基于γ放射源的便携式照射装置研究

为解决现场校准在线监测用固定式辐射剂量监测仪表时需提供标准辐射场的问题,本研究运用蒙特卡洛模拟方法,设计并建立了基于γ放射源的便携式照射装置,该装置放射源屏蔽切换挡位不少于3个,表面漏射线减小到有用射线束的0.5%,辐射场均匀性优于5%,满足固定式X、γ辐射剂量率仪现场校准工作需要,弥补固定式辐射剂量监测仪表现场量值传递服务能力的短板。

便携式γ射线照射装置质量特性设计与测试

便携式γ射线照射装置主要用于γ辐射剂量仪校准,能够提供便携式参考辐射场对γ射线辐射监测仪进行辐照。便携式γ射线照射装置作为工程样机需要在特定环境下使用,其质量特性尤为重要。重点研究对便携式照射装置的可靠性、维修性、环境适应性的设计与测试;实验表明,便携式γ射线照射装置可靠性满足MTBF≥2 000 h的要求,维修性满足MTTR≤3 h的要求,能够在-20~45℃下贮存,在-10~45℃下工作,相对湿度为25%~75%,可解决固定式X、γ辐射剂量仪的现场校准难题,提高监测数据的准确性,为核设施的安全运行、事故预警和应急监测提供计量技术保障。

便携式^(137)Cs照射装置研制及现场校准实验

固定式环境γ辐射剂量率监测仪表是承担环境连续监测任务的主要设备,这类仪表通常不便于拆卸和安装,而且送检周期较长(一周左右),影响了连续监测点数据的连续性。为了固定式仪表的按期校准,结合蒙卡方法研制了便携式137Cs照射装置,利用PTW剂量计对辐射场进行标定,最后利用便携式照射装置对固定式环境γ辐射剂量率监测仪表进行现场校准实验。

^(60)Co单源照射装置的蒙特卡罗方法优化设计

参考辐射是辐射剂量监测仪器校准工作必备的条件,60 Co单源照射装置是产生参考辐射场的重要设备。本文利用蒙特卡罗方法对60 Co单源照射装置产生的辐射场的均匀性和散射辐射进行模拟计算,完成照射装置中散射腔、准直光阑和快门体等部分的设计并利用PTW电离室对辐射场进行测量。结果表明,辐射场中散射辐射和均匀性与模拟结果符合较好,满足设计要求。

^(60)Co放射源照射装置研制及辐射场测量

60 Co源照射装置是产生参考辐射场的重要设备,根据国家标准的要求,参考辐射场中散射剂量率不应大于总剂量率的5%。参考辐射场中的散射辐射贡献和均匀性是描述60 Co源照射装置辐射性能的重要参数,利用蒙特卡罗方法对60 Co源照射装置产生辐射场的散射辐射和均匀性进行研究,为60 Co源照射装置的设计提供了理论依据。待照射装置加工完成后,利用PTW电离室对辐射场进行测量。结果表明,辐射场中散射辐射和均匀性与模拟结果符合较好,辐射特性满足设计要求。

现场校准试验用便携式γ射线照射装置研制

固定式环境γ辐射剂量率监测仪表是承担环境连续监测任务的主要设备,这类仪表通常不便于拆卸和安装,而且送检周期较长(一周左右),影响了连续监测点数据的连续性。为了固定式仪表的按期校准,结合蒙卡方法研制了便携式γ射线照射装置,利用PTW剂量计对辐射场进行标定,最后利用便携式照射装置对固定式环境γ辐射剂量率监测仪表进行现场校准实验。

一种用于细胞实验的新型α粒子照射装置的建造和验证

整个装置由α粒子源、源支架和盖玻片盘等构成。根据理论推导可计算出样品中每个细胞接受到的α粒子数。利用Geant4程序包作为构建模型和模拟粒子输运的工具,还计算了盖玻片上细胞的剂量率分布,得出了盖玻片上离圆心不同距离处的剂量率分布图。最后,本研究还利用正常人皮肤成纤维细胞WS1,检测了用本照射仪照射细胞后30 min时的DNA双链断裂标记物-53BP1 foci的形成和照射后细胞的克隆生存曲线。结果显示,在盖玻片上不同位置处的细胞受照剂量存在差异,α粒子的剂量率与细胞与盖玻片圆心处的距离成反相关。与X-射线相比,α粒子造成的细胞死亡更严重,在SF为0.5时,其相对生物学效应RBE等于1.71。综合以上结果,本研究设计并建造的α粒子照射仪是一个制作成本较低、使用方便、剂量精确的照射装置,满足放射生物学中在细胞及分子水平上研究α粒子的生物学效应的需要。

现场校准用便携式X射线照射装置的优化设计及辐射特性研究

中国原子能科学研究院计量测试部研制了一款用于校准现场固定式X、γ辐射剂量仪的便携式X射线照射装置。首先利用蒙特卡罗软件建立模型,对出射口准直光阑结构进行优化设计,随后,对所建参考辐射场射束范围、均匀性及散射辐射进行模拟计算,并利用TW32005电离室进行了实验验证。在本研究所选辐射质、管电流及参考点-焦斑距离条件下,所建立的辐射场能量范围为60~164 keV,空气比释动能率在0.08~565 mGy/h,周围剂量当量率在0.13~892 mSv/h,为后续利用便携式X射线照射装置开展现场校准技术研究奠定了基础。结果表明,经优化设计后的准直光阑在满足准直限束需求的同时有效减轻了自身重量,便携式X射线参考辐射场特性满足GB/T 12162.1—2000要求,验证了所建模型的正确性及蒙特卡罗方法用于便携式X射线参考辐射场特性研究的有效性。

便携式γ射线照射装置散射辐射特性研究

便携式γ射线照射装置对于提高固定式X、γ辐射剂量仪检定率、解决现场校准难题具有重要意义,利用蒙特卡罗模拟与实验测量协同开展便携式γ射线照射装置散射辐射特性研究。结果表明:蒙特卡罗方法可以模拟得到装置自身的散射辐射,实验测量只能获得照射装置以外辐射场中的散射辐射。利用MCNP程序F4卡和CF卡得到距放射源1 m处照射装置自身的散射贡献分别为13.07%和4.55%;反平方律实验和移出实验得到辐射场散射辐射贡献分别为0.2%和3.94%,满足ISO 4037-1:2019和GB/T 12162.1-2000的要求。该装置可用于固定式X、γ辐射剂量仪的现场校准。

可移动式X射线照射装置窄谱系列辐射质建立及相关特性研究

基于中国原子能科学研究院计量测试部研制的可移动式X射线照射装置,开展管电流线性、固有过滤及附加过滤的测量研究。可移动式X射线照射装置使用中需频繁移动,出于增加机械强度考虑,在铍窗前保留了4mm铝片对铍窗进行保护,利用MCNP程序模拟得到Al片在不同位置情况下X射线出射束的注量谱,并与标准谱进行对比以验证方法可行性。实验结果表明,在相同能量下,电离室电离电流与X射线辐射场剂量率呈线性关系;X射线平均能量模拟值同ISO 4037推荐值的相对偏差在3%以内;通过线性插值法得到有监督电离室条件下的固有过滤为4.01mmAl;各辐射质所对应第一半值层实测值与标准推荐值相对偏差在5%以内。本工作可用于可移动式X射线照射装置现场校准工作。

防护水平γ参考辐射准直照射装置的设计优化

辐射计量实验室是核电厂辐射防护仪表校准与刻度实验室,为全厂绝大部分便携式辐射防护监测仪表提供计量刻度功能,每个项目基地配备一套计量刻度设备。实验室有两个校准装置:防护水平γ参考辐射准直照射装置和α/β表面污染仪校准装置。本文主要介绍γ准直照射装置的设计及优化方案。

日本研究成功远红外线照射装置

日本水产厅北海道大麻哈鱼孵化场研究成功利用远红外线照射装置促进大麻哈鱼的孵化，这在世界上也是首次。利用这种装置，即使水温较低的一般河水，也可对大麻哈鱼作人工孵化、放流，除可提高其回归率外，还可广泛应用于鲍、比目鱼等其他鱼、贝类的养殖。

某公司电子照射装置环境影响评价

根据《中华人民共和国放射性污染防治法》、《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》等相关法律法规的规定,对某公司的电子照射装置进行监测,分析该装置的放射性污染物和污染途径,估算辐射工作人员和公众可能受到的最大剂量,并提出可行的辐射防护建议和有效的污染防治措施。

改善光纤照射装置均匀性的实验研究

针对目前利用光纤和复眼透镜获得紫外辐照均匀性较差的现象,提出添加光学积分棒和均匀磨砂石英片改善光纤照射装置均匀性的方法,实测表明改善效果十分显著。选取紫外辐照中的紫外线A(UVA)波段作为测量对象,光纤入射端添加光学积分棒后,80mm×80mm辐照面均匀性由原来的±8.9%提高到±3.5%,中心30mm×30mm区域内均匀性由±3.3%提高到±0.7%。在此基础上,再在复眼透镜入射端添加磨砂石英片后,中心30mm×30mm区域内均匀性可达±0.6%,且原先偏心分布的紫外辐照呈现出中心轴对称分布。另外还提出了提高紫外辐照度的同时改善辐照均匀性的多光源叠加法,结果表明,利用两个光纤照射装置叠加辐照,80mm×80mm的辐照面上辐照度及均匀性分别约为30mW/cm2和±3.9%;利用三光源叠加经复眼透镜投射,直径为80mm的辐照面内辐照度和均匀性分别约为60mW/cm2和±2.4%。

用于细胞放射生物学研究的α照射模型

本文主要介绍我们建立的用于细胞放射生物学研究的α照射装置，包括：细胞培养室、照射室和控制装置等３部分。细胞照射用的放射源为６个活度在（３．３３－２００）ＭＢｑ范围内的２３８Ｐｕ电镀源，通过旋转放射源装置和非同轴转动准直器提供了一个均匀性优于５％的辐射场。培养室内可通５％ＣＯ２的空气混合气体及保持室内温度为３７．３±０．４℃。用金硅面垒探测器测得α粒子到达细胞表面的能量为３．９４ＭｅＶ，细胞核所受最大和最小剂量率分别为２０和０．３３ｃＧｙ／ｍｉｎ。用此装置研究了小鼠Ｃ３Ｈ１０Ｔ１／２细胞的存活曲线和以６０Ｃｏγ射线为参比的相对生物效能（ＲＢＥ）。得到细胞的平均致死剂量为０．５７Ｇｙ，在存活份额为８０％、３７％、５％时，相应的相对生物效能分别为１１．３、６．６和４．２。