一種用于復現(xiàn)放射源輻射場中水吸收劑量的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電離輻射計量領(lǐng)域的基礎(chǔ)測量技術(shù)，特別涉及一種用于復現(xiàn)放射 源輻射場中水吸收劑量的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 水吸收劑量是電離輻射計量學中最基本、最重要的物理量之一，是國際計量基準 互認協(xié)議的關(guān)鍵比對項目。該物理量利用輻射給予被照射物質(zhì)的能量來表示生物效應或其 它效應，定義為物質(zhì)中單位質(zhì)量所吸收的輻射能量，單位物質(zhì)水所吸收的電離輻射能量定 義為水吸收劑量，單位為戈瑞（Gy)，lGy=lj/kg。
[0003] 水量熱計是吸收劑量量值復現(xiàn)最直接的方法，通過測量高能光子輻射所致能量轉(zhuǎn) 換，光子與物質(zhì)相互作用致使的水吸收體的溫升，采用比熱計算出吸收劑量。
[0004] 高能光子水吸收劑量的復現(xiàn)難度體現(xiàn)在如下幾個方面，首先是如何實現(xiàn)一定體積 的恒溫（4±0. 0001) °C的高純水環(huán)境以及0.lmK/min的電離輻射溫升的測量，其次是高能 光子與水相互作用過程中，水的對流、熱傳導的影響和化學能的參與，所帶來的熱損要如何 定量評價。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型的一個目的，在于提出一種用于復現(xiàn)放射源輻射場中水吸收劑量的裝 置，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)一定體積的恒溫（4±0. 0001) °C的高純水環(huán)境。
[0006] 本實用新型的又一個目的，在于提出一種用于復現(xiàn)放射源輻射場中水吸收劑量 的裝置，該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)〇.lmK/min的電離輻射溫升的測量。
[0007] 為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：
[0008] -種用于復現(xiàn)放射源輻射場中水吸收劑量的裝置，包括：
[0009] 射線輻射單元，用于提供放射源射線輻射場；
[0010] 運行環(huán)境恒溫單元，用于為放置在其內(nèi)部的探測器單元提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境；
[0011] 探測器單元，用于將輻射能量轉(zhuǎn)化為熱敏電阻的阻值變化；
[0012] 信號監(jiān)控單元，用于獲取輻射能量致使的所述探測器單元的溫升數(shù)值。
[0013] 進一步的，所述運行環(huán)境恒溫單元包括外殼、模體、熱交換器和溫度計，其中，
[0014] 所述外殼內(nèi)部設置有第一隔熱層；
[0015] 所述模體設置在所述外殼中，所述模體外部設置有第二隔熱層；
[0016] 所述熱交換器設置在所述模體與所述外殼之間，所述外殼與所述模體之間的介質(zhì) 為空氣；
[0017] 所述模體中充滿水；
[0018] 所述溫度計用于檢測模體內(nèi)水和所述外殼與所述模體之間空氣的溫度。
[0019] 進一步的，所述探測器單元放置在所述模體內(nèi)；所述模體內(nèi)充滿的是去離子水。
[0020] 進一步的，還包括風扇和磁性攪拌器，所述風扇設置在所述外殼與所述模體之間， 所述磁性攪拌器設置在所述模體的底部。
[0021] 進一步的，所述模體內(nèi)設置有調(diào)整臺，用于為放置在其上的探測器單元做位置調(diào) 整。
[0022] 進一步的，所述探測器單元包括量熱芯和熱敏探針，所述量熱芯內(nèi)部設置有高純 水，所述熱敏探針放置在所述量熱芯內(nèi)部。
[0023] 進一步的，所述量熱芯包括第一精度的中間部分、第二精度的兩端部分，第一精度 高于第二精度。
[0024] 進一步的，第一精度的中間部分為圓柱形，第二精度的兩端部分為圓錐形，進一步 的，所述第一精度的中間部分采用光學鏡頭的磨制技術(shù)加工而成。
[0025] 進一步的，還包括用于容納所述熱敏探針中熱敏電阻的玻璃管，所述玻璃管為兩 根，分別穿過所述量熱芯的兩端部分置于所述量熱芯中心內(nèi)。
[0026] 進一步的，量熱芯中高純水不全部充滿，還保持有少量空氣。
[0027] 進一步的，通過如下步驟制得：
[0028] 步驟A、量熱芯非一次成形，而是分為圓柱形的中間部分、及圓錐形的兩端和中 間兩根熱敏探針的玻璃管三部分，首先，利用刻制技術(shù)在圓柱形的中間部分的圓周上每隔 90°做標記線，采用陶瓷刻花技術(shù)并經(jīng)過560°C退火，線寬0.4_，用于熱敏探針、量熱芯以 及模體之間的定位；然后，完成量熱芯的尺寸計量，關(guān)鍵尺寸為壁厚和直徑；接下來，將三 部分裝配組合；
[0029] 步驟B、量熱芯充水后，在密封前，充高純H2并維持1. 5小時以上，以確保飽和；最 終采用套管充氣方式，在需要密封位置，充少量N2氣，以保證火焰密封玻璃管是安全的；最 終，量熱芯不會全部充滿水，會保持一定量的空氣，以確保當水溫在（4-22) °C之間變化時， 不至于破壞玻璃容器的結(jié)構(gòu)；
[0030] 步驟C、模體中的水溫、量熱芯中水溫、以及模體與外殼之間空氣的溫度，3個溫度 的漂移都穩(wěn)定在〇.lmK/min，則滿足輻射試驗的溫度條件。
[0031] 進一步的，所述外殼為木箱。
[0032] 進一步的，所述熱交換器的一部分設置在所述模體內(nèi)。
[0033] 進一步的，所述模體和所述外殼在所述所述探測器單元的水平位置均開設有孔， 用于射線束射入。
[0034] 進一步的，所述信號監(jiān)控單元包括信號激勵模塊、信號監(jiān)測模塊、信號平衡模塊、 信號測量模塊以及量值溯源模塊，其中，
[0035] 所述信號激勵模塊用于輸出交流穩(wěn)頻電壓信號激勵所述探測器及水體模單元輸 出的電壓信號，并提高其信噪比；
[0036] 所述信號監(jiān)測模塊用于監(jiān)測固定點處電位的變化；
[0037] 所述信號平衡模塊進行輸出補償，在測量開始后保持監(jiān)測的固定點處電位回歸初 始值；
[0038] 所述信號測量模塊根據(jù)所述信號監(jiān)測模塊的指令，對所述信號補償模塊的輸出量 進行測量；
[0039] 所述量值溯源模塊用于將整個測量過程中涉及的物理量溯源至相應國際單位制 的國家標準。
[0040] 本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)一定體積的恒溫（4±0. 0001) °C的高純水環(huán)境以及0.ImK/ min的電離輻射溫升的測量，而且能夠在高能光子與水相互作用過程中，對水的對流、熱傳 導的影響和化學能的參與所帶來的熱損進行定量評價。
【附圖說明】
[0041] 圖1為本實用新型第一實施例所提供的一種用于復現(xiàn)放射源輻射場中水吸收劑 量的裝置的框圖；
[0042] 圖2為本實用新型第三實施例中提供的運行環(huán)境恒溫單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖3為本實用新型第六實施例中，在提供的6tlCo射線場中，不同輻照時間，熱傳導 致使的量熱芯溫度變化曲線；
[0044]圖4為本實用新型第六實施例中，在提供6tlCo射線場中，不同輻照時間的具體修正 結(jié)果。
【具體實施方式】
[0045] 下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0046] 第一實施例
[0047] 圖1為本實用新型第一實施例所提供的一種用于復現(xiàn)放射源輻射場中水吸收劑 量的裝置的框圖；參見圖1，該裝置包括：
[0048] 射線輻射單元100,用于提供放射源射線輻射場；
[0049] 運行環(huán)境恒溫單元200,用于為放置在其內(nèi)部的探測器單元提供穩(wěn)定的溫度環(huán) 境；
[0050] 探測器單元300,用于將輻射能量轉(zhuǎn)化為熱敏電阻的阻值變化；
[0051] 信號監(jiān)控單元400,用于獲取輻射能量致使的所述探測器單元的溫升數(shù)值。
[0052] 第二實施例
[0053] 在本實用新型的第二實施例中，用于復現(xiàn)放射源輻射場中水吸收劑量的裝置中的 所述射線輻射單元100,示例性的，采用 6tlC0Y輻射源，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應當明了，采用 其他適當?shù)妮椛湓赐瑯邮强尚械摹?br>[0054]具體的，6tlCoY放射源活度為300TBq(2009年1月1日），為俄羅斯進口高比活度 6ciCo福射源，體積為<i>23. 8mmX34. 8mm。福射源被固定在安全福照器的源室內(nèi)，源室由鶴 合金構(gòu)成，密度略低于18. 95g/cm3。源室是直徑為100mm、長為IOOmm的圓柱，與放射源同 軸。出束孔正對放射源，也與之同軸。出束孔的直徑為45mm，不影響光闌系對源的作用。輻 照裝置采用電動旋轉(zhuǎn)快門控制輻射源射束，快門是在源室和準直器之間，當旋轉(zhuǎn)快門與輻 射源和準直器出射口重合時，射線束開放，當旋轉(zhuǎn)快門上孔道的軸線與射束軸成90°角時 射線束關(guān)閉。準直器由鎢合金制成，根據(jù)IS04037標準設計。輻照器的外殼采用不銹鋼材 料制成，內(nèi)部利用鉛作為屏蔽材料，采用單次澆注技術(shù)，確保無縫隙。
[0055] 第三實施例
[0056] 本實用新型第三實施例中，用于復現(xiàn)放射源輻射場中水吸收劑量的裝置中的所述 運行環(huán)境恒溫單元200,用于為放置在其內(nèi)部的探測器單元提供穩(wěn)定的溫度環(huán)境。
[0057] 圖2為該實施例提供的運行環(huán)境恒溫單元的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖2,示例性的，所 述運行環(huán)境恒溫單元包括外殼1、模體2、熱交換器3和溫度計4，
[0058] 所述模體2設置在所述外殼1中，所述熱交換器3設置在所述模體2與所述外殼1 之間，所述外殼內(nèi)和所述模體外設有隔熱層5,更具體的，所述外殼內(nèi)部設置有第一隔熱層， 所述模體外均設置有第二隔熱層。
[0059] 所述外殼采用木箱。
[0060] 所述探測器單元300放置在所述模體2內(nèi)，所述模體2中充滿水，所述木箱1與所 述模體2之間的介質(zhì)為空氣，
[0061] 所述溫度計4用于檢測模體2內(nèi)水和所述木箱1與所述模體2之間空氣的溫度，
[0062] 所述模體2和所述木箱1在所述所述探測器單元300的水平位置均開設有孔，用 于射線束射入。
[0063] 不例性的，所述熱交換器5的一部分設置在所述模體2內(nèi)。
[0064] 示例性的，還包括風扇（圖中未視出）和磁性攪拌器6,所述風扇設置在所述外殼 1與所述模體2之間，所述磁性攪拌器6設置在所述模體2的底部。
[0065] 示例性的，所述模體2內(nèi)設置有調(diào)整臺（圖中未視出），用于為放置在其上的探測 器單元300做位置調(diào)整。
[0066] 具體的，本實施例中的所述外殼為邊長為85cm的木箱子，其內(nèi)壁設置有5cm厚的 隔熱聚苯乙烯泡沫；
[0067] 所述模體為邊長為30CM的有機玻璃箱子，其內(nèi)部充滿了去尚子水（三級水），其外 壁由5