CN109471155A - 一种用于主动式电离辐射剂量仪测试的脉冲x射线照射装置 - Google Patents
一种用于主动式电离辐射剂量仪测试的脉冲x射线照射装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种用于主动式电离辐射剂量仪测试的脉冲X射线照射装置，该照射装置采用脉冲X光射线机作为辐射源，通过调节脉冲X光射线机的管电压可以获得不同能量的X射线，能够为主动式电离辐射剂量仪提供不同能量脉冲X射线的测试服务。根据本发明的照射装置能够为主动式电离辐射剂量仪提供脉冲X射线的测试，提高辐射测量的精度和有效性。
Description
技术领域
本发明涉及一种脉冲X射线照射装置，更特别地涉及一种用于主动式电离辐射剂量仪测试的脉冲X射线照射装置。
背景技术
主动式电离辐射剂量仪广泛用于辐射场的剂量监测，其直读式显示方式和报警功能给从业人员提供安全保障。主动式电离辐射剂量仪在测量脉冲辐射场剂量时存在以下几个问题。首先，高剂量率问题，例如一个ms级的辐射脉冲，其单次脉冲剂量往往会达到1μSv甚至更高，脉冲辐射瞬时剂量率可达100Sv/h以上，然而对于像G-M计数器、半导体探测器等均存在测量堆积和探测死时间问题，难以达到如此高的剂量率响应，即仪表存在过响应问题，这必然影响监测结果的准确性；其次，响应时间问题，主动式电离辐射剂量仪存在测量时间周期，两次测量周期间隔可达几秒，如果脉冲辐射刚好发生在仪表测量周期间隔时间内，很可能发生漏记事件从而极大地影响测量结果的准确性，造成测量结果严重偏低；最后，事故报警问题，如果一次大剂量的脉冲刚好发生在仪表的测量间隔时间内，必然会发生漏报事件，给射从业人员带来极大地安全隐患。
发明内容
为了解决上述问题，本发明针对主动式电离辐射剂量仪的脉冲辐射响应特性，提供了一种X射线照射装置，该装置能够基于毫秒级脉冲X射线机搭建出符合测量精度和效率的试验平台。
根据本发明的用于主动式电离辐射剂量仪测试的脉冲X射线照射装置，其特征在于包括放射系统、调整系统、支撑系统、监测系统、控制系统；支撑系统包括试验平台以及垫板，该实验平台为圆台状支撑架，该垫板设置在试验平台的底部，用以降低地面的散射辐射；放射系统设置在试验平台顶部，调整系统设置在试验平台上、放射系统正下方，测试时被测试仪器放置在试验平台的测试区中，该测试区位于调整系统的下方；所述监测系统用于对脉冲X射线照射装置产生的X射线进行监测，用于提示放射性工作人员，避免误照射的发生；所述控制装置用以控制放射系统的开启与关闭。
优选地，所述放射系统包括脉冲X射线源、阳极靶材、高速电子、阴极灯丝以及光阑。
优选地，所述调整系统从上到下依次包括：附加过滤器、第一准直器、定位装置、第二准直器。
优选地，控制系统用于控制放射系统的开启与关闭，且可以根据监测系统的信号停止照射装置的工作。
优选地，光阑为限束光阑，由三片铅准直光阑组成。
优选地，脉冲X射线源包括高压发生器和X射线管，其中X射线管为旋转阳极X射线管。
根据本发明的照射装置，采用脉冲X光射线机作为辐射源，该设备具有较好的稳定性和重复性。通过调节脉冲X光射线机的管电压可以获得不同能量的X射线，能够为主动式电离辐射剂量仪提供不同能量脉冲X射线的测试服务。脉冲X光射线机采用X射线管、屏蔽体屏蔽箱、附加过滤、限束光阑和束流监视系统等一体化设计，大大提高了辐射场的均匀性，降低了辐射场中的散射辐射。本发明的照射装置能够为主动式电离辐射剂量仪提供脉冲X射线的测试服务，彻底解决了这类仪表无法准确测量脉辐射的难题。
附图说明
图1为根据本发明的脉冲X射线照射装置的结构示意图。
需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
根据本发明的用于主动式电离辐射剂量仪测试的脉冲X射线照射装置，参见图1，包括放射系统、调整系统、支撑系统、监测系统、控制系统。
其中支撑系统包括试验平台11以及垫板12，该实验平台为圆台状支撑架，该垫板12设置在试验平台11的底部，为具有一定厚度的铝板，优选地厚度为5-10mm，垫板12能够有效降低地面的散射辐射。测试时被测试仪器10放置在试验平台的测试区中，该测试区位于调整系统的下方。
其中，放射系统设置在试验平台11顶部，其包括脉冲X射线源1、阳极靶材2、高速电子3、阴极灯丝4以及光阑5。优选地，脉冲X射线源1包括高压发生器和X射线管，其中高压发生器采用“电子杠杆”技术精确控制脉冲时间，由此使得脉冲电压信号无机械惯性延时，控制灵敏，脉冲上升和下降时间分别为0.6ms和1.2ms，输出的脉冲波形满足实验要求。而X射线管为旋转阳极X射线管，该射线管的靶材料为钨-铼合金，所采用的脉冲X射线管需要满足的主要技术指标为：管电压范围：40kV～150kV，1kV连续可调；管电流调节范围：1mA～800mA；脉冲持续时间tpulse：1ms～10s。
该放射系统中，阳极靶材2和阴极灯丝4相对设置，通电后，阴极灯丝4产生的电子在电场的作用下进行加速，加速后的高速电子向阳极靶材2射入，高速电子与阳极靶材相互作用产生X射线。X射线经光阑、附加过滤器以及二次准直后形成适当照射范围的脉冲X射线辐射场。
优选地，光阑5为限束光阑，由三片铅准直光阑组成，张角为4°～12°，该张角可连续调整。限束光阑用于限制光束的大小。
优选地，在放射系统中，X射线出口位置设计屏蔽装置，用于减少泄露辐射剂量。
调整系统设置在试验平台上、放射系统正下方，该调整系统包括：附加过滤器6、第一准直器7、定位装置8、第二准直器9。其中附加过滤器6为铅(Pb)、锡(Sn)、铜(Cu)或铝(Al)等材料制成，用于对产生的X射线进行过滤，吸收X射线的低能成分，提高X射线的单色性。第一准直器7用以对X射线进行初步准直调整；第二准直器9用以进一步提升X射线的均匀性；第一和第二准直器均由钨合金制造而成。定位装置8设置在第一准直器7和第二准直器9之间，用以限定辐射场的照射范围。
由于脉冲X射线机产生的脉冲X射线含有大量的低能成分，不能直接用于主动式电离辐射剂量仪的性能测试，因此需要附加过滤器对脉冲X射线谱进行硬化处理。优选地，附加过滤器能够有效的过滤掉15keV以下的低能X射线，提高脉冲X射线参考辐射场的单色性。进一步地，附加过滤器6通常由纯度大于99.9％的铅(Pb)、锡(Sn)、铜(Cu)或铝(A1)制成特定厚度的板。其中厚度在0.05mm-5mm范围中。
放射系统放射出的脉冲X射线需要经过调整系统的进行准直处理，放射系统发出的脉冲X射线经光阑5、附加过滤器6、第一准直器7、定位装置8以及第二准直器9垂直向下照射，最终照射到被测试仪器10上。
经过调整系统的准直处理，脉冲X射线能够根据需要控制在适当范围中。通过二次准直的调整，脉冲X射线的照射范围和最终形成的照射场的强度，相对于常见的一次准直来说，更为精准。且控制时，可以通过对第一和第二准直器参数的协同配合来实现更多的调整可能性。本发明中照射装置所形成辐射场范围以及强度均达到了理想的范围中，提高了获取精准测量结果的可能性，且该照射装置的结构简单，大大降低了制造成本和装配成本，但仍然可以保证足够的照射强度以及照射效率。
监测系统用于对脉冲X射线照射装置产生的X射线进行监测，用于提示放射性工作人员，避免误照射的发生。控制系统用于根据监测系统发出的条件信号，控制放射系统的开启与关闭。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种用于主动式电离辐射剂量仪测试的脉冲X射线照射装置，其特征在于包括放射系统、调整系统、支撑系统、监测系统、控制系统；支撑系统包括试验平台以及垫板，该实验平台为圆台状支撑架，该垫板设置在试验平台的底部，用以降低地面的散射辐射；放射系统设置在试验平台顶部，调整系统设置在试验平台上、放射系统正下方，测试时被测试仪器放置在试验平台的测试区中，该测试区位于调整系统的下方；所述监测系统用于对脉冲X射线照射装置产生的X射线进行监测；所述控制装置用以控制放射系统的开启与关闭。
2.根据权利要求1的脉冲X射线照射装置，其特征在于：所述放射系统包括脉冲X射线源、阳极靶材、高速电子、阴极灯丝以及光阑。
3.根据权利要求1的脉冲X射线照射装置，其特征在于：所述调整系统从上到下依次包括：附加过滤器、第一准直器、定位装置、第二准直器。
4.根据权利要求1的脉冲X射线照射装置，其特征在于：控制系统用于控制放射系统的开启与关闭，且可以根据监测系统的信号停止照射装置的工作。
5.根据权利要求2的脉冲X射线照射装置，其特征在于：光阑为限束光阑，由三片铅准直光阑组成。
6.根据权利要求2的脉冲X射线照射装置，其特征在于：脉冲X射线源包括高压发生器和X射线管，其中X射线管为旋转阳极X射线管。
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