CN112346109A - 一种用于眼晶体剂量计校准的模型与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于眼晶体剂量计校准的模型与方法，方法包括：步骤1.建立眼晶体剂量计刻度与试验的模型，模型设计为椭圆柱型；步骤2.将剂量计紧贴放于模型表面，剂量计放置于模型左侧距离长轴垂直距离3厘米的位置；步骤3.使用光子平行辐射束照射模型，并进行各种测试、试验、校准或模拟仿真；步骤4.以照射真值为准，结合眼晶体剂量当量对空气比释动能的剂量转换系数Hp(3)/Ka和剂量计示数，完成测试、试验、校准或模拟仿真。本发明的眼晶体剂量计刻度模型的结构和尺寸与人头部真实情况更为接近，能更好的反映头部对光子的吸收与散射情况，有助于进一步完善眼晶体剂量监测、评价与辐射防护工作。

Description

一种用于眼晶体剂量计校准的模型与方法

技术领域

本发明涉及电离辐射剂量与防护领域，尤其是一种用于眼晶体剂量计校准的模型与方法。

背景技术

近期国际职业照射眼晶体剂量限值大幅降低，从原来的每年150mSv改为连续5年内年平均剂量不超过20mSv，并且任何单一年份内剂量当量不超过50mSv。这一重要变化使得对眼晶体的剂量监测变得格外迫切和必要。

通过佩戴眼晶体剂量计可实现眼晶体剂量的监测。而在剂量计使用前，需要对其进行校准，建立剂量计读数与真实受照剂量的量值关系，这就需要刻度模型和方法。另外在剂量计型式实验、性能测试等实验中也同样需要模型来模拟头部的散射条件。

目前并没有专用于眼晶体剂量计的刻度模型和方法。国际标准化组织ISO推荐了3种用于个人剂量计校准的模型，分别是平板模型、圆柱模型和棒状模型。后两种模型主要用于腕式剂量计和指环剂量计的刻度校准，平板模型主要用于Hp(10)剂量计的刻度。有文献指出可用平板模型(30cm×30cm×15cm)对眼晶体剂量计进行刻度，在光子前向和后向入射时可基本满足要求，但在侧向入射时将会大大低估眼晶体剂量，对低能光子尤其严重。因此需要确定一种适合眼晶体剂量计刻度的模型和方法，能够合理的评估眼晶体剂量。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种用于眼晶体剂量计校准的模型与方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于眼晶体剂量计校准的模型，该模型采用椭圆柱型结构，模型的长轴、短轴和高度分别为20厘米、15厘米和20厘米；长轴方向模拟为人脸正方向，短轴方向模拟为人的头侧方向。

进一步，模型采用实心结构或者顶部带封盖的空心结构。

进一步，模型的材质为有机玻璃，模型采用顶部带封盖的空心结构内，模型内腔填充水。

进一步，由此模型模拟获得在不同光子能量、不同入射角度下的眼晶体剂量当量对空气比释动能的剂量转换系数Hp(3)/Ka。

一种用于眼晶体剂量计校准的方法，包括如下步骤：

步骤1、建立眼晶体剂量计刻度与试验的模型，模型设计为椭圆柱型；

步骤2、将剂量计紧贴放于模型表面，剂量计放置于模型左侧距离长轴垂直距离3厘米的位置；

步骤3、使用光子平行辐射束照射模型，并进行各种测试、试验、校准或模拟仿真。角度响应试验时：以模型的中心轴为旋转轴连同剂量计一起旋转，模型长轴与平行辐射束入射方向之间的角度为角响应夹角α；

步骤4、以照射真值为准，结合眼晶体剂量当量对空气比释动能的剂量转换系数Hp(3)/Ka和剂量计示数，完成测试、试验、校准或模拟仿真。

进一步，所述光子平行辐射束的光子能量范围为0.01-10MeV，采用多组不同光子能量的光子平行辐射束对模型照射。

进一步，所述夹角α为0°、90°和180°。

进一步，在不同光子能量、相同夹角α的情况下，剂量计记录辐射剂量；在相同光子能量、不同夹角α的情况下，剂量计记录辐射剂量。

进一步，所述模型用于模拟头部对电离辐射的散射与吸收作用，剂量计记录的辐射剂量为模拟的眼晶体剂量，计算得到的剂量转换系数Hp(3)/Ka作为剂量计校准刻度。

本发明的有益效果为：本发明的眼晶体剂量计刻度模型的结构和尺寸与人头部真实情况更为接近，能更好的反映头部对光子的吸收与散射情况，Hp(3)外照射剂量转换因子能够保守、合理地估计眼晶体剂量，给出了剂量计刻度与实验参考流程，有助于进一步完善眼晶体剂量监测、评价与辐射防护工作。

附图说明

图1为本发明模型的示意图；

图2为本发明中的在α角度下个人眼晶体剂量计照射试验俯视示意图；

图3为本发明模型下不同能量光子和不同照射角度下的Hp(3)/Ka图。

具体实施方式

如图1，图2所示，一种用于眼晶体剂量计校准的方法，包括如下步骤：

步骤1.建立眼晶体剂量计刻度与试验的模型1，模型1设计为椭圆柱型；

步骤2.将剂量计2紧贴放于模型1表面，剂量计2放置于模型1左侧距离长轴垂直距离3厘米的位置；

步骤3.使用光子平行辐射束3正向照射模型1，并进行角度响应试验：以模型的中心轴为旋转轴连同剂量计2一起旋转，模型长轴与平行辐射束入射方向之间的角度为角响应夹角α；

步骤4.对剂量计进行测读分析，根据照射真值情况，结合剂量转换系数，完成剂量计的校准或测试。

进一步，光子平行辐射束的光子能量范围为0.01-10MeV，采用多组不同光子能量的光子平行辐射束对模型照射，夹角α为0°、90°和180°。

在不同光子能量、相同夹角α的情况下，剂量计记录辐射剂量；在相同光子能量、不同夹角α的情况下，剂量计记录辐射剂量。模型用于模拟头部对电离辐射的散射与吸收作用，剂量计记录的辐射剂量为模拟的眼晶体剂量，计算得到的剂量转换系数Hp(3)/Ka作为剂量计校准刻度。

进一步，本模型的主要功能是模拟头部对电离辐射的散射与吸收作用。参考GB10000-88《中国成年人人体尺寸》、中国成年男性参考人体素模型等资料，同时考虑实际应用需求，建立了椭圆柱型模型，模型1的长轴、短轴和高度分别为20厘米、15厘米和20厘米；长轴方向模拟为人脸正方向，短轴方向模拟为人的头侧方向。模型采用实心结构或者顶部带封盖的空心结构。模型的材质为有机玻璃，模型采用顶部带封盖的空心结构内，模型内腔填充水。

使用此模型模拟计算了眼晶体剂量当量对空气比释动能的剂量转换系数Hp(3)/Ka。光子能量从0.01-10MeV共17组，入射方向为0°、90°和180°共3个方向，辐射场为光子平行束方式，射束完全覆盖整个体模。图3与表1为剂量转换系数Hp(3)/Ka结果；

表1本发明模型下不同能量光子和不同照射情景下的Hp(3)/Ka

本发明的眼晶体剂量计刻度模型的结构和尺寸与人头部真实情况更为接近，能更好的反映头部对光子的吸收与散射情况，Hp(3)外照射剂量转换因子能够保守、合理地估计眼晶体剂量，给出了剂量计刻度与实验参考流程，有助于进一步完善眼晶体剂量监测、评价与辐射防护工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种用于眼晶体剂量计校准的模型，其特征在于，该模型采用椭圆柱型结构，模型的长轴、短轴和高度分别为20厘米、15厘米和20厘米；长轴方向模拟为人脸正方向，短轴方向模拟为人的头侧方向。

2.根据权利要求1所述的一种用于眼晶体剂量计校准的模型，其特征在于，模型采用实心结构或者顶部带封盖的空心结构。

3.根据权利要求2所述的一种用于眼晶体剂量计校准的模型，其特征在于，模型的材质为有机玻璃，模型采用顶部带封盖的空心结构内，模型内腔填充水。

4.根据权利要求3所述的一种用于眼晶体剂量计校准的模型，其特征在于，由此模型模拟获得在不同光子能量、不同入射角度下的眼晶体剂量当量对空气比释动能的剂量转换系数Hp(3)/Ka。

5.一种用于眼晶体剂量计校准的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、建立眼晶体剂量计刻度与试验的模型，模型设计为椭圆柱型；

步骤2、将剂量计紧贴放于模型表面，剂量计放置于模型左侧距离长轴垂直距离3厘米的位置；

步骤3、使用光子平行辐射束照射模型，并进行各种测试、试验、校准或模拟仿真。角度响应试验时：以模型的中心轴为旋转轴连同剂量计一起旋转，模型长轴与平行辐射束入射方向之间的角度为角响应夹角α；

步骤4、以照射真值为准，结合眼晶体剂量当量对空气比释动能的剂量转换系数Hp(3)/Ka和剂量计示数，完成测试、试验、校准或模拟仿真。

6.根据权利要求5所述的一种用于眼晶体剂量计校准的方法，其特征在于，所述光子平行辐射束的光子能量范围为0.01-10MeV，采用多组不同光子能量的光子平行辐射束对模型照射。

7.根据权利要求6所述的一种用于眼晶体剂量计校准的方法，其特征在于，所述夹角α为0°、90°和180°。

8.根据权利要求7所述的一种用于眼晶体剂量计校准的方法，其特征在于，在不同光子能量、相同夹角α的情况下，剂量计记录辐射剂量；在相同光子能量、不同夹角α的情况下，剂量计记录辐射剂量。

9.根据权利要求8所述的一种用于眼晶体剂量计校准的方法，其特征在于，所述模型用于模拟头部对电离辐射的散射与吸收作用，剂量计记录的辐射剂量为模拟的眼晶体剂量，计算得到的剂量转换系数Hp(3)/Ka作为剂量计校准刻度。

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