[发明专利]一种三维辐射变色凝胶剂量计的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子辐射化学和核技术的应用领域，尤其涉及一种三维辐射变色凝胶剂量计的制备方法。

背景技术

凝胶剂量计以凝胶介质作为空间剂量信息的载体，均匀分布辐射敏感的化合物，接受电离辐照时，化合物发生辐射化学反应，生成物的化学产额是吸收剂量的函数。通过测量生成物的化学产额或生成物导致的凝胶物理化学特性变化，即可还原吸收剂量。与其它常规剂量计相比，凝胶剂量计一次就能够测量靶区中任一点的剂量，而不仅仅是面剂量或某点剂量。凝胶剂量计具有较高的空间分辨率、剂量精度和组织等效性，能实现具有陡峭剂量分布剂量场的三维剂量分布测量。

目前的凝胶剂量计，主要分为以下两类：Fricke凝胶剂量计和聚合物凝胶剂量计。Fricke凝胶剂量计是亚铁盐等组分分布在凝胶中构成的固体凝胶剂量计，具有Fricke液体剂量计的优点。问题是接受电离辐射后无机离子Fe²⁺和Fe³⁺仍会继续在凝胶中扩散，致使剂量成像模糊，无法精确测量剂量分布。聚合物凝胶剂量计由丙烯酸或丙烯酰胺类单体均匀分散在凝胶中制备而成，接受剂量后单体发生辐射聚合及交联反应。但是氧效应(淬灭辐照过程中产生的自由基而抑制聚合反应)、辐射后效应导致计量偏差是这类聚合型剂量计无法回避的问题。并且这两类凝胶剂量计成型能力较差，必须用容器维持形态，降低了剂量计的组织等效性，因此现有的凝胶剂量计系统不能很好的满足放射医疗、科学实验和辐射加工过程中三维剂量分布测量的要求。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种三维辐射变色凝胶剂量计的制备方法，旨在解决现有凝胶剂量计存在的扩散效应、辐射后效应、成型能力差等的不足，无法精确测量具有陡峭剂量分布剂量场三维剂量分布的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种三维辐射变色凝胶剂量计的制备方法，该三维辐射变色凝胶剂量计的制备方法包括辐射变色体系和组织等效的凝胶载体体系，丁二炔类化合物制成的囊泡作为辐射变色体系，凝胶载体由组织等效的有机高分子材料制备而成；具体包括以下步骤：

步骤一，采用注入法制备丁二炔类化合物纳米囊泡，将丁二炔类化合物溶解在有机溶剂中配制成0.3％～2％的溶液，将上述溶液按照体积比1:4～1:50注入温度高于有机溶剂沸点的去离子水中并高温水浴超声，静置至室温后放入冰箱4℃冷藏6小时以上得到丁二炔类化合物纳米囊泡溶液；

步骤二，采用化学交联法制备辐射变色凝胶剂量计，将丙烯酰胺和N,N-亚甲基双丙烯酰胺(丙烯酰胺与N,N-亚甲基双丙烯酰胺质量比为10:1～20:1)加入丁二炔类化合物囊泡溶液(丙烯酰胺与囊泡溶液质量比为1:10～2:10)，超声溶解后水浴加热至50～60℃，加入过硫酸铵水溶液(催化剂)搅拌混合均匀，保持温度直至丙烯酰胺单体聚合交联完成形成辐射变色凝胶。

进一步，在步骤一中制备丁二炔类化合物纳米囊泡也可以采用薄膜法，具体包括：将丁二炔类化合物溶解在有机溶剂中配制成0.3％～2％的溶液，将上述溶液加入到圆底烧瓶中，采用旋转蒸发的方法蒸干溶剂后，烧瓶底部形成一层均匀透明的薄膜，向烧瓶中加入去离子水(去离子水体积为加入圆底烧瓶中的丁二炔类化合物溶液体积的4～50倍)，50～80℃高温水浴超声30分钟以上得到透明或半透明的乳浊液，待冷却到室温后，将溶液放置在冰箱中4℃冷藏6小时以上得到丁二炔类化合物纳米囊泡溶液。

进一步，在步骤二中，制备辐射变色凝胶剂量计也可以采用复冻法，具体包括：称取一定量的聚乙烯醇置于容器中，加入适量的水，搅拌加热至90℃溶解聚乙烯醇配制成质量分数为15％～20％的聚乙烯醇水溶液，于60℃下静置1小时以除去气泡；将聚乙烯醇水溶液与丁二炔类化合物囊泡溶液按体积比1:1～2:1混合均匀后，反复低温冷冻和常温解冻，直至聚乙烯醇分子发生交联形成固相的辐射变色凝胶。

进一步，在步骤二中，制备辐射变色凝胶剂量计也可以采用冷凝法，具体包括：将琼脂糖或明胶加入水中加热至90℃以上使其溶解配置成5％～10％的溶液，与丁二炔类化合物囊泡溶液按体积比1:1～1:2均匀混合，冷却至室温让凝胶凝固形成辐射变色凝胶。

进一步，该三维辐射变色凝胶剂量计的制备方法制备辐射变色凝胶过程中，通过增加丁二炔类化合物囊泡溶液浓度或加入葡萄糖、蔗糖以提高凝胶对辐照剂量的变色响应灵敏度，或减少丁二炔类化合物囊泡溶液浓度以降低凝胶对辐照剂量的变色响应灵敏度，延长凝胶对辐照剂量的响应区间。