[發(fā)明專利]一種空氣比釋動能標準劑量場蒙特卡羅模型的建立方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711029460.7
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107918141B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邢立騰;王鵬;夏勛榮;蔣偉;黑大千;張超;姜偉平
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇省計量科學(xué)研究院
• 主分類號: G01T1/36
• 分類號: G01T1/36;G06F17/15
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

一種空氣比釋動能標準劑量場蒙特卡羅模型的建立方法，其特征在于，包括以下步驟：仿真模擬輻射場條件，搭建初步輻射場預(yù)測模型；在輻射場條件下，測量關(guān)鍵點空氣比釋動能率真值；建立模型空氣比釋動能率模擬計算值與真值之間的對應(yīng)關(guān)系；驗證輻射場預(yù)測模型。本發(fā)明通過對放射源、源罐結(jié)構(gòu)、射線與物質(zhì)發(fā)生相互作用的機制進行描述，利用次級標準劑量儀對關(guān)鍵點建立空氣比釋動能模擬值和實測值的對應(yīng)關(guān)系。使用該方法最終提供可以對上述兩種劑量場實現(xiàn)(5μGy/h~5mGy/h)量程范圍內(nèi)連續(xù)的空氣比釋動能標準值預(yù)測的模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)學(xué)仿真和安全健康領(lǐng)域中的電離輻射-輻射劑量學(xué)，具體涉及一種空氣比釋動能標準劑量場蒙特卡羅模型的建立方法。

背景技術(shù)

目前針對標準輻射場，實驗室通常采用到了距離平方反比的測量方法，對射束軸上的檢驗點進行連續(xù)預(yù)測。然而，根據(jù)基本物理原理，距離平方反比方法嚴格成立需滿足以下三個條件：真空、點源、無散射，這是實際電離輻射實驗室條件下所不具備的。實際情況下，該方法在1至3m內(nèi)誤差較小，而在距離源較遠條件下預(yù)測值與實測值則誤差較高，達到了5％以上。目前在同一輻射場條件下，調(diào)控劑量大小主要依靠調(diào)節(jié)距離來實現(xiàn)，因此，該模型的預(yù)測值具有較大誤差，無法滿足部分檢測要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種空氣比釋動能標準劑量場蒙特卡羅模型的建立方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種空氣比釋動能標準劑量場蒙特卡羅模型的建立方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：仿真模擬輻射場條件，搭建初步輻射場預(yù)測模型；

步驟二：在輻射場條件下，測量關(guān)鍵點空氣比釋動能率真值；

步驟三：建立模型空氣比釋動能率模擬計算值與真值之間的對應(yīng)關(guān)系；

步驟四：驗證輻射場預(yù)測模型。

為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括：

所述輻射場為中能X射線輻射場，首先模擬出電子束打鎢靶后的X射線能譜，再模擬經(jīng)過固有過濾和附加過濾。

所述輻射場為⁶⁰Co標準輻射場，基于放射源源罐的實際情況模擬源罐結(jié)構(gòu)，包括其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并對出束口衰減器和放射源的情況進行模擬。

所述輻射場涵蓋了中高能的射線，防護水平劑量計量程范圍從5μGy/h～5mGy/h。

1)確定關(guān)鍵點的真實位置，通過距離平方反比測量并計算出放射源到關(guān)鍵點真實位置和標尺的對應(yīng)關(guān)系，即計算標尺對實際位置的修正值Δ：

設(shè)即y＝kd+b，則：

Δ＝b/k (5)

其中，是空氣比釋動能率的真值，A是單位時間內(nèi)發(fā)射的光子數(shù)，Γ是伽馬常數(shù)；

2)根據(jù)修正值Δ，確定關(guān)鍵點的真實距離，利用蒙特卡羅模型模擬計算關(guān)鍵點的空氣比釋動能率的模擬計算值模擬計算值與真值的對應(yīng)關(guān)系根據(jù)如下公式計算得到：

其中，k(E)表示光子通量-劑量率轉(zhuǎn)換系數(shù)，Φ₁(E)表示歸一化的光子注量，E表示射線能量，即由蒙特卡羅模型計算出。

中能X射線輻射場通過比較第一半值層和第二半值層的過濾劑量、能譜分辨力、特征峰位置，驗證預(yù)測模型的窄譜系列過濾X能譜與GB12162.1-2000中的能譜。