本發明專利技術涉及輻射劑量儀的電離室設計技術，具體涉及一種利用鈦材料進行電離室X、γ能量響應補償的方法。該方法在電離室的收集極為鋁或鈦材質，高壓極為不銹鋼材質的情況下，在不銹鋼高壓極的內表面設置一層鈦質襯層。本發明專利技術通過在鋼質高壓極內表面襯加厚度適宜的鈦材料，解決了鋼質電離室對100～200keV能量范圍內X、γ射線的過響應問題，同時，對能量高于300keV的X、γ射線響應的變化并不大，對于展平能量在0.08～7.0MeV范圍內X、γ射線的響應曲線具有明顯的效果。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及輻射劑量儀的電離室設計技術，具體涉及一種利用鈦材料進行電離室X、Y能量響應補償的方法。
技術介紹
當進行X、Y輻射劑量的測量時，電離室的室壁材料可以是非空氣等效材料。考慮到電離室的綜合性能要求，如機械性能、焊接密封性、防潮、抗腐蝕性以及加工工藝等，室壁(高壓極和收集極)一般選取優質合金鋼材料。對于輻射防護用X、Y輻射劑量與劑量率儀，相關國家標準要求x、Y輻射能量在O. 08 I. 5MeV范圍內的響應，必須在137Cs響應的±30%以內。而鋼質電離室對X、Y輻射的響應，一般在100 200keV能量范圍內存在過響應問題，需要進行能量響應的補償。補償電離室的能量響應時，在電離室外表面按照一定比例和厚度貼錫材料是常見的方法。貼錫的方法就是利用錫材料對低能X、Y射線的衰減作用來壓低100 200keV能量范圍的過響應。而當電離室探測的Y射線能量在3MeV以上時，貼錫的補償效果不是很理想。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對鋼質電離室對X、Y輻射的響應，需要進行能量響應補償的問題，提供一種利用鈦材料進行電離室X、Y能量響應補償的方法。本專利技術的技術方案如下一種利用鈦材料進行電離室X、Y能量響應補償的方法，所述電離室的收集極為鋁或鈦材質，高壓極為不銹鋼材質，高壓極外設有不銹鋼屏蔽外殼，其中，在不銹鋼高壓極的內表面設置一層鈦質襯層。進一步，如上所述的利用鈦材料進行電離室X、Y能量響應補償的方法，其中，不銹鋼高壓極和屏蔽外殼的總厚度應在保證電離室氣密性以及機械性能的基礎上不超過3mm ο進一步，如上所述的利用鈦材料進行電離室X、Y能量響應補償的方法，其中，高壓極內表面的鈦質襯層的厚度為O. 2mm 2mm。本專利技術的有益效果如下本專利技術通過在鋼質高壓極內表面襯加厚度適宜的鈦材料，解決了鋼質電離室對100 200keV能量范圍內X、Y射線的過響應問題，同時，對能量高于300keV的X、Y射線響應的變化并不大，對于展平能量在O. 08 7. OMeV范圍內X、Y射線的響應曲線具有明顯的效果。附圖說明圖I為本專利技術在圓柱形電離室中具體實現的原理結構圖；圖2為應用本專利技術的圓柱形電離室能量響應的計算曲線圖。具體實施方式下面結合附圖和實施過程對本專利技術進行詳細的描述。本專利技術利用鈦材料來展平鋼質電離室對O. 08 7. OMeV能量范圍內X、Y輻射的響應，使其在137Cs響應的±30%以內。電離室收集極為鋁或鈦材質，高壓極為不銹鋼材質，在不銹鋼高壓極的內表面設置一層鈦質襯層，由于鈦的原子序數小于鐵的，從而可以很好地優化電離室在100 200keV能量范圍內的過響應問題。電離室靈敏體積內的工作氣體對X、Y射線的響應,主要來自于射線與室壁材料相互作用產生的次級電子的貢獻。而室壁對響應有貢獻的同時，也對X、Y射線具有衰減作用。衰減作用對能量低于200keV的射線尤為明顯。因此，合理設計室壁材料以及厚度，能夠優化電離室的能量響應。現有技術中貼錫的方法就是利用錫材料對低能X、Y射線的衰減作用。同樣，也可以通過降低室壁響應貢獻的方法來展平能響曲線。展平鋼質電離室能響曲線的關鍵在于降低100 200keV能量范圍內響應的同時，保證80keV能量處不至于欠響應。電離室靈敏體積內的工作氣體對X、Y射線的響應,主要來自于射線與室壁材料相互作用產生的次級電子的貢獻。由于能量低于200keV的β粒子在鋼中的射程很短，只有微米量級；所以在低能段(200keV以下)，室壁對響應的貢獻主要來自于最靠近靈敏體積的薄層材料。而對于能量為100 200keV的光子與物質相互作用的形式主要為光電效應和康普頓效應，其反應截面分別正比于Z5和Z。因此，將鈦材料襯于電離室高壓極的內表面，可以減小光子與其發生相互作用的概率，從而解決鋼質電離室對100 200keV能量范圍內X、Y射線的過響應問題。與此同時，鐵和鈦對能量高于300keV的窄束光子的質量轉移系數的差別不大，所以鋼質高壓極的內表面襯加厚度適宜的鈦材料后，電離室對能量高于300keV的X、Y射線響應的變化并不大。綜上所述，電離室收集極材料選用鋁或鈦，不銹鋼質高壓極內表面襯加厚度適宜的鈦材料，并且不銹鋼質高壓極和屏蔽外殼的總厚度也適宜，對于展平能量在O. 08 7. OMeV范圍內X、Y射線的響應曲線是比較有效的。為了滿足能量響應的要求，所述的不銹鋼高壓極和屏蔽外殼的總厚度應在保證電離室氣密性以及機械性能等的基礎上不超過3mm(在總厚度一定時，高壓極和屏蔽外殼各自厚度的變化對能響幾乎無影響)；收集極采用鋁或鈦材料，其厚度對能量響應的影響不大，只要滿足其他性能要求即可；高壓極內表面的鈦質襯層的厚度從能量響應角度考慮只要在O. 2mm 2mm范圍內即可，具體厚度可根據實際條件而定，如O. 2mm、1mm、I. 5mm、2mm。內襯鈦層和不銹鋼層之間可以存在間隙。以圓柱形電離室為例，如圖I所示，包括屏蔽外殼1，屏蔽殼體I內為高壓極2，中間為電離室的收集極4，電離室的收集極4為鋁材質(也可用鈦材質)，不銹鋼屏蔽外殼I和高壓極2的總厚度為2mm，并且在高壓極2的內表面襯加一層2mm厚的鈦層3，計算得到電離室的能量響應曲線(137Cs歸一)如圖2所示。由圖2可知，采用這一設計后，可以實現O.08 7. OMeV范圍內X、Y輻射的響應在137Cs響應的±30%以內。顯然，本領域的技術人員可以對本專利技術進行各種改動和變型而不脫離本專利技術的精神和范圍。這樣，倘若本專利技術的這些修改和變型屬于本專利技術權利要求及其同等技術的范圍之內，則本專利技術也意圖包含這些改動和變型在內。權利要求1.一種利用鈦材料進行電離室X、Y能量響應補償的方法，所述電離室的收集極(4)為鋁或鈦材質，高壓極(2)為不銹鋼材質，高壓極(2)外設有不銹鋼屏蔽外殼(I)，其特征在于在不銹鋼高壓極(2)的內表面設置一層鈦質襯層(3)。2.如權利要求I所述的利用鈦材料進行電離室X、Y能量響應補償的方法，其特征在于不銹鋼高壓極(2)和屏蔽外殼(I)的總厚度應在保證電離室氣密性以及機械性能的基礎上不超過3mm。3.如權利要求I或2所述的利用鈦材料進行電離室X、Y能量響應補償的方法，其特征在于高壓極內表面的鈦質襯層(3)的厚度為O. 2mm 2mm。全文摘要本專利技術涉及輻射劑量儀的電離室設計技術，具體涉及一種。該方法在電離室的收集極為鋁或鈦材質，高壓極為不銹鋼材質的情況下，在不銹鋼高壓極的內表面設置一層鈦質襯層。本專利技術通過在鋼質高壓極內表面襯加厚度適宜的鈦材料，解決了鋼質電離室對100～200keV能量范圍內X、γ射線的過響應問題，同時，對能量高于300keV的X、γ射線響應的變化并不大，對于展平能量在0.08～7.0MeV范圍內X、γ射線的響應曲線具有明顯的效果。文檔編號G01T1/185GK102955166SQ201110239058公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月19日 優先權日2011年8月19日專利技術者靳根, 錢鐘敏, 劉倍, 陳法國, 徐園, 王希濤, 楊亞鵬 申請人:中國輻射防護研究院本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種利用鈦材料進行電離室X、γ能量響應補償的方法，所述電離室的收集極(4)為鋁或鈦材質，高壓極(2)為不銹鋼材質，高壓極(2)外設有不銹鋼屏蔽外殼(1)，其特征在于：在不銹鋼高壓極(2)的內表面設置一層鈦質襯層(3)。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：靳根，錢鐘敏，劉倍，陳法國，徐園，王希濤，楊亞鵬，
申請(專利權)人：中國輻射防護研究院，
類型：發明
國別省市：
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