CN113926088B - 用于辐射计量的均匀厚度固体水模及其制作方法 - Google Patents

Abstract

用于辐射计量的均匀厚度固体水模及其制作方法，该固定水模包括半球面结构和圆筒结构，半球面结构的内、外球面半径分别与圆筒结构的内、外筒半径相等，半球面结构和圆筒结构固定连接且半球面结构的内球面球心与圆筒结构的内筒端面圆心重合。半球面结构的顶部设有贯穿半球面结构外球面和内球面的圆孔以及直径类圆柱体，该类圆柱体能够塞入圆孔与半球面结构的外球面、内球面平滑连接。在圆筒结构上设有限位槽、固定孔、圆形标线和直线标线。通过模具加工或3D打印进行制作，并将其进行嵌套得到整体厚度均匀后的用于辐射计量的均匀厚度固体水模。本发明结构简单、制作方便，能够在3π角度范围内形成厚度一致质地均匀的结构，提高点或面剂量测定精度。

Description

用于辐射计量的均匀厚度固体水模及其制作方法

技术领域

本发明涉及辐射计量仪器设备领域，特别是一种用于辐射计量的均匀厚度固体水模及其制作方法。

背景技术

在使用医用直线加速器的常规放射治疗中，机架需要旋转到一定角度后输出射野剂量或在机架旋转时同步输出剂量；此时在加速器等中心处接受的是机架旋转所在平面上2π角度内的剂量投照。在针对脑部肿瘤的立体定向放射治疗中，通常还需要使用非共面射野技术，即治疗床的角度也发生转动。通常当治疗床旋转一定角度后偏向一侧，加速器机架只在对侧半弧旋转，此时，在加速器等中心处接受的剂量包括2个角度范围：一是来自机架旋转平面所在的2π角度的圆环内输出的剂量，二是治疗床旋转后机架旋转的半弧内输出的剂量，二者形成形状为1/2圆球所在的3π立体角所输出的剂量。

针对立体定向放射治疗进行计划验证时，使用与实际治疗计划角度相同的验证计划能够做到对计划全要素的验证，从而更加接近患者接受治疗的实际情况。在用免冲洗胶片进行立体定向放射治疗时，多使用平板固体水作为剂量建成模体以满足侧向和背向电子散射的要求。然而这种方式当治疗设备以不同机架角度和治疗床角度照射时，射线在不同位置穿射的固体水的厚度不相同，严重影响了胶片上剂量归一的精度；尤其是当以接近水平时的入射角度对胶片进行照射时，治疗床高度上的微小误差将导致实际投照在胶片上的射野位置发生较大偏差。

现有解决上述位置偏差精度的影响主要有ARC Check和SRS Check3等两种方式。ARC Check立体剂量验证工具是一种圆筒状的电离室矩阵，在圆筒表面上分布有规则排列的数百个电离室，实现垂直于圆筒表面2π角度内精确的剂量验证。但ARC Check不能直接对立体定向放射治疗中非共面射野计划进行验证，只能在计划系统中将治疗床角度旋转的射野进行调整，将其归一到治疗床为0°，与患者实际治疗情况偏差较大。SRS Check3剂量建成模体的外部为半球面和圆柱状，内部设有容纳长方体电离室矩阵和固体水的凹槽，使用时将电离室矩阵和固体水填充到对应凹槽内，实现对3π角度范围内剂量进行测定。但考虑固体水填充后存在的缝隙，SRS Check3在半球体球心位置和圆柱中心轴线上垂直于圆柱外表面的位置射野穿过的固体水厚度不均匀。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种用于辐射计量的均匀厚度固体水模及其制作方法。

本发明的技术方案是：用于辐射计量的均匀厚度固体水模，包括半球面结构和圆筒结构，半球面结构的内球面半径与圆筒结构的内筒半径相等，半球面结构的外球面半径与圆筒结构的外筒半径相等，半球面结构和圆筒结构固定连接且半球面结构的内球面球心与圆筒结构的内筒端面圆心重合。

所述半球面结构的顶部设有贯穿半球面结构外球面和内球面的圆孔，以及直径等于或略小于圆孔直径的类圆柱体，该类圆柱体两个端面弧度分别与半球面结构的外球面和内球面的弧度相适应，以使得当类圆柱体完全塞入圆孔后，类圆柱体两个端面分别与半球面结构的外球面、内球面平滑连接。

在圆筒结构上远离半球面结构的一端圆柱表面上设有限位槽，在圆筒结构上远离半球面结构的一端截面上均匀设置有固定孔。

在半球面结构和圆筒结构相连接处设置圆形标线，在半球面结构和圆筒结构的外表面沿轴线方向均匀设置有四条直线标线，所述直线标线与圆形标线正交，四条直线标线相交于半球面结构的顶部。

本发明进一步的技术方案是：所述半球面结构和圆筒结构是一体成型的，半球面结构和圆筒结构的半径为10cm～15cm。

本发明再进一步的技术方案是：所述用于辐射计量的均匀厚度固体水模采用透明或非透明固体水材料制成；所述固定孔的数量为三个或四个，固定孔中内嵌螺纹。

本发明更进一步的技术方案是：所述固体水材料为聚乙烯有机玻璃。

本发明的另一技术方案是：用于辐射计量的均匀厚度固体水模，包括组合嵌套的第一固体水模和第二固体水模，第一固体水模为所述的用于辐射计量的均匀厚度固体水模，第二固体水模的结构与第一固体水模的结构相同，规格不同，第一固体水模的内球面半径等于或小于第二固体水模的外球面半径，第一固体水模的内筒半径等于或小于第二固体水模的外筒半径，当第二固体水模嵌套入第一固体水模中，第二固体水模的内球面与第一固体水模的外球面贴合，第一固体水模的内筒半径与第二固体水模的外筒半径贴合，第一固体水模的圆孔与第二固体水模的圆孔连通。

本发明的进一步的技术方案是：所述第一固体水模与第二固体水模的规格不同有两种设置方式：第二固体水模与第一固体水模的按比例缩小尺寸；或第二固体水模与第一固体水模的壁厚相同，第一、二固体水模的外球面半径、外筒半径、内球面半径和内筒半径同比例缩小尺寸。

本发明的另一技术方案是：用于辐射计量的均匀厚度固体水模的制作方法，包括如下步骤，

S101，制作半球面-圆筒结构模具槽：选择底部为半球状、中部为圆柱状的第一模板，第一模板中半球状的半径与圆柱状半径相等，半球状的球心与圆柱状的端面圆心重合；选择与第一模板相同结构的第二模板，第二模板中半球状的半径比第一模板中半球状的半径少，第二模板圆球状末端设有圆环状辅助盖板并与该辅助盖板的内环边缘固定连接，圆环状辅助盖板的宽度与第一、第二模板中半球状的半径差相等，以使得当辅助盖板扣向第一模板时，辅助盖板的外环边缘与第一模板扣合形成半球面-圆筒结构模具槽。

S102，浇筑建模半球面-圆筒结构模具：打开辅助盖板，将熔融的固体水原料注入半球面-圆筒结构模具槽；扣合辅助盖板，等待形成固体水模初坯；检测固体水模初坯形成后，打开辅助盖板，将第一模板和第二模板从固体水模初坯上脱离形成半球面-圆筒结构。

S103，半球面-圆筒结构粗加工：在半球面结构的顶部上钻一个通孔，使用与略小于该通孔直径的模具制作填充该通孔的类圆柱体，以使得该类圆柱体能够平滑填充于该通孔内；在固体水模初坯远离半球面结构的一端切出垂直于圆筒结构轴线的端面，并在该端面上钻固定孔。

S104，半球面-圆筒结构细加工：通过固定孔将粗加工后的半球面-圆筒结构固定于车床，对半球面-圆筒结构的内外表面、通孔以及类圆柱体进行精加工和打磨，使壁面光滑，并保持半球面结构的内球面半径与圆筒结构的内筒半径相等，半球面结构的外球面半径与圆筒结构的外筒半径相等，即半球面与圆筒结构壁厚相同。

S105，半球面-圆筒结构标线加工：在半球面结构和圆筒结构相接处蚀刻出圆形标线；在半球面-圆筒结构的外表面沿轴向方向均匀蚀刻出四条直线标线，该四条直线标线相交于半球面结构顶部；在圆筒结构远离半球面结构的一侧圆形表面上加工出限位槽，该半球面-圆筒结构即为用于辐射计量的均匀厚度固体水模。

本发明的另一技术方案是：用于辐射计量的均匀厚度固体水模的制作方法，包括如下步骤，

S101，在3D打印软件中建立半球面-圆筒结构模型：所述半球面-圆筒结构模型包括半球面结构和圆筒结构，半球面结构的内球面半径与圆筒结构的内筒半径相等，半球面结构的外球面半径与圆筒结构的外筒半径相等，半球面结构和圆筒结构固定连接且半球面结构的内球面球心与圆筒结构的内筒端面圆心重合。

S102，3D打印半球面-圆筒结构：根据3D打印软件中建立的半球面-圆筒结构模型，打印出半球面-圆筒结构的固体水模初坯，形成半球面-圆筒结构。

S103，半球面-圆筒结构粗加工：在半球面结构的顶部上钻一个通孔，使用与略小于该通孔直径的模具制作填充该通孔的类圆柱体，以使得该类圆柱体能够平滑填充于该通孔内；在固体水模初坯远离半球面结构的一端切出垂直于圆筒结构轴线的端面，并在该端面上钻固定孔。

S104，半球面-圆筒结构细加工：通过固定孔将粗加工后的半球面-圆筒结构固定于车床，对半球面-圆筒结构的内外表面、通孔以及类圆柱体进行精加工和打磨，使壁面光滑，并保持半球面结构的内球面半径与圆筒结构的内筒半径相等，半球面结构的外球面半径与圆筒结构的外筒半径相等，即半球面与圆筒结构壁厚相同。

S105，半球面-圆筒结构标线加工：在半球面结构和圆筒结构相接处蚀刻出圆形标线；在半球面-圆筒结构的外表面沿轴向方向均匀蚀刻出四条直线标线，该四条直线标线相交于半球面结构顶部；在圆筒结构远离半球面结构的一侧圆形表面上加工出限位槽，该半球面-圆筒结构即为用于辐射计量的均匀厚度固体水模。

本发明的进一步的技术方案是：还包括如下步骤，S106，重复步骤S101～S105制作不同规格的半球面-圆筒结构；S107，将两个以上不同规格的均匀厚度的半球面-圆筒结构的相邻规格半球面-圆筒结构紧密嵌套，形成整体厚度均匀后的用于辐射计量的均匀厚度固体水模。

本发明的再进一步的技术方案是：使用激光蚀刻或化学蚀刻法制作圆形标线和直线标线。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

（1）本发明的用于辐射计量的均匀厚度固体水模，其半球面结构与圆筒结构二者的壁厚相等，且通过多个不同规格嵌套形成严密的组合体，在固体水模和组合体的以半球面结构球心处为中心的3π角度范围内形成厚度一致质地均匀的结构，能够提高点或面剂量测量的精度。

（2）本发明的用于辐射计量的均匀厚度固体水模，能够通过固定孔调节固体水模沿人体头脚（长轴）方向放置并满足水平，使用放疗设备机房中激光灯能够将半球面的球心定位于放疗设备等中心处方便点或面剂量的测量。

（3）本发明的用于辐射计量的均匀厚度固体水模能够采用模具加工或3D打印的方式进行制作，制作便捷，成本较低，便于推广，具有良好的市场前景。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

附图1为本发明实施例一的结构示意图；

附图2为附图1的左视图；

附图3为附图1的左视图；

附图4-1、4-2为本发明实施例二的结构示意图；

附图5为本发明实施例六的制作方法流程图；

附图6为本发明实施例七的制作方法流程图。

具体实施方式

实施例一，如附图1-3所示，用于辐射计量的均匀厚度固体水模，包括半球面结构1和圆筒结构2，半球面结构1的内球面半径与圆筒结构2的内筒半径相等，半球面结构1的外球面半径与圆筒结构2的外筒半径相等，半球面结构1和圆筒结构2固定连接且半球面结构1的内球面球心与圆筒结构2的内筒端面圆心重合。为方便半球面结构1和圆筒结构2的操作，也可以设置半球面结构1和圆筒结构2是一体成型的。

所述半球面结构1和圆筒结构2的半径为10cm～15cm，以接近普通人头部半径，方便测量。

所述用于辐射计量的均匀厚度固体水模在实际使用时能够在3π角度范围内形成厚度一致、质地均匀的结构，即在该半球面结构1球心处的半弧（即π角度范围）内和圆筒结构2轴线上的圆环（即2π角度范围）内测量固体水模的模体厚度处处相等。

所述半球面结构1的顶部设有贯穿半球面结构1外球面和内球面的圆孔1-1，以及直径等于或略小于圆孔1-1直径的类圆柱体1-2，该类圆柱体1-2两个端面弧度分别与半球面结构1的外球面和内球面的弧度相适应，以使得当类圆柱体1-2完全塞入圆孔1-1后，类圆柱体1-2两个端面分别与半球面结构1的外球面、内球面平滑连接。

所述用于辐射计量的均匀厚度固体水模采用透明或非透明固体水材料制成，具体地，材料的选择需要考虑材料的密度、电子密度以及CT值等，为了能够尽可能接近使用水进行剂量测量时的结果，通常选取的材料应与20～25℃的水密度接近、电子密度和CT值相同或接近，例如使用聚乙烯有机玻璃等来制作用于辐射计量的均匀厚度固体水模。

在圆筒结构2上远离半球面结构1的一端圆柱表面上设有限位槽3，以方便对该用于辐射计量的均匀厚度固体水模进行限位固定。为进一步提高用于辐射计量的均匀厚度固体水模的稳定性，在圆筒结构2上远离半球面结构1的一端截面上均匀设置有固定孔4，固定孔4的数量为三个或四个，本实施例中固定孔4的数量为四个，且固定孔4中内嵌螺纹，通过相应的螺栓嵌入该固定孔4中能够实现对该用于辐射计量的均匀厚度固体水模进行一定的水平角度和旋转角度的微调。

为便于对用于辐射计量的均匀厚度固体水模进行标记，在半球面结构1和圆筒结构2相连接处设置圆形标线5，在半球面结构1和圆筒结构2的外表面沿轴线方向均匀设置有四条直线标线6，所述直线标线6与圆形标线5正交，四条直线标线6相交于半球面结构1的顶部。

实施例二，如附图4-1、4-2所示，用于辐射计量的均匀厚度固体水模，包括组合嵌套的第一固体水模和第二固体水模，所述第一固体水模包括第一半球面结构11和第一圆筒结构21，第一半球面结构11的内球面半径与第一圆筒结构21的内筒半径相等，第一半球面结构11的外球面半径与第一圆筒结构21的外筒半径相等，第一半球面结构11和第一圆筒结构21固定连接，且第一半球面结构11的内球面圆心与与第一圆筒结构21的内筒圆心重合。第一半球面结构11的顶部设有贯穿第一半球面结构11外球面和内球面的第一圆孔11-1，以及直径等于或略小于第一圆孔11-1直径的第一类圆柱体11-2，该第一类圆柱体11-2两个端面弧度分别与第一半球面结构11的外球面和内球面的弧度相适应，以使得当第一类圆柱体11-2完全塞入第一圆孔11-1后，第一类圆柱体11-2两个端面分别与第一半球面结构11的外球面、内球面平滑连接。

第二固体水模的结构与第一固体水模的结构相同，规格不同，包括第二半球面结构12和第二圆筒结构22，第二半球面结构12的内球面半径与第二圆筒结构22的内筒半径相等，第二半球面结构12的外球面半径与第二圆筒结构22的外筒半径相等，第二半球面结构12和第二圆筒结构22固定连接，且第二半球面结构12的内球面圆心与与第二圆筒结构22的内筒圆心重合。第二半球面结构12的顶部设有贯穿第二半球面结构12外球面和内球面的第二圆孔12-1，以及直径等于或略小于第二圆孔12-1直径的第二类圆柱体12-2，该第二类圆柱体12-2两个端面弧度分别与第二半球面结构12的外球面和内球面的弧度相适应，以使得当第二类圆柱体12-2完全塞入第二圆孔12-1后，第二类圆柱体12-2两个端面分别与第二半球面结构12的外球面、内球面平滑连接。

所述第一半球面结构11的内球面半径等于或略小于第二半球面结构12的外球面半径，第一圆筒结构21的内筒半径等于或略小于第二圆筒结构22的外筒半径。

所述第二固体水模嵌套入第一固体水模中，第二半球面结构12的内球面与第一半球面结构11的外球面贴合，第一圆筒结构21的内筒半径与第二圆筒结构22的外筒半径贴合，第一圆孔11-1与第二圆孔12-1连通，连通的第一圆孔11-1与第二圆孔12-1能够使得在第二固体水模嵌套入第一固体水模中时整个结构内外气压保持平衡。

所述第一固体水模与第二固体水模的规格不同有两种设置方式，如附图4-1所示：第二固体水模与第一固体水模的按比例缩小尺寸；或如附图4-2所示：第二固体水模与第一固体水模的壁厚相同，第一固体水模与第二固体水模的外球面半径、外筒半径、内球面半径和内筒半径同比例缩小尺寸。

实施例三，实施例三与实施例二的结构基本类似，其不同之处在于：用于辐射计量的均匀厚度固体水模，包括组合嵌套的三个以上不同规格的均匀厚度的固体水模，该三个以上不同规格的均匀厚度的固体水模的相邻规格固体水模能够紧密嵌套形成整体均匀后的固体水模结构。

实施例四，所述实施例一的用于辐射计量的均匀厚度固体水模的制作方法，包括如下步骤，

S101，制作半球面-圆筒结构模具槽：选择底部为半球状、中部为圆柱状的第一模板，第一模板中半球状的半径与圆柱状半径相等，半球状的球心与圆柱状的端面圆心重合，该半球状的半径与圆柱状半径为10cm～15cm，以接近普通人头部半径，便于实际的验证测试。

选择与第一模板相同结构的第二模板，第二模板中半球状的半径比第一模板中半球状的半径少3cm～5cm，第二模板圆球状末端设有圆环状辅助盖板并与该辅助盖板的内环边缘固定连接，圆环状辅助盖板的宽度与第一、第二模板中半球状的半径差相等，以使得当辅助盖板扣向第一模板时，辅助盖板的外环边缘与第一模板扣合形成半球面-圆筒结构模具槽。

S102，浇筑建模半球面-圆筒结构模具：打开辅助盖板，将熔融的固体水原料注入半球面-圆筒结构模具槽；扣合辅助盖板，等待形成固体水模初坯；检测固体水模初坯形成后，打开辅助盖板，将第一模板和第二模板从固体水模初坯上脱离形成半球面-圆筒结构。为方便辅助盖板的打开与扣合，在辅助盖板的外表面设置方便握持的把手结构。

S103，半球面-圆筒结构粗加工：在半球面结构的顶部上钻一个通孔，使用与略小于该通孔直径的模具制作填充该通孔的类圆柱体，以使得该类圆柱体能够平滑填充于该通孔内；在固体水模初坯远离半球面结构的一端切出垂直于圆筒结构轴线的端面，并在该端面上钻三或四个固定孔，在固定孔内冼出螺纹，固定孔连线形成正交十字线，交点为圆筒结构的圆心。

固定孔的设置能够用于使用与之匹配的螺栓对初坯进行加工，或用于在使用时固定半球面-圆筒结构，或调节固体水模的水平和角度。

S104，半球面-圆筒结构细加工：通过固定孔将粗加工后的半球面-圆筒结构固定于车床，对半球面-圆筒结构的内外表面、通孔以及类圆柱体进行精加工和打磨，使壁面光滑，并保持半球面结构的内球面半径与圆筒结构的内筒半径相等，半球面结构的外球面半径与圆筒结构的外筒半径相等，即半球面与圆筒结构壁厚相同。

半球面与圆筒结构经精加工后壁厚相同，半球面与圆筒结构内外表面经打磨后光滑，以半球面直径所在平面为二者连接面并在此处平滑过渡。

S105，半球面-圆筒结构标线加工：在半球面结构和圆筒结构相接处蚀刻出圆形标线；在半球面-圆筒结构的外表面沿轴向方向均匀蚀刻出四条直线标线，该四条直线标线相交于半球面结构顶部；在圆筒结构远离半球面结构的一侧圆形表面上加工出限位槽，该半球面-圆筒结构即为用于辐射计量的均匀厚度固体水模。

所述圆形标线和直线标线使用激光蚀刻或化学蚀刻法，标记线细且浅；标线表面印有鲜艳色颜料，颜料厚度薄且规则，使得标线和颜料对固体水模厚度影响能够忽略不计。

实施例五，所述实施例五的用于辐射计量的均匀厚度固体水模的制作方法与实施例四的制作方法基本相同，其不同之处在于：

S101，在3D打印软件中建立半球面-圆筒结构模型：所述半球面-圆筒结构模型包括半球面结构1和圆筒结构2，半球面结构1的内球面半径与圆筒结构2的内筒半径相等，半球面结构1的外球面半径与圆筒结构2的外筒半径相等，半球面结构1和圆筒结构2固定连接且半球面结构1的内球面球心与圆筒结构2的内筒端面圆心重合。

S102，3D打印半球面-圆筒结构：根据3D打印软件中建立的半球面-圆筒结构模型，打印出半球面-圆筒结构的固体水模初坯，即形成半球面-圆筒结构。所述用于辐射计量的均匀厚度固体水模采用透明或非透明固体水材料制成，打印固体水模初坯的材料的选择需要考虑材料的密度、电子密度以及CT值等，为了能够尽可能接近使用水进行剂量测量时的结果，通常选取的材料应与20～25℃的水密度接近、电子密度和CT值相同或接近，例如使用聚乙烯有机玻璃等来制作用于辐射计量的均匀厚度固体水模。

该固体水模初坯通过3D打印的方式能够有效避免模具浇筑过程中可能产生的气泡等结构性损伤，减少对剂量建成造成影响。更为重要的是，3D打印机等一体成型技术能够方便的加工不同大小规格的初坯，从而制成不同规格的固体水模。

实施例六，如附图5所示，所述实施例六的用于辐射计量的均匀厚度固体水模的制作方法与实施例四、五的制作方法的步骤基本相同，其不同之处在于：还包括如下步骤，

S106，使用结构相同的模具重复步骤S101～S105制作不同规格的半球面-圆筒结构；

S107，将两个以上不同规格的均匀厚度的半球面-圆筒结构的相邻规格半球面-圆筒结构紧密嵌套，形成整体厚度均匀后的用于辐射计量的均匀厚度固体水模。

实施例七，如附图6所示，所述实施例七的用于辐射计量的均匀厚度固体水模的制作方法与实施例五的制作方法的步骤基本相同，其不同之处在于：还包括如下步骤，

S106，使用相同的3D打印方式重复步骤S101～S105制作不同规格的半球面-圆筒结构；

S107，将两个以上不同规格的均匀厚度的半球面-圆筒结构的相邻规格半球面-圆筒结构紧密嵌套，形成整体厚度均匀后的用于辐射计量的均匀厚度固体水模。

前述制作好的用于辐射计量的均匀厚度固体水模的使用过程如下：

首先将该用于辐射计量的均匀厚度固体水模固定在可在水平方向上移动的底座上。

然后通过水平移动和固定孔螺栓调节其位置，使得用于辐射计量的均匀厚度固体水模的圆形标线5与放疗设备所在机房的竖直激光灯的投影重合、四条直线标线6与放疗设备所在机房的水平激光灯的投影重合，从而该用于辐射计量的均匀厚度固体水模的半球面结构1球心定位于激光灯的等中心处，即放疗设备的等中心处，此时放疗设备机架旋转所在轴线与圆筒结构2的圆心轴线重合。

测量时，当放疗设备机架、准直器机头和/或治疗床旋转时，其旋转等中心均为半球面结构1的球心，从而射线在环绕半球面结构1的π角度范围内穿过的固体水模壁的厚度均是相同的。同样地，当治疗床在底座上前后移动时，其移动的轴线与圆筒结构2的圆心轴线重合，从而射线在环绕圆筒结构2轴线方向上的2π角度范围内穿过的固体水模壁的厚度均是相同的。综上，前述用于辐射计量的均匀厚度固体水模能够实现对3π角度范围内剂量进行精确测定，从而确保与患者实际治疗情况相同的剂量建成，提高实际放射治疗中的剂量输出精度。

Claims (10)

1.用于辐射计量的均匀厚度固体水模，其特征是：包括半球面结构和圆筒结构，半球面结构的内球面半径与圆筒结构的内筒半径相等，半球面结构的外球面半径与圆筒结构的外筒半径相等，半球面结构和圆筒结构固定连接且半球面结构的内球面球心与圆筒结构的内筒端面圆心重合；

所述半球面结构的顶部设有贯穿半球面结构外球面和内球面的圆孔，以及直径等于或略小于圆孔直径的类圆柱体，该类圆柱体两个端面弧度分别与半球面结构的外球面和内球面的弧度相适应，以使得当类圆柱体完全塞入圆孔后，类圆柱体两个端面分别与半球面结构的外球面、内球面平滑连接；

在圆筒结构上远离半球面结构的一端圆柱表面上设有限位槽，在圆筒结构上远离半球面结构的一端截面上均匀设置有固定孔；

在半球面结构和圆筒结构相连接处设置圆形标线，在半球面结构和圆筒结构的外表面沿轴线方向均匀设置有四条直线标线，所述直线标线与圆形标线正交，四条直线标线相交于半球面结构的顶部。

2.如权利要求1所述的用于辐射计量的均匀厚度固体水模，其特征是：所述半球面结构和圆筒结构是一体成型的，半球面结构和圆筒结构的半径为10cm～15cm。

3.如权利要求1所述的用于辐射计量的均匀厚度固体水模，其特征是：所述用于辐射计量的均匀厚度固体水模采用透明或非透明固体水材料制成；所述固定孔的数量为三个或四个，固定孔中内嵌螺纹。

4.如权利要求3所述的用于辐射计量的均匀厚度固体水模，其特征是：所述固体水材料为聚乙烯有机玻璃。

5.用于辐射计量的均匀厚度固体水模，其特征是：包括组合嵌套的第一固体水模和第二固体水模，第一固体水模为如权利要求1-4任一项所述的用于辐射计量的均匀厚度固体水模，第二固体水模的结构与第一固体水模的结构相同，规格不同，第一固体水模的内球面半径等于或小于第二固体水模的外球面半径，第一固体水模的内筒半径等于或小于第二固体水模的外筒半径，当第二固体水模嵌套入第一固体水模中，第二固体水模的内球面与第一固体水模的外球面贴合，第一固体水模的内筒半径与第二固体水模的外筒半径贴合，第一固体水模的圆孔与第二固体水模的圆孔连通。

6.如权利要求5所述的用于辐射计量的均匀厚度固体水模，其特征是：所述第一固体水模与第二固体水模的规格不同有两种设置方式：第二固体水模相较于第一固体水模按比例缩小尺寸；或第二固体水模与第一固体水模的壁厚相同，第一、二固体水模的外球面半径、外筒半径、内球面半径和内筒半径同比例缩小尺寸。

7.如权利要求1、3-6任一项所述的用于辐射计量的均匀厚度固体水模的制作方法，其特征是：包括如下步骤，

S101，制作半球面-圆筒结构模具槽：选择底部为半球状、中部为圆柱状的第一模板，第一模板中半球状的半径与圆柱状半径相等，半球状的球心与圆柱状的端面圆心重合；选择与第一模板相同结构的第二模板，第二模板中半球状的半径比第一模板中半球状的半径少，第二模板圆球状末端设有圆环状辅助盖板并与该辅助盖板的内环边缘固定连接，圆环状辅助盖板的宽度与第一、第二模板中半球状的半径差相等，以使得当辅助盖板扣向第一模板时，辅助盖板的外环边缘与第一模板扣合形成半球面-圆筒结构模具槽；

S102，浇筑建模半球面-圆筒结构模具：打开辅助盖板，将熔融的固体水原料注入半球面-圆筒结构模具槽；扣合辅助盖板，等待形成固体水模初坯；检测固体水模初坯形成后，打开辅助盖板，将第一模板和第二模板从固体水模初坯上脱离形成半球面-圆筒结构；

S103，半球面-圆筒结构粗加工：在半球面结构的顶部上钻一个通孔，使用与略小于该通孔直径的模具制作填充该通孔的类圆柱体，以使得该类圆柱体能够平滑填充于该通孔内；在固体水模初坯远离半球面结构的一端切出垂直于圆筒结构轴线的端面，并在该端面上钻固定孔；

S104，半球面-圆筒结构细加工：通过固定孔将粗加工后的半球面-圆筒结构固定于车床，对半球面-圆筒结构的内外表面、通孔以及类圆柱体进行精加工和打磨，使壁面光滑，并保持半球面结构的内球面半径与圆筒结构的内筒半径相等，半球面结构的外球面半径与圆筒结构的外筒半径相等，即半球面与圆筒结构壁厚相同；

S105，半球面-圆筒结构标线加工：在半球面结构和圆筒结构相接处蚀刻出圆形标线；在半球面-圆筒结构的外表面沿轴向方向均匀蚀刻出四条直线标线，该四条直线标线相交于半球面结构顶部；在圆筒结构远离半球面结构的一侧圆形表面上加工出限位槽，该半球面-圆筒结构即为用于辐射计量的均匀厚度固体水模。

8.如权利要求7所述的用于辐射计量的均匀厚度固体水模的制作方法，其特征是：还包括如下步骤，

S106，重复步骤S101～S105制作不同规格的半球面-圆筒结构；

S107，将两个以上不同规格的均匀厚度的半球面-圆筒结构的相邻规格半球面-圆筒结构紧密嵌套，形成整体厚度均匀后的用于辐射计量的均匀厚度固体水模；

在步骤S105中使用激光蚀刻或化学蚀刻法制作圆形标线和直线标线。

9.如权利要求2-6任一项所述的用于辐射计量的均匀厚度固体水模的制作方法，其特征是：包括如下步骤，

S101，在3D打印软件中建立半球面-圆筒结构模型：所述半球面-圆筒结构模型包括半球面结构和圆筒结构，半球面结构的内球面半径与圆筒结构的内筒半径相等，半球面结构的外球面半径与圆筒结构的外筒半径相等，半球面结构和圆筒结构固定连接且半球面结构的内球面球心与圆筒结构的内筒端面圆心重合；

S102，3D打印半球面-圆筒结构：根据3D打印软件中建立的半球面-圆筒结构模型，打印出半球面-圆筒结构的固体水模初坯，形成半球面-圆筒结构；

S103，半球面-圆筒结构粗加工：在半球面结构的顶部上钻一个通孔，使用与略小于该通孔直径的模具制作填充该通孔的类圆柱体，以使得该类圆柱体能够平滑填充于该通孔内；在固体水模初坯远离半球面结构的一端切出垂直于圆筒结构轴线的端面，并在该端面上钻固定孔；

S104，半球面-圆筒结构细加工：通过固定孔将粗加工后的半球面-圆筒结构固定于车床，对半球面-圆筒结构的内外表面、通孔以及类圆柱体进行精加工和打磨，使壁面光滑，并保持半球面结构的内球面半径与圆筒结构的内筒半径相等，半球面结构的外球面半径与圆筒结构的外筒半径相等，即半球面与圆筒结构壁厚相同；

S105，半球面-圆筒结构标线加工：在半球面结构和圆筒结构相接处蚀刻出圆形标线；在半球面-圆筒结构的外表面沿轴向方向均匀蚀刻出四条直线标线，该四条直线标线相交于半球面结构顶部；在圆筒结构远离半球面结构的一侧圆形表面上加工出限位槽，该半球面-圆筒结构即为用于辐射计量的均匀厚度固体水模。

10.如权利要求9所述的用于辐射计量的均匀厚度固体水模的制作方法，其特征是：还包括如下步骤，

S106，重复步骤S101～S105制作不同规格的半球面-圆筒结构；

S107，将两个以上不同规格的均匀厚度的半球面-圆筒结构的相邻规格半球面-圆筒结构紧密嵌套，形成整体厚度均匀后的用于辐射计量的均匀厚度固体水模；

在步骤S105中使用激光蚀刻或化学蚀刻法制作圆形标线和直线标线。