[發(fā)明專利]變照射野多用途輻照校準裝置及使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210003104.2
• 申請日: 2022-01-04
• 公開（公告）號: CN114442140B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 谷懿;宋寶林;王猛;張慶賢;曾國強
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01T7/00
• 分類號: G01T7/00;G01T1/11
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 劉妮

1.變照射野多用途輻照校準裝置，其特征在于，包括弧形衰減器模塊、可調(diào)準直模塊、儲源換擋散射腔模塊、電機支架模塊、紅外測距模塊、終端；

弧形衰減器模塊安裝于可調(diào)準直模塊的出口位置，可調(diào)準直模塊，用于將伽馬輻射場約束為一個準直輻射場，可調(diào)準直模塊包括等距升降系統(tǒng)和可調(diào)準直器，可調(diào)準直器安裝在等距升降系統(tǒng)上；

其中，可調(diào)準直模塊的等距升降系統(tǒng)有柵元，由柵元升降完成調(diào)節(jié)射線出射角度，使平面出射角度調(diào)節(jié)范圍為8度到36度；

等距升降系統(tǒng)，包括電機Ⅲ、套筒、柵元，電機Ⅲ的轉(zhuǎn)軸上安裝有齒輪，套筒根部加工有外齒，齒輪與套筒根部的外齒嚙合相接，電機Ⅲ旋轉(zhuǎn)帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動套筒旋轉(zhuǎn)，套筒內(nèi)從根部到頂部安裝有柵元Ⅰ-柵元Ⅶ，柵元Ⅰ固定安裝在套筒根部，柵元Ⅱ-柵元Ⅶ安裝在套筒內(nèi)的各自的螺旋槽中，在圓柱導(dǎo)桿輔助下能產(chǎn)生相對運動；

儲源換擋散射腔模塊，由放射源、換擋衰減器、貯源平臺、散射腔組成，放射源釋放一個4π方向的輻射場，放射源放置在貯源平臺上，貯源平臺放置于散射腔里，散射腔內(nèi)部為一個圓柱形腔體；

換擋衰減器，換擋衰減器包括兩個圓盤和殼體，兩個圓盤的轉(zhuǎn)軸平行且均豎直固定在換擋衰減器的殼體上，兩個圓盤上下相交布置，圓盤上有齒輪，通過嚙合齒輪與各自的電機相接，每個圓盤上有1個通孔，其余為3個厚度不同的鎢合金圓片，圓片通過圓盤旋轉(zhuǎn)移動到與輻射源共線，從而形成不同的厚度組合搭配換擋衰減器安裝在散射腔上方；

電機支架模塊位于儲源換擋散射腔模塊下方，由低轉(zhuǎn)速電機、電源模塊、支架、單片機組成，支架用于放置電源模塊、單片機、低轉(zhuǎn)速電機，電源模塊與低轉(zhuǎn)速電機、單片機相連接，單片機并且與低轉(zhuǎn)速電機連接，單片機與終端信號連接；

紅外測距模塊，安裝在可調(diào)準直器上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變照射野多用途輻照校準裝置，其特征在于，弧形衰減器模塊的材料為石墨、鈹中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變照射野多用途輻照校準裝置，其特征在于，弧形衰減器模塊形狀為一個弧形圓片。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變照射野多用途輻照校準裝置，其特征在于，可調(diào)準直模塊材料為鎢合金。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變照射野多用途輻照校準裝置，其特征在于，貯源平臺材料為塑料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變照射野多用途輻照校準裝置，其特征在于，換擋衰減器材料為鉛或者鎢合金。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變照射野多用途輻照校準裝置，其特征在于，支架材料為不銹鋼。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變照射野多用途輻照校準裝置，其特征在于，還安裝有可升降支架，可升降支架與等距升降系統(tǒng)直接連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變照射野多用途輻照校準裝置，其特征在于，實驗室測試校準熱釋光劑量計時，鉛罐尾部與儲源換擋散射腔模塊相連接，可調(diào)準直模塊上方有四個螺紋孔，安裝可調(diào)螺桿，可調(diào)螺桿上方與熱釋光托盤相連。

10.一種如權(quán)利要求1所述的變照射野多用途輻照校準裝置的使用方法，其特征在于：

步驟1.根據(jù)待測儀器的地理位置，選擇好測量位置，安裝可升降支架；

步驟2.紅外測距模塊通過測量，將待校準儀器距離發(fā)送到終端，終端接收輸入照射野半徑L；

步驟3.終端經(jīng)過處理，通過將信號傳輸至單片機，單片機通過控制相應(yīng)電機，使可調(diào)準直模塊開始調(diào)整度數(shù)，儲源換擋散射腔模塊通過轉(zhuǎn)動調(diào)整檔位大小，然后開始校準；

具體的是，紅外測距模塊測量到準直距離r,并將距離r傳輸至終端接收，終端接收到信號通過如下處理：

待校準儀器尺寸半徑為D,所需輻射場照射野半徑為L，L略大于D，紅外測距距離為r,則放射源中心到照射野邊緣距離r′為：

根據(jù)劑量率公式求得輻射場中心位置與照射野邊緣劑量值

求得該輻射場的均勻性

其中A為活度，為比釋動能常數(shù)，K_a為空氣比釋動能率，K′_a為照射野邊緣空氣比釋動能，r為放射源到照射野的距離，η為輻射場的均勻性；

考慮到理論值與實驗值差別，在這里將均勻度要求從國標要求的95％，提高到96％；

根據(jù)公式看出劑量率的差異主要是由參考點不同照射距離引起的，根據(jù)射線衰減公式(2-5)，通過安裝弧形衰減器對其修正，提升照射野內(nèi)均勻性：

其中μ為弧形衰減器的衰減系數(shù)，為弧形衰減器校準后的空氣比釋動能；

終端根據(jù)所需要的輻射劑量值大小、照射野最小半徑、校準距離，計算輻照參數(shù)，并發(fā)送至裝置單片機，單片機通過控制不同電機，調(diào)整準直模塊射線出射度數(shù)，儲源換擋散射腔模塊通過轉(zhuǎn)動調(diào)整檔位大小，再匹配對應(yīng)的弧形衰減器，實現(xiàn)符合國標的標準輻射場，國標為GB/T12162.1-2000。