本发明涉及辐射成像,特别涉及一种基于单能x射线的电离室能量响应测量方法及系统。
背景技术:
1、x射线是一种频率高、波长极短、能量很大的电磁波,广泛应用于医学诊断、工业无损检测和科学研究等领域。相比于轫致辐射的连续谱x射线,单能x射线有独特的优势。单能x射线数字减影技术应用于医学诊断和工业无损检测中,可以得到比连续谱x射线更加清晰、准确、分辨率高的影像。单能x射线辐射装置作为标准辐射源可以开展各类核辐射探测器能量线性、能量分辨率、探测效率、能量响应矩阵等研究。其中,能量响应作为衡量探测器的一个重要技术指标,决定了探测器在实际应用中的测量精度。能量响应是指在一定能量的光子辐射场中,探测器测得的辐射量的测量值与该点辐射量真值之间的比值。辐射量真值可通过光子通量到周围剂量当量的转换系数计算得到。
2、目前常用的测量电离室能量响应的方法两种有,一种为标准源法,其使用137cs、60co等辐射源标准装置来进行测量,记录不同能量的射线辐照探测器所输出的电流大小,后续使用电流值除以测量点的辐射剂量标准值,以得到不同能量的响应因子。标准源法较为精准,可靠性较高。但是,该方法要求标准源的几何形状、密度及组成成分、测量状态、γ峰面积的计算方法以及自吸收效应等均与待测对象基本一致。在实际应用中,受核素的半衰期较短、标准体源成分均匀性要求高等限制,刻度用标准源的制备及储藏困难,且易受环境影响,随环境改变。另一种测量方法为蒙特卡洛模拟法,可以生成模拟辐射源产生的辐射场,并模拟辐射与探测器之间的相互作用过程。通过调整辐射能量和探测器特性等参数,可以获得探测器在不同能量下的响应情况。虽然该方法避免了复杂的标准源的制备和管理过程,适用范围更广,能量区间大,定量分析能力强,但探测器模型的参数易受厂家制约,无法得到准确、全面的探测器参数,导致模拟与实验值差异较大,需要对晶体尺寸、铝层与晶体间距等参数进行修正。并且蒙特卡罗模拟的物理过程只涉及光子和次级电子与物质的相互作用,蒙特卡罗程序对电子运输的处理方式与实际情况也有一定差异,因此模拟结果与实际测量结果相比也会有一定差异。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是:现有技术检测受到环境影响大、精确度不足。
2、为了解决上述技术问题,一方面,本发明采用的技术方案为:
3、一种基于单能x射线的电离室能量响应测量方法,包括:
4、将单能x射线装置对准标准探测器,设置单能x射线装置,检测预设时间内的单能峰的计数i0;用i0除以标准探测器的探测效率,得到单能x射线装置的输出i1;
5、保持单能x射线装置设置不变,将单能x射线装置对准待测电离室设备,记录待测电离室设备初始阶段的电荷值q0、单能x射线装置开启预设时间后的电荷值q1;
6、计算检测待测电离室在预设时间内的累积电荷qs=q1-q0;
7、将待测电离室设备的累积电荷qs除以单能x射线装置的输出i1,得到当前的能量响应;
8、调整单能x射线装置的输出值,重复前述所有步骤,获得预设能量范围内的能量响应曲线。
9、另一方面,本发明还提出了一种基于单能x射线的电离室能量响应测量系统,用于执行如上所述的基于单能x射线的电离室能量响应测量方法,包括:
10、用于检测电荷值的静电计、用于检测输入的单能峰计数的标准探测器、用于发射单能x射线的单能x射线装置、待测电离室设备及用于安装定位设备的安装平台。
11、本发明的技术方案利用单能x射线装置有着注量大、能量点多、稳定性好、制作成本低等优点,能快速精确地对电离室的能量范围与能量响应的测试,可避免标准源因放射源自身和环境限制以及蒙特卡罗模拟因无法获取精确的探测器参数而导致偏差的缺点。
1.一种基于单能x射线的电离室能量响应测量方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于单能x射线的电离室能量响应测量方法,其特征在于,还包括步骤:
3.根据权利要求2所述的基于单能x射线的电离室能量响应测量方法,其特征在于,采用的温度气压修正因子nt的计算公式为:
4.根据权利要求1所述的基于单能x射线的电离室能量响应测量方法,其特征在于,还包括步骤:
5.根据权利要求1所述的基于单能x射线的电离室能量响应测量方法,其特征在于,设置单能x射线装置的过程包括:
6.根据权利要求1所述的基于单能x射线的电离室能量响应测量方法,其特征在于,所述单能x射线装置采用的晶体为晶体lif220。
7.根据权利要求1所述的基于单能x射线的电离室能量响应测量方法,其特征在于,所述标准探测器采用标准高纯锗探测器。
8.一种基于单能x射线的电离室能量响应测量系统,其特征在于,用于执行如权利要求1至7任一项所述的基于单能x射线的电离室能量响应测量方法,包括:
9.根据权利要求8所述的基于单能x射线的电离室能量响应测量系统,其特征在于,还包括:用于检测实验环境温度的温度计、用于检测实验环境气压的气压计。
10.根据权利要求8所述的基于单能x射线的电离室能量响应测量系统,其特征在于,所述单能x射线装置采用晶体lif220,所述标准探测器采用标准高纯锗探测器,所述静电计采用型号为6517b的静电计。
