一种多阳极电离室的研制

摘要

质子在军事、航天、农业、医学等领域的应用中，主要是利用它在介质中沉积能量，从而产生各种生物、化学或物理效应。而它在介质中的能量沉积不是均匀的，在被阻止的区域会产生一个急剧上升的Bragg峰。本研究就是研制一种能够分区域收集电荷，探测质子或其它射线在空气介质中所形成Bragg峰的多阳极电离室，考察不同能量质子或其它带电粒子在Bragg峰区的能量沉积情况，为以后的微剂量学研究打下基础。
　　 研究采用计算机模拟与实验相结合的方法，其中利用Ansoft Maxwell有限元分析软件和Srim程序分别对各阳极间取不同间隙时的电场和质子在空气中的传输情况进行了模拟，作为电离室几何尺寸的确定依据。在原子能院放射性计量测试部的90Sr-90Y标准β辐射场中，对电离室的饱和特性、重复性、稳定性以及β辐射场的深度剂量分布进行了测试，然后在北京师范大学的低能质子加速器上对质子在空气中形成的Bragg峰进行了探测，实验数据和模拟结果能在较小的偏差范围内相吻合。
　　 通过该项工作，验证了质子或其它射线在空气介质中产生的电离电荷可以进行分区域收集，进行深度剂量分布研究；可以用多阳极电离室探测质子在空气中形成的Bragg峰，并测量质子在空气中的射程。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章 前言

1.1选题依据及研究意义

1.2研究现状及发展趋势

1.3研究内容及主要特色

1.3.1研究内容

1.3.2主要特色

第二章电离室

2.1概述

2.2气体中电子和离子的运动规律

2.2.1气体的电离

2.2.2电子和离子的漂移与扩散

2.2.3负离子的形成和离子的复合

2.3电离室原理及构造

2.3.1工作原理

2.3.2信号的形成机制

2.3.3常见类型

2.3.4基本结构

2.3.5几何参数

2.3.6绝缘体

2.3.7工作气体

2.4电流电离室

2.4.1电流信号的形成

2.4.2主要性能指标

2.5小结

第三章 多阳极电离室

3.1概述

3.2工作原理及用途

3.3结构及参数的确定

3.3.1基本结构

3.3.2结构参数

3.4设计依据与参数确定

3.4.1质子的传输特性

3.4.2电场的均匀性要求

3.4.3质子的Bragg峰特征

3.5极板和绝缘体材料的选择

3.6测量电路

3.7电离室的组装及检测

3.7.1极板清洗

3.7.2芯体装架

3.7.3线路布置

3.7.4芯体装壳

3.7.5整体测试

3.8小结

第四章 多阳极电离室的性能测试及初步应用

4.1概述

4.2信号测试

4.2.1实验条件

4.2.2实验数据

4.2.3Srim模拟

4.2.4试验分析

4.3 B场中的测试

4.3.1饱和特性测试

4.3.2重复性和稳定性测试

4.3.3 β场的相对深度剂量分布测试实验

4.3.4试验分析

4.4对质子束的测试

4.4.1实验条件

4.4.2管道装置

4.4.3数据处理

4.4.4试验分析

第五章结论与展望

参考文献

硕士在读期间发表的文章

致 谢

附 录