本發(fā)明涉及一種輻射探測裝置的校準(zhǔn)方法，特別涉及一種組織等效正比計(jì)數(shù)器在線校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

組織等效正比計(jì)數(shù)器是一種用于評估輻射相對生物效應(yīng)的探測器，其能夠通過模擬測量輻射場內(nèi)微米級細(xì)胞組織的微劑量譜(亦稱線能譜)來直接獲得吸收劑量(率)和劑量當(dāng)量(率)，可用于空間輻射、輻射防護(hù)、微劑量學(xué)、輻射治療等領(lǐng)域。

由于組織等效正比計(jì)數(shù)器具有線能測量范圍寬，粒子分辨能力較好，適于空間混合輻射場的劑量測量等優(yōu)點(diǎn)，因此在國際上得到了廣泛認(rèn)可。目前，組織等效正比計(jì)數(shù)器已被作為空間輻射測量的標(biāo)準(zhǔn)裝置，與此同時，其在核電站、大型加速器等地面核設(shè)施的輻射防護(hù)監(jiān)測領(lǐng)域也有較好的應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)的組織等效正比計(jì)數(shù)器采用中心陽極絲結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)信號的放大。近年來，國際上有學(xué)者提出可將氣體電子倍增技術(shù)應(yīng)用于組織等效正比計(jì)數(shù)器，即在傳統(tǒng)的組織等效正比計(jì)數(shù)器靈敏體積內(nèi)，以GEM膜代替中心陽極絲，從而實(shí)現(xiàn)信號的放大。該方案可降低組織等效正比計(jì)數(shù)器微型化的加工難度，并可有效提高氣體增益等方面的性能。

與其它劑量儀表相同，組織等效正比計(jì)數(shù)器在應(yīng)用于輻射監(jiān)測之前同樣需進(jìn)行校準(zhǔn)。然而，對于組織等效正比計(jì)數(shù)器的校準(zhǔn)，目前我國仍處于空白狀態(tài)，而國際上通常在實(shí)驗(yàn)室條件下通過中子、γ參考輻射場等對組織等效正比計(jì)數(shù)器進(jìn)行校準(zhǔn)。但由于在一些特殊應(yīng)用場合下(如航天器艙內(nèi)、反應(yīng)堆周邊等)不便實(shí)現(xiàn)組織等效正比計(jì)數(shù)器的拆解及轉(zhuǎn)移，而需要進(jìn)行在線校準(zhǔn)，因此上述校準(zhǔn)方法并不適于此類場合。

有資料表明，美國宇航局曾發(fā)展了組織等效正比計(jì)數(shù)器個人劑量計(jì)，該劑量計(jì)額外采用了一個探頭用于在線校準(zhǔn)。但該校準(zhǔn)方式并不適用于基于氣體電子倍增技術(shù)的組織等效正比計(jì)數(shù)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決基于氣體電子倍增技術(shù)的組織等效正比計(jì)數(shù)器尚無在線校準(zhǔn)方法可用的問題，本發(fā)明提供了一種組織等效正比計(jì)數(shù)器在線校準(zhǔn)方法。

該組織等效正比計(jì)數(shù)器在線校準(zhǔn)方法包括以下步驟：

(一)取一個α源和一個低能X射線源作為校準(zhǔn)源，所述校準(zhǔn)源能量已知；

(二)在待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器的組織等效材料陰極板上設(shè)置兩個校準(zhǔn)孔，所述校準(zhǔn)孔可以為盲孔或通孔；

(三)當(dāng)校準(zhǔn)孔為盲孔時，將所述校準(zhǔn)源設(shè)置于盲孔的底面；當(dāng)校準(zhǔn)孔為通孔時，將所述校準(zhǔn)源設(shè)置于通孔的正上方；

(四)在待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器的陽極板上對應(yīng)于所述兩個校準(zhǔn)孔的位置，分別設(shè)置兩個獨(dú)立的陽極板信號收集區(qū)；

(五)將待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器置于中子、光子混合輻射場內(nèi)，分別收集上述兩個獨(dú)立的陽極板信號收集區(qū)的電荷信號，得到α粒子及電子在相應(yīng)靈敏腔內(nèi)的最大沉積能；與此同時，獲取待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器的脈沖幅度譜；

(六)將得到的所述最大沉積能以及所述脈沖幅度譜數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算出待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器測量的線能譜，從而實(shí)現(xiàn)待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器的在線校準(zhǔn)；

上述公式中：y是待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器測量的線能；校準(zhǔn)源是α源時，ε是α粒子在相應(yīng)靈敏腔內(nèi)的最大沉積能，校準(zhǔn)源是低能X射線源時，ε是電子在相應(yīng)靈敏腔內(nèi)的最大沉積能；是微米級模擬體的平均弦長；h是待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器測量的脈沖幅度譜道數(shù)；h_c是最大沉積能對應(yīng)的道數(shù)。

所述α源優(yōu)選為²⁴¹Am源或²⁴⁴Cm源。

所述低能X射線源優(yōu)選為⁵⁵Fe源。

本發(fā)明的組織等效正比計(jì)數(shù)器在線校準(zhǔn)方法同時采用了α源和低能X射線源(能量為5～6keV)作為校準(zhǔn)源，能夠?qū)跉怏w電子倍增技術(shù)的組織等效正比計(jì)數(shù)器進(jìn)行在線校準(zhǔn)，由于這些校準(zhǔn)源可以有效覆蓋由低到高不同的線能范圍，因此能夠使校準(zhǔn)結(jié)果覆蓋至跨越3個數(shù)量級的極寬的線能譜，較好解決了基于氣體電子倍增技術(shù)的組織等效正比計(jì)數(shù)器的在線校準(zhǔn)問題。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例

將本發(fā)明的組織等效正比計(jì)數(shù)器在線校準(zhǔn)方法應(yīng)用于某基于氣體電子倍增技術(shù)的組織等效正比計(jì)數(shù)器的在線校準(zhǔn)，其步驟如下：

(一)取一個²⁴¹Amα源和一個⁵⁵Fe低能X射線源作為校準(zhǔn)源，所述校準(zhǔn)源能量已知；

(二)在待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器的組織等效材料陰極板上設(shè)置兩個校準(zhǔn)孔，所述校準(zhǔn)孔可以為盲孔或通孔；

(三)當(dāng)校準(zhǔn)孔為盲孔時，將所述校準(zhǔn)源設(shè)置于盲孔的底面；當(dāng)校準(zhǔn)孔為通孔時，將所述校準(zhǔn)源設(shè)置于通孔的正上方；

(四)在待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器的陽極板上對應(yīng)于所述兩個校準(zhǔn)孔的位置，分別設(shè)置兩個獨(dú)立的陽極板信號收集區(qū)；

(五)將待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器置于中子、光子混合輻射場內(nèi)，分別收集上述兩個獨(dú)立的陽極板信號收集區(qū)的電荷信號，得到α粒子及電子在相應(yīng)靈敏腔內(nèi)的最大沉積能；與此同時，獲取待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器的脈沖幅度譜；

(六)將得到的所述最大沉積能以及所述脈沖幅度譜數(shù)據(jù)代入公式計(jì)算出待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器測量的線能譜，從而實(shí)現(xiàn)待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器的在線校準(zhǔn)；

上述公式中：y是待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器測量的線能；校準(zhǔn)源是α源時，ε是α粒子在相應(yīng)靈敏腔內(nèi)的最大沉積能，校準(zhǔn)源是低能X射線源時，ε是電子在相應(yīng)靈敏腔內(nèi)的最大沉積能；是微米級模擬體的平均弦長；h是待校準(zhǔn)組織等效正比計(jì)數(shù)器測量的脈沖幅度譜道數(shù)；h_c是最大沉積能對應(yīng)的道數(shù)。

校準(zhǔn)結(jié)果顯示：本發(fā)明的組織等效正比計(jì)數(shù)器在線校準(zhǔn)方法方法可靠，簡單易用，適合各類基于氣體電子倍增技術(shù)的組織等效正比計(jì)數(shù)器的在線校準(zhǔn)。