50~120kV脉冲X射线参考辐射场建立及剂量率测量

为满足国内医疗、安检等脉冲辐射场所对剂量监测仪表准确溯源的需求,基于栅控技术建立满足规范和标准要求的50~120 kV毫秒级脉冲X射线参考辐射场,其脉冲宽度在1~6 300 ms范围内可调。通过对该辐射场的管电压稳定性、剂量线性、重复性、脉冲波形等关键参数进行研究测试,建立脉冲X射线参考波形,并使用30 cm3的圆柱电离室开展脉冲剂量率测量研究。结果表明,管电压预设60 kV时,介入法、非介入法测量管电压的相对偏差均不超过±1.5%;可输出参考波形脉冲的最小脉冲宽度为20 ms,在1 m处95%均匀辐射野直径约为5.5 cm;且N系列、RQR系列辐射质条件下的剂量率范围可分别扩展至0.002~10 mGy/s和0.03~250 mGy/s,可用于防护仪表的量值溯源。

同位素中子源参考辐射能谱测量及模拟中子谱分析

不同成分中子参考辐射场是对中子防护材料性能测试的基本条件。为获得较理想的测试中子防护材料的中子参考辐射场,构建基于3He正比计数管的多球中子能谱测量系统,对基于^(241)Am-Be和^(252)Cf中子源的中子辐射场慢化情况进行MCNP模拟和能谱实验测量。为准确判断实验室校准参考位置的中子散射情况,基于多球中子能谱测量系统,开展了中子散射成分测量。采用ICRP推荐的注量-剂量转换系数对能谱进行了剂量率转化,与使用长计数器的测量结果进行比较,发现在校准参考位置的剂量率相对偏差≤20%。开展了聚乙烯慢化同位素中子源获得特定能谱的实验研究,进行了慢化谱的模拟计算和实验测量,两者结果符合较好。该工作为后续的中子计量测试和中子防护材料测试提供了可用的中子参考辐射场。

(20-300)kV X射线参考辐射装置的建立

为了推进X射线空气比释动能基准量值传递工作的开展,建立了(20-300)kV X射线参考辐射装置。距离X光管焦点1 m的均匀野处,建立了CCRI会议推荐的两组低能X射线参考辐射质50kV(a)和50 kV(b),采用拟合方法测量得到的半值层、同质系数与推荐值相差2%以内。通过蒙卡模拟软件EGSnrc研究两组参考辐射质的能谱分布情况,并计算了其平均能量,分别为33.3和28.1 keV。

β参考辐射的建立

依据国家标准建立了用于校准β剂量（率）仪和计量计并确定其能量响应的β参考辐射。在其刻度位置上的β剂量率，用外推室系统进行了定度和验证。

250～600kV段X射线参考辐射装置构建

设计并构建了250～600kV段x射线参考辐射装置。使用指形电离室对辐射野平面内各点的剂量率进行了测量，结果显示距x射线管焦斑1．2m处水平方向均匀性大于95％的辐射野直径为128mm，竖直方向均匀性大于95％的辐射野直径为118mm；采用指数拟合法进行了高空气比释动能率系列半值层的测量及同质系数的计算进一步表明：管电压介于400～600kV辐射质的建立使得x射线基准与137cs1射线基准在能量上得到了更好地衔接。

荧光X射线参考辐射的优化

在荧光X射线参考辐射场中,射线的强度和纯度会受到机械装置本身、辐射体厚度、次级过滤厚度、X光机管电压的影响。在优化设计参考辐射装置结构的基础上,通过理论分析计算和蒙特卡罗模拟,得到荧光强度和纯度随辐射体和次级过滤厚度的变化,并对X光机管电压对荧光强度和纯度的影响进行了测量。结果显示:F-Cs这一辐射质,当辐射体Cs2SO4的厚度大于490μm时,荧光强度达到饱和;当次级过滤Te O2的厚度约为327μm时,荧光纯度最高;荧光强度随X光机管电压的升高而增加,纯度随管电压的升高而降低。

模拟计算压水堆工作场所模拟中子参考辐射场

以加速器D(d,n)3He反应产生的5 MeV中子为初始源项,利用MCNP4C程序模拟计算了中子经贫铀、铁层、水层和聚乙烯散射慢化体后产生的中子能谱,分析了各种材料几何变化对中子能谱的影响,并与目标谱进行了对比。本文为建立具有压水堆工作场所特征的中子参考辐射场提供了参考数据,该辐射场可以广泛的应用于中子剂量仪表的校准。

K荧光X参考辐射及其照射量测量

按国际标准ＩＳＯ４０３７研制的Ｋ荧光ｘ参考辐射，性能基本符合该标准的要求，其能量范围为８．６４－９８．４ｋｅＶ。用校难过的薄窗电离室测量了参考辐射的照射量率。该参考辐射已用于校准Ｘ、γ剂量仪并剂量率仪并测定其能量响应。

(70～100)MeV准单能中子参考辐射场设计

国内基于串列加速器建立了144keV^15MeV的单能中子参考辐射场,解决了20MeV以下能区中子探测器注量、剂量等参数的量值溯源,但尚未建立20MeV以上能区准单能中子参考辐射场。随着航天空间中子探测任务的需要以及地面高能质子加速器的发展,20MeV以上能区准单能中子参考辐射场需求越来越突出。发展20MeV以上能区高能中子参考辐射场对于满足国防需求、推动中子计量学科发展具有重要意义。

采用放射性核素中子源的中子参考辐射装置

采用放射性核素中子源的中子参考辐射装置不仅可用于中子防护仪表日常校准、刻度，还可以作为硬件平台开展部分实验研究。中国计量科学研究院根据ISO8529—1的规定以及中子参考辐射装置的用途，对原有的中子参考辐射装置进行了技术改造，使其不仅满足中子防护仪表日常校准的要求，同时也可满足部分中子实验的要求。

小尺度参考辐射场中散射γ能谱的计量特征提取方法

在小尺度参考辐射(MRR)场γ射线空气比释动能约定真值(CAK)的确定方法中,散射γ能谱由于受放射性统计涨落与测量时电子学噪声的干扰及存在的数据冗余问题而不能准确地表征MRR的特征信息,影响了CAK预测模型的构建效率与预测精度。本文采用了小波分析与主元分析(PCA)方法依次对散射γ能谱进行降噪处理和计量特征提取。所提取的计量特征用于替代原始能谱数据并构建了CAK的预测模型,其构建效率与预测精度均得到明显提高。

全景γ参考辐射场中散射辐射的蒙特卡罗模拟

参考辐射场在辐射监测仪表的检定和校准工作中起着至关重要的作用,辐射场中散射辐射的剂量率是评价辐射场性能的重要指标。利用蒙特卡罗方法对开放和封闭两种几何条件下的γ全景参考辐射场中的剂量率分布情况进行模拟计算,并对辐射场中散射辐射情况进行研究。将封闭几何条件下的计算结果与实验数据比较后建立并完善一套计算全景γ参考辐射场中散射辐射剂量率的蒙特卡罗方法,能够精确计算出辐射场中地面、墙壁和空气等的散射剂量率。结果表明,散射辐射的蒙特卡罗方法研究对实验室内全景结构参考辐射场的设计建造有重要的指导作用。

MC法模拟γ射线参考辐射能量注量谱

使用MCNP模拟计算软件建立了多源照射装置的MC模型,开展了参考辐射能量注量谱的研究工作。结果表明,参考辐射产生条件不同,γ射线参考辐射的能量注量谱会存在差异,尤其是使用铅衰减器后会使能谱硬化平均能量增加。使用蒙卡计算得到的不同能量注量谱计算了空气与石墨质能吸收系数比和石墨与空气碰撞阻止本领比,计算结果显示两者并未随能量注量谱的变化产生明显改变。

强γ射线参考辐射场散射影响研究

采用蒙特卡罗程序MCNP对强γ射线参考辐射场的散射特性进行了模拟,确立了辐射场实验空间内的剂量率和能谱分布。通过多种角度对屏蔽墙散射和在束散射体散射进行了细致的分析,为校准实验室钴源辐射场的实验应用和屏蔽设计提供参考。

过滤X参考辐射装置性能的非介入评价

报道了中能过滤ｘ参考辐射装置的性能参数测量和评价方法。利用ＶＩＣＴＯＲＥＥＮ非介入式诊断ｘ射线质量保证仪器ＮＥＲＯ￣（ＴＭ）６０００Ｂ，一次操作可测出ｋＶ及其平均、最大和有效值，照射时间，辐射的输出和波纹等重要参数以及ｋＶ和辐射波形。测量是从ｘ射线束取样，不需要拆卸装置，故提高了工作效率和安全性。该方法也适用于过滤ｘ参考辐射装置的质量保证。

压水堆工作场所模拟中子参考辐射场的建立

利用串列加速器T(d,n)4He反应产生的14.8 MeV中子,以及适当的中子慢化散射装置建立了目前国内唯一的压水堆典型工作场所模拟中子参考辐射场。对不同中子慢化散射材料组合下的中子能谱及中子周围剂量当量进行了测量,并校准了2台典型结构的中子周围剂量当量率仪。将模拟中子参考辐射场下的校准因子和放射性核素中子源参考辐射场下的校准因子进行比较,发现放射性核素中子源参考辐射场下的校准因子明显偏高,且仪表类型不同,偏高的程度也有所区别,这主要是由于不同类型仪表的能量响应不同。相比之下,模拟中子参考辐射场更适合用于反应堆工作场所的中子剂量仪表的校准。

基于医用电子直线加速器的参考辐射装置的初步设计

作为参考辐射的医用电子直线加速器，其实验场地要求、技术指标、验收方法和配套设备不同于商用加速器。在参考医用电子直线加速器的IEC和国家标准基础上，结合水吸收剂量基准和量传的要求，完成了参考辐射装置的方案设计，并提出了专门的技术要求和验收方法。

0.144～1.2 MeV单能中子参考辐射场的建立

本工作利用2×1.7 MV串列加速器建立了0.144、0.250、0.565和1.2 MeV单能中子参考辐射场。所需能量的中子通过7Li(p,n)7Be和3H(p,n)3He反应产生。利用TARGET程序计算了中子注量谱,利用自行设计的反复充气式反冲质子正比计数器绝对测量了上述能量点的中子注量,合成标准不确定度≤2.0%。2001年参加了由国际电离辐射咨询委员会第三分部组织的单能快中子注量测量国际比对,取得了较为满意的结果。

（20～400）MeV准单能中子参考辐射场的建立方法

为了满足对高能中子辐射场测量仪器进行校准的需要,必需建立20MeV以上的准单能中子参考辐射场.对国际上（20～400） MeV准单能中子参考辐射场的建立情况及建立方法进行了调研,可通过7Li（p,n）7Be反应获得该能区准单能中子场,中子束流轮廓可通过转换体和影像板进行测量,辐射场中子能谱可利用液体闪烁探测器或者238U裂变电离室通过飞行时间法进行测量,可建立高效率的反冲质子望远镜作为该能区的中子注量测量初级标准.

海拔高度对β参考辐射剂量标准值影响的修正

介绍了海拔高度对β参考辐射剂量标准值影响的修正方法。验证实验表明：对低能β参考源，由于海拔高度的影响，必须修正辐射路径上空气密度变化对β参考辐射剂量标准值的影响。