[发明专利]一种电离辐射组织等效材料配方设计方法及系统

说明书

本发明公开了一种电离辐射组织等效材料配方设计方法及系统，配方设计方法包括：S100、根据待模拟组织的不同物理性质和组织等效材料的不同使用场合因素，确定组织等效材料的高分子材料种类及原料；S200、根据不同元素的质量衰减系数曲线对组织等效材料的所有元素进行分类，将质量衰减系数近似的元素划为一类；S300、将每一类元素看作整体，确定组织等效材料的各类元素的比例；S400、对组织等效材料的每个元素进行调整，以使组织等效材料在设计能量范围内质量衰减系数相对误差小于预设百分比。本发明利用不同物质的质量衰减系数曲线进行拟合，可在一定能量范围内获得与待模拟组织组织等效性较好的配方。

技术领域

本发明涉及辐射防护技术领域，具体涉及一种电离辐射组织等效材料配方设计方法及系统。

背景技术

任何能模拟人体组织与电离辐射相互作用的物质都被称为(该电离辐射下该组织的)电离辐射组织等效材料，其主要用途是制作仿真人体物理模型。电离辐射组织等效材料从上世纪七十年代开始到现在，技术方案没有发生突破性变化，发展陷入停滞，已经影响到了仿真人体物理模型的发展，使仿真人体物理模型不能满足未来剂量学研究的需要。所以需要一种新型的电离辐射组织等效材料配方设计方法来简化设计步骤，扩充组织等效材料种类，适应仿真人体物理模型的发展。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种电离辐射组织等效材料配方设计方法及系统，。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电离辐射组织等效材料配方设计方法，所述配方设计方法包括：

(1)根据待模拟组织的不同物理性质和组织等效材料的不同使用场合因素，确定所述组织等效材料的高分子材料种类及原料；

(2)根据不同元素的质量衰减系数曲线对所述组织等效材料的所有元素进行分类，将质量衰减系数近似的元素划为一类；

(3)将每一类元素看作整体，确定所述组织等效材料的各类元素的比例；

(4)对所述组织等效材料的每个元素进行调整，以使所述组织等效材料在设计能量范围内质量衰减系数相对误差小于预设百分比。

进一步，如上所述的配方设计方法，步骤(1)中，确定的所述高分子材料可模拟所述待模拟组织的弹性或刚性，与所述待模拟组织的密度相对偏差小于5％，所述不同使用场合因素包括能量范围、辐照水平、温度和湿度。

进一步，如上所述的配方设计方法，步骤(2)中，所述不同元素包括H、C、N、O、Ca及其余在所述待模拟组织中质量分数小于1％的微量元素。

进一步，如上所述的配方设计方法，步骤(2)中，所述质量衰减系数曲线为质量衰减系数-γ射线能量双对数曲线。

进一步，如上所述的配方设计方法，所述将质量衰减系数近似的元素划为一类包括：在10keVγ或X射线能量下，将质量衰减系数相对偏差小于200％的元素归为一类。

进一步，如上所述的配方设计方法，步骤(3)包括：

将每一类元素看作整体，计算所述组织等效材料的每类元素的质量分数，同时调整所述组织等效材料的每类元素的质量分数，以使所述组织等效材料的每类元素的质量分数与目标材料的质量分数相同。

进一步，如上所述的配方设计方法，步骤(4)包括：

引入添加剂，通过调整添加剂的比例改变所述组织等效材料的质量衰减系数，以使所述组织等效材料在设计能量范围内质量衰减系数相对误差小于5％。

一种电离辐射组织等效材料配方设计系统，所述配方设计系统包括：