钨靶-钼过滤X射线空气比释动能测量方法研究

摘要

自从十九世纪末伦琴发现一种未知的射线，并命名X射线以来，X射线的应用在医学诊断、医学治疗、工业无损探伤、辐射育种、非接触测量、高能物理研究等领域越来越广泛。近几十年，我国主要使用的电离辐射量主要为照射量，空气比释动能作为新一代的电离辐射量能够在绝大部分情况下可以取代照射量。空气比释动能的定值，比对工作也已经开始进行。中国计量科学研究院（NIM）已经完成了（60~250）KV X射线空气比释动能基准与（10~60）KV X射线空气比释动能基准的定值与比对工作。并于2017年获得中低能基准证书。钼靶X射线基准也于2018年4月与BIPM进行了比对。 20世纪以来，乳腺癌已经发展为严重影响女性健康的第一因素。在各种检查方法中，乳腺X射线检查极大的降低了早期乳腺癌的漏查率，也因此使得乳腺癌死亡率降低了25％-30％。检查设备的改善可以提高图像质量和对早期乳腺癌的检查能力。对大部分人来说，乳腺组织密度较小，Mo靶X射线光机形成的图像分辨率和对比度要更高；但对于部分厚度大，密度高的乳腺组织，为降低患者的吸收剂量，选用W靶更为合适，W靶X射线能量高波长短，更容易穿透密度高的组织，能缩短1/5到2/3的照射时间。但其空气比释动能还未成功量传。 本课题在中国计量科学研究院低能X射线基准辐射场建立了管电压为23、25、28、30、35KV的钨靶钼过滤X射线辐射质，其附加过滤均为0.06mm的Mo片。其半值层测量结果显示，半值层值维持在0.346到0.405mm的铝。有效能量维持在15.4到16.4keV，明显高于相同管电压激发的钼靶X射线。测量了所建辐射质能谱，其测量结果显示能谱与模拟谱重合度极高，进一步论证了所建辐射质准确性。在距离光管焦斑60cm处，利用指型电离室对辐射野进行测量结果显示95%有效辐射野直径为50mm,完全满足实验需求。对新加工的钼靶电离室和低能基准电离室进行了各个修正因子的测量，并完成了定值工作。刻度了RC6M-9066和34069-000234两个电离室，验证了基准电离室定值的准确性。空气比释动能率的复现不确定度控制在了0.41%，刻度因子不确定度分别为为0.42%、0.43%。

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摘 要

Abstract

1.1 论文的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 研究内容

1.4 预期研究成果

2.1 乳腺诊断X射线

2.2 空气比释动能

2.3 低能X射线辐射场

2.3.1 低能X射线光机

2.3.2附加过滤系统

2.3.3 辅助定位系统

2.3.4 辐射场均匀性

2.4微弱电流测量系统

2.5 本章小结

第3章 辐射质的建立及能谱测量

3.1 辐射质的建立

3.1.1 半值层的测量

能谱测量与分析

3.2.1 探测器能量刻度

3.3 本章小结

修正因子的测量与模拟

4.1.1 空气衰减修正因子Ka

4.1.2 复合损失修正因子ks

4.1.3 电场极性修正系数kpol

4.1.4 前壁穿透修正因子kp

4.1.5 电场畸变修正因子kd

4.1.6 蒙特卡罗模拟修正因子

4.1.8 空气湿度修正因子kh

各项修正因子总结

4.3 空气比释动能的绝对测量与传递电离室的刻度

4.3.1 空气比释动能的绝对测量

4.3.2 传递电离室的刻度

4.4 本章小结

5.1 空气比释动能的不确定度评定

5.1.1 基础物理量不确定度

5.1.2 有效测量体积不确定度

5.1.3 定位不确定度

5.1.4 电流不确定度

5.1.5 温度不确定度

5.1.6 气压不确定度

5.1.7 修正因子不确定度

5.1.8 空气比释动能不确定度汇总

5.2 传递电离室刻度因子不确定度评定

5.3 本章小结

结 论

攻读硕士学位期间所发表的论文

致 谢