[發明專利]一種基于質子輻照源的深度劑量分布的測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201911347508.8
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN110988957B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 吳正新;孫慧斌;何承發;趙海歌;胡世鵬;鐘健;甘林;羅奇;郝昕
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01T1/02
• 分類號: G01T1/02
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文

本發明提供的一種基于質子輻照源的深度劑量分布的測量裝置及方法，裝置包括：第一楔形模體和第二楔形模體；設置于第二楔形模體的上表面，用于接收輻照源產生的質子束的屏蔽層；設置在第一楔形模體和第二楔形模體之間，用于接收經過第二楔形模體后的質子束的第一顯色膠片劑量計。本發明通過設置在第一楔形模體和第二楔形模體之間的第一顯色膠片劑量計可以在一次輻照中獲得質子束在第二楔形模體中的深度劑量分布，測量結果準確，測量方法簡單，測量成本低；第二楔形模體為聚乙烯材料，可以等效人體組織內不同深度處的質子沉積能量以及粒子能譜信息，研究結果對航天員輻射屏蔽以及航天電子元器件輻照損傷以及輻射效應試驗有很好的指導作用。

技術領域

本發明涉及空間輻射劑量與輻射防護技術領域，具體涉及一種基于質子輻照源的深度劑量分布的測量裝置及方法。

背景技術

宇宙空間存在以質子、重離子和電子等為主的空間輻射環境，運行在空間的航天器在輻射效應作用下，其中的電子元器件性能下降、改變甚至功效失效，嚴重威脅在軌航天器的安全運行以及航天員的生命安全。美國AEROSPACE公司的統計數據表明，空間環境導致了40％左右的航天器故障，位居各類故障原因之首。空間輻射環境中的部分高能重離子、質子被航天器殼體材料阻擋，射線能量沉積在殼體防護材料中，從而大大減少航天器中航天員接收的輻射劑量，但由于航天器屏蔽層厚度有限，仍有高能帶電粒子會穿透屏蔽層進入航天器艙內，帶電粒子與屏蔽層相互作用，產生的次級射線進入航天器艙內，也會給航天員造成損傷。而在宇宙射線中質子占了87％，因而開展地面質子輻照材料效應研究具有非常重要的作用。

現有的深度劑量分布測量主要有兩種方法，一種是基于多薄層厚度的材料疊加，將數量較多的劑量片放置到不同的夾層中來測量深度劑量分布，這種方法容易受到材料分割不均勻，測量時縫隙里混入空氣等因素的影響導致測量結果產生較大的誤差。另外一種方法是改變測量樣品的厚度對樣品進行多次測量，這種方法測量程序繁瑣，多次輻照增加測量成本。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種基于質子輻照源的深度劑量分布的測量裝置及方法，旨在解決現有深度劑量分布測量方法中基于多薄層厚度的材料疊加測量法容易受到材料分割不均勻，測量時縫隙中混入空氣等因素的影響導致測量結果誤差大，而通過改變測量樣品的厚度對樣品進行多次測量，測量方法復雜，測量成本高等問題。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種基于質子輻照源的深度劑量分布的測量裝置，其中，所述測量裝置包括：第一楔形模體、屏蔽層、第二楔形模體和第一顯色膠片劑量計；

所述屏蔽層設置于所述第二楔形模體的上表面，用于接收輻照源產生的質子束；

所述第一顯色膠片劑量計設置在所述第一楔形模體和所述第二楔形模體之間，用于接收經過所述第二楔形模體后的所述質子束以獲得所述質子束在所述第二楔形模體中的深度劑量分布。

所述的基于質子輻照源的深度劑量分布的測量裝置，其中，所述屏蔽層的材料為鋁或聚乙烯；所述第一楔形模體和所述第二楔形模體的材料為聚乙烯。

所述的基于質子輻照源的深度劑量分布的測量裝置，其中，所述第一楔形模體和所述第二楔形模體的截面為直角三角形；所述第一楔形模體和所述第二楔形模體的斜面相對放置。

所述的基于質子輻照源的深度劑量分布的測量裝置，其中，所述第一顯色膠片劑量計設置于所述第一楔形模體和所述第二楔形模體的斜面之間。

所述的基于質子輻照源的深度劑量分布的測量裝置，其中，所述第一顯色膠片劑量計的長度與所述第一楔形模體和所述第二楔形模體的直角三角形截面的斜邊長度相等；所述第一顯色膠片劑量計的厚度小于0.1mm。

一種利用所述的基于質子輻照源的深度劑量分布的測量裝置的測量方法，其中，包括步驟：