[發明專利]一種電離輻射組織等效材料配方設計方法及系統

在審

• 申請號: 201911140112.6
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN111128317A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 劉立業;劉一聰;熊萬春;曹勤劍;趙原;肖運實;趙日;李曉敦;汪嶼;衛曉峰;夏三強;潘紅娟
• 申請（專利權）人: 中國輻射防護研究院
• 主分類號: G16C60/00
• 分類號: G16C60/00
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;楊方

本發明公開了一種電離輻射組織等效材料配方設計方法及系統，配方設計方法包括：S100、根據待模擬組織的不同物理性質和組織等效材料的不同使用場合因素，確定組織等效材料的高分子材料種類及原料；S200、根據不同元素的質量衰減系數曲線對組織等效材料的所有元素進行分類，將質量衰減系數近似的元素劃為一類；S300、將每一類元素看作整體，確定組織等效材料的各類元素的比例；S400、對組織等效材料的每個元素進行調整，以使組織等效材料在設計能量范圍內質量衰減系數相對誤差小于預設百分比。本發明利用不同物質的質量衰減系數曲線進行擬合，可在一定能量范圍內獲得與待模擬組織組織等效性較好的配方。

技術領域

本發明涉及輻射防護技術領域，具體涉及一種電離輻射組織等效材料配方設計方法及系統。

背景技術

任何能模擬人體組織與電離輻射相互作用的物質都被稱為(該電離輻射下該組織的)電離輻射組織等效材料，其主要用途是制作仿真人體物理模型。電離輻射組織等效材料從上世紀七十年代開始到現在，技術方案沒有發生突破性變化，發展陷入停滯，已經影響到了仿真人體物理模型的發展，使仿真人體物理模型不能滿足未來劑量學研究的需要。所以需要一種新型的電離輻射組織等效材料配方設計方法來簡化設計步驟，擴充組織等效材料種類，適應仿真人體物理模型的發展。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種電離輻射組織等效材料配方設計方法及系統，。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種電離輻射組織等效材料配方設計方法，所述配方設計方法包括：

(1)根據待模擬組織的不同物理性質和組織等效材料的不同使用場合因素，確定所述組織等效材料的高分子材料種類及原料；

(2)根據不同元素的質量衰減系數曲線對所述組織等效材料的所有元素進行分類，將質量衰減系數近似的元素劃為一類；

(3)將每一類元素看作整體，確定所述組織等效材料的各類元素的比例；

(4)對所述組織等效材料的每個元素進行調整，以使所述組織等效材料在設計能量范圍內質量衰減系數相對誤差小于預設百分比。

進一步，如上所述的配方設計方法，步驟(1)中，確定的所述高分子材料可模擬所述待模擬組織的彈性或剛性，與所述待模擬組織的密度相對偏差小于5％，所述不同使用場合因素包括能量范圍、輻照水平、溫度和濕度。

進一步，如上所述的配方設計方法，步驟(2)中，所述不同元素包括H、C、N、O、Ca及其余在所述待模擬組織中質量分數小于1％的微量元素。

進一步，如上所述的配方設計方法，步驟(2)中，所述質量衰減系數曲線為質量衰減系數-γ射線能量雙對數曲線。

進一步，如上所述的配方設計方法，所述將質量衰減系數近似的元素劃為一類包括：在10keVγ或X射線能量下，將質量衰減系數相對偏差小于200％的元素歸為一類。

進一步，如上所述的配方設計方法，步驟(3)包括：

將每一類元素看作整體，計算所述組織等效材料的每類元素的質量分數，同時調整所述組織等效材料的每類元素的質量分數，以使所述組織等效材料的每類元素的質量分數與目標材料的質量分數相同。

進一步，如上所述的配方設計方法，步驟(4)包括：

引入添加劑，通過調整添加劑的比例改變所述組織等效材料的質量衰減系數，以使所述組織等效材料在設計能量范圍內質量衰減系數相對誤差小于5％。

一種電離輻射組織等效材料配方設計系統，所述配方設計系統包括：