测器中产生的康普顿坪叠加在低能全能峰上难免畸变真实能谱，这是测试中不能忽视的问题（500keV的X射线在探测器中产生的康普顿边能量可达330keV），而在实际测量应用中扣除该影响存在相当的技术难度，使得常规HPGe等能谱型探测器难以满足强γ射线辐射场能谱测量要求，需要发展实用化强γ射线能谱测量技术，解决校准实验室内强γ射线辐射场能谱无法测量的难题。

文献表明现有技术多采用小准直孔的技术对辐射场进行限束流，然后采用HPGe等能谱型探测器对透射能谱进行测量，将测试结果看成实际能谱，此方法存在如下不足：

（1）小准直器的设置畸变辐射场能谱，及测试系统的引入直接影响了待测能谱；

（2）由钴60源产生的1.17MeV和1.33MeV的γ射线在HPGe中产生的康普顿坪叠加在低能全能峰上，增加了散射份额，现有技术中难以扣除。

发明内容

本发明立足康普顿散射原理及测量能谱的剥谱技术（数据修正），建立了一种散射法测量强γ射线能谱的装置及方法装置及方法，解决了校准实验室内钴60源产生的强γ射线能谱测量难题。

本发明的技术解决方案是：

一种散射法测量强γ射线能谱的装置，其特殊之处在于：包括带有屏蔽功能的照射器、设置在照射器内的高比活度同位素放射源、用于对照射器准直孔出射的γ射线进行限束的前准直器、用于接收前准直器准直形成的准平行γ射线束流的散射靶、用于测量50°角散射得到的平均能量为662keV散射射线的探测器，所述探测器设置在具有准直孔的屏蔽体的内腔中。

上述散射靶为薄靶。

一种散射法测量强γ射线能谱的方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1】散射γ能谱测量：

1.1】带有屏蔽功能照射器（11）内的高比活度同位素放射源（12），经过照射器准直孔出射γ射线（13），形成待测辐射场；

1.2】在待测辐射场束流轴线上设置的准直屏蔽器（14）对辐射场γ射线进行限束，形成准平行的透射γ射线束流（16），并垂直入射在散射靶（15）上，用探测器（18）测量得到50°角度下的散射能谱曲线（1）；

2】测量能谱的修正：

2.1】对所用探测器（18）的能量、半宽等特性进行刻度，并采用通常刻度能谱型探测器使用的¹³⁷Cs标准源，获得该探测器对662keV准单能光子的响应曲线（2）；

2.2】将响应曲线（2）和散射能谱曲线（1）进行归一化处理，并用响应曲线（2）对散射能谱曲线（1）进行康普顿散射坪A份额扣除，得到扣除康普顿散射坪后的能谱曲线（3）；

2.3】利用康普顿散射公式将曲线（3）能谱数据进行能谱反演，得到进行散射效率修正的钴源射线能谱曲线（4），所述康普顿散射公式为；