[发明专利]一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法有效

专利信息
申请号: 201711217984.9 申请日: 2017-11-28
公开(公告)号: CN109839657B 公开(公告)日: 2022-05-20
发明(设计)人: 杨中建;陈宝维;谢伟民;程昊;杨楠;李锦玉 申请(专利权)人: 中国辐射防护研究院
主分类号: G01T7/00 分类号: G01T7/00
代理公司: 北京天悦专利代理事务所(普通合伙) 11311 代理人: 田明;任晓航
地址: 030006 山*** 国省代码: 山西;14
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摘要:
搜索关键词: 一种 辐射 剂量 能量 响应 补偿 分析 方法
【说明书】:

发明涉及一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法,属于辐射防护领域。本发明所述的方法,包括以下步骤:1)通过实验测量剂量仪在不同能量E1、E2……En光子射线照射下的原始响应K1、K2……Kn;2)列举所有可能的补偿材料并对这些材料在不同能量Ei的光子照射下的线衰减系数μi值进行计算;3)列举出全部可能的补偿材料的空隙率p和厚度t的组合,并代入方程组求解值;4)用户利用计算机程序设置不同的选择条件,从计算结果中选择出符合用户需要的能量补偿方案。本发明可应用于辐射剂量仪的能量补偿,保证剂量监测准确性,具有实用性。

技术领域

本发明属于辐射防护领域,具体涉及一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法。

背景技术

辐射剂量仪被广泛应用于核电站、工业无损探伤、职业病预防、部队等存在放射性的工作场所的个人剂量监测,但是未经能量补偿的辐射剂量仪存在不同能量段响应不一致,严重影响测量准确度的问题。从上个世纪五六十年代开始,辐射剂量仪的能量响应补偿就是辐射剂量测量领域的一项重要内容,如何确定能量补偿方案是很多辐射测量设备研发人员需要花费很多心血解决的问题。已有的寻找优化的能量补偿方案的方法除通过大量的实验直接获取数据,从中挑选效果最好的方案外,还包括蒙特卡罗软件分析、数学理论计算等方法。

对于蒙特卡罗方法,首先人为给出一个能量补偿方案,然后利用蒙特卡罗方法模拟计算剂量仪的响应情况再根据模拟结果由人做出决策,调整参数后再进行模拟,不断重复上述过程,直到得到合适的结果为止。该方法不仅费时费力,而且人类的思维容易陷入局部最优化,如果实际上存在两种或两种以上的优化的能量补偿方案,该方法往往仅能找到其中一种。

除蒙特卡罗方法外,能量补偿方案的确定还可以使用如下数学理论计算方法:根据能量补偿理论,在射线能量为Ei时,剂量仪在无任何补偿措施时的原始响应记为Ki(Ei),选取某种补偿材料其线衰减系数为μi,设补偿材料的空隙率为p,材料厚度为t,则剂量仪有补偿材料部分的能量响应为空隙部分的能量响应为pKi(Ei)。经过补偿后,在射线能量为Ei时剂量仪能量响应可以表示为:

经补偿后的能量响应均应趋于1,即在任何能量Ei下,均应足够小,且越小越好。最小时候的材料ma、该材料的厚度ta以及空隙率pa即为最佳的能量补偿方案参数。

上述方程是在能量补偿材料确定以后,即ui确定以后,才可以求解,并不能解决材料选择的问题。

而且,在实际应用中,即便能量补偿材料已经确定,该方法也遇到一些问题。例如,由于建立数学方程时,“δi足够小”且“越小越好”的说法在数学上是不太严谨的。由于由i个δ值组成,利用数学公式不能严格描述这一具有模糊性的条件。现在通常是将条件设定为的值最小,认为此条件等同于“最小”,然后看此条件下是否所有的值均足够小。实际中,可能存在一种能量补偿方法,某一个能量点的较大,甚至不能满足辐射监测相关标准要求,但其它能量点的均很小,而且仍然是最小的;而另一种能量补偿方法中,各点的均满足标准要求但都不太低,这时的值较高。此时利用数学方程方法只能求得最小的补偿方法,可能会出现不能满足相关标准要求的“最佳”的能量补偿方法。而实际上,第二种情况是满足标准要求的,但利用数学方法却会将该方案遗漏。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的是提供一种辐射剂量仪能量响应补偿分析的方法。该方法利用计算机软件和数学理论计算方法相结合,能够对所有可能的能量补偿方案的补偿结果进行计算,然后从中选择优化的能量补偿方案,保证剂量监测准确性。

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