SOI硅微剂量计物理结构设计中的电荷收集及能量沉积特性模拟研究

采用TCAD软件和蒙特卡罗方法对SOI硅微剂量计的电荷收集特性与能量沉积特性进行了研究。分析了电场分布随探测单元形状、尺寸、电极注入深度、入射粒子种类和能量的变化情况以及微剂量谱随探测单元形状以及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)转换层厚度的变化情况。模拟结果表明,在10μm的范围内,硅探测单元采用圆柱型或立方体结构对电荷收集效率和能量沉积的影响均很小,探测单元高度越高、半径越小,电荷收集效率越高,PMMA转换层的厚度对微剂量谱有一定的影响,随着PMMA厚度增加,中子和γ射线与PMMA作用产生的次级粒子被阻止在硅灵敏区内的份额增加,导致了微剂量谱峰值的增高。

用于冷中子成像的锂闪烁玻璃的发光性能研究

闪烁屏的位置分辨和探测效率是影响冷中子成像质量的重要因素,基于冷中子敏感闪烁玻璃研发的纤维面板闪烁屏可以同时实现高位置分辨率及高探测效率。实验研制了几种不同Ce^3+掺杂含量的锂闪烁玻璃样品,并在此基础上制备了含氟化物的闪烁玻璃,Ce^3+掺杂含量分别为1. 3%、 1. 5%、 1. 7%、 1. 93%、 1. 93%(含氟化物)、 2. 1%、 2. 4%,并对这些样品的冷中子吸收效率及光产额进行了测试分析。结果表明,随着Ce^3+含量上升发光效率提升,随后浓度淬灭效应凸显,最优Ce^3+含量为1. 93%。相同Ce^3+含量下,氟化物的引入没有提升光产额。

基于SOI微剂量实验测量技术的研究现状与展望

对目前微剂量测量中常用的组织等效正比计数器(TEPC)和基于绝缘体上硅(SOI)技术的微剂量计的特点和研究现状进行了分析,对比了二者的优缺点,指出TEPC在微剂量实验测量方面存在的缺陷。重点分析了SOI微剂量计的研究现状,对五代SOI微剂量计的物理设计结构作了详细说明,并对其在中子、质子和重离子微剂量测量方面以及组织等效转换方面的研究现状进行了详细分析,指出该技术目前存在的问题,并在此基础上对其发展前景进行了展望。

石油管线管道壁缺陷检测的X射线背散射技术模拟

利用无损检测技术确保石油管道基础设施的安全性、效率、环境完整性和合规性有重要意义。文章借鉴X射线穿透能力强和背散射单侧成像技术优势,并整合现代智能机器人技术,提出了管内智能X射线背散射无损检测机器人的设计概念,并采用蒙特卡洛软件(Geant4)模拟设计了系统的核心——X射线背散射成像系统,进一步模拟了该系统对管内缺陷的检测性能。模拟结果表明,采用X射线背散射检测技术能对管壁厚度4mm及以上缺损进行检测并能对1mm宽度及以上的裂缝进行检测,检测系统还可以进一步改进提高分辨能力。

三维剂量测量系统中传统深度估计算法与快速EPI算法对纵向分辨率影响的对比

利用组织等效闪烁材料及光场相机构成的三维剂量测量系统,能够准确测量质子或重离子在组织等效材料中的三维剂量分布信息,为放射治疗中的剂量估算提供更为准确的参考。光场相机捕获质子或重离子在组织等效材料中沉积能量产生的闪烁光信息,利用深度估计算法反演得到质子或重离子在组织等效闪烁材料中的三维分布信息。深度估计算法对于纵向分辨率有较大影响,进而影响三维剂量分布信息的准确性。文中首先利用光场相机获得闪烁光的平面分布图像;然后,通过实验比较并分析传统深度估计算法和快速极线平面图(epipolar plane image,PEI)算法对图像纵向分辨率的影响;最后,根据对比实验得出在三维剂量测量系统中,传统的深度估计算法从子图像块间的相关性角度考虑其深度信息,比快速EPI算法从EPI序列中经过位移变化计算方差能更好的获取图像的纵向分辨率。

国内常用直读式X、γ个人剂量仪的性能测试与评价

目的对国内常见不同类型的个人剂量仪性能进行测试与评价。方法根据GB/T 12161-2003《直读式个人X和γ辐射剂量当量和剂量当量率检测仪》与检定规程JJG 1009-2006的相关要求,使用中国辐射防护研究院放射性计量站的γ和X射线照射量标准参考辐射装置。结果分别对不同型号的X、γ个人剂量仪的相对固有误差、重复性、角度响应、报警声响和能量响应进行了的性能测试及分析比对。结论表明前三项测试结果较理想,而近75%的仪器能量响应不能满足国家标准及检定规程的要求。

三种H_p(0.07)监测用指环剂量计性能测试与评价

目的对国内外常用的指环剂量计性能进行测试和评价,为弱贯穿辐射Hp(0.07)监测提供选择参考。方法依据EJ/T 1178-2005核行业标准,使用中国辐射防护研究院放射性计量站的参考辐射装置,测试Hp(0.07)监测用热释光指环剂量计性能。结果通过对三种型号指环剂量计的批均匀性、重复性、剂量线性、能量响应、角响应和测量系统性能等特性测试,表明A型指环剂量计技术性能较好,能满足EJ/T 1178-2005的要求;B型与C型剂量计,能量响应不满足标准要求。结论监测Hp(0.07)数值时,选择A型剂量计,测量结果更加准确可靠。