X射线自由空气电离室修正因子的研究

摘要

如今，X射线的应用，已经深入到安检、医学诊断、辐射监测和航空航天探测等各个领域。目前建立并完善国家社会发展、高新技术和国防建设所需的X射线计量基标准体系;提高并加强现有X射线计量基标准的技术能力和创新服务能力;解决国际比对关键技术问题，填补参加国际比对的空白是X射线计量研究的工作重点。本文依托于中国计量科学研究院开展的基本科研业务专项《防护水平X射线标准的建立与研究》，设计与加工了低能X射线基准装置，建立了国际电离辐射咨询委员会(CCRI)中推荐的低能X射线参考辐射质规范，进行推荐辐射质规范条件下低能X射线自由空气电离室修正因子的测量;根据国际计量局(BIPM)推荐的四个辐射质，在钼靶X射线基准装置上对钼靶X射线自由空气电离室的修正因子进行了测量;还运用EGSnrc和EGS5蒙特卡罗模拟软件对两自由空气电离室的部分修正因子进行了模拟计算。
　　本文设计并且搭建一套低能X射线基准装置，以此为基础开展辐射野均匀性测量研究，通过实验和计算机模拟相结合的方法计算出辐射质规范下低能X射线自由空气电离室的修正因子，结果与国际计量局自由空气电离室修正因子的值相比，五个辐射质误差分别为13％、4％、4％、1％和0.8％，钼靶X射线自由空气电离室的修正因子，结果与国际计量局自由空气电离室修正因子的值相比，四个辐射质误差分别为1％、2％、1％和1％。此外设计加工了一套真空管测量系统，利用空气衰减的原理，对低能X射线自由空气电离室和钼靶X射线自由空气电离室进行了空气衰减的修正，并利用蒙特卡罗模拟计算的方法，通过EGSnrc和EGS5模拟软件对低能X射线自由空气电离室和钼靶X射线自由空气电离室的电子损失和散射荧光修正因子进行了计算。独立研发设计了一套真空管测量系统，完成了整个系统的物理设计、机械结构设计以及加工装配。完成了整个系统在不同气压条件下的X射线测量、系统的保压测量和系统的稳定性测量。上述研究工作的完成，在一定程度上确立了X射线自由空气电离室修正因子的相关研究，为进一步研究工作打下了坚实的基础，为复现X射线空气比释动能提供了技术保障，为X射线各规范量值的国际比对和国内各应用领域的量值传递提供了基础。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究的内容

第2章 X射线自由空气电离室修正因子理论基础

2．1 X射线与物质相互作用

2．2 空气比释动能的定义

2．3 X射线空气比释动能测量

2．3．1 绝对测量原理

2．3．2 修正因子

第3章 X射线自由空气电离室修正因子实验系统的建立

3．1 低能X射线装置

3．1．1 X射线光机

3．1．2 导轨移动平台

3．1．3 滤过器系统

3．1．4 移动载物台装置

3．1．5 定位装置及配套软件

3．2 电离电流测量系统和控制软件

3．3 辐射野的测量

3．4 辐射质的测量

第4章 空气衰减修正因子

4．1 几种测量方法的特点

4．1．1 Attix全吸收法

4．1．2 辐射质能谱法

4．1．3 改变空气程法

4．2 真空测试系统的设计及其验证

4．2．1 真空管测试系统的设计

4．2．2 真空管测试系统的验证

4．3 抽真空法测量空气衰减修正因子

4．3．1 低能X射线自由空气电离室和钼靶X射线自由空气电离室

4．3．2 实验方法及其结果

第5章 电子损失、散射和荧光光子修正因子的蒙特卡洛模拟

5．1 蒙特卡罗模拟方法

5．2 蒙特卡罗模拟程序

5．2．1 EGSnrc

5．2．2 EGS5

5．3 低能X射线自由空气电离室电子损失、散射和荧光光子修正因子

5．4 钼靶X射线自由空气电离室电子损失、散射和荧光光子修正因子

第6章 其它修正因子

6．1 复合损失修正因子

6．2 正负极性修正因子

6．3 电场畸变修正因子

6．4 前壁穿透修正因子

6．5 空气湿度修正因子

第7章 总修正因子的计算

7．1 修正因子小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果