CN114442140B - 变照射野多用途辐照校准装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供变照射野多用途辐照校准装置及使用方法，包括弧形衰减器模块、可调准直模块、储源换挡散射腔模块、电机支架模块、红外测距模块、终端；低原子序数弧形衰减器模块安装于可调准直模块的出口位置，用于调整辐射场均匀性，以及过滤低能散射射线。可调准直模块包括等距升降系统和可调准直器，可调准直器安装在等距升降系统上。可调准直模块，用于将伽马辐射场约束为一个准直辐射场，可调准直模块可以根据需求改变准直度数，提供不同范围照射野。本发明通过在准直器内部增加一个钨合金快门，改变辐射场剂量值大小，可以用于校准热释光/光释光剂量计与大部分的辐射监测装置。

Description

变照射野多用途辐照校准装置及使用方法

技术领域

本发明属于辐射剂量监测设备校准技术领域，尤其涉及变照射野多用途辐照校准装置及使用方法。

背景技术

在日常辐射监测中，热释光/光释光剂量监测作为一种累积剂量监测技术，广泛用于个人与环境累积剂量的监测，它能真实反映一段时期内受变化辐射场照射而接受剂量。在我国，所有放射性从业人员均要求佩戴热释光/光释光剂量计并以1-3个月佩戴周期进行个人剂量监测。在使用过程中，热释光/光释光剂量计因为材料杂质的不均匀性或制造工艺，剂量计存在辐射响应差异，在使用前需要进行剂量计一致性筛选，测量时需要进行剂量计标定。为保证上述使用条件，我国各辐射监测单位在使用新剂量计或一段监测时间后都必须将剂量片送往标准辐照机构，严重降低了辐射监测效率，增加遗失风险。

另外，环境伽马剂量率仪等实时监测仪器，因为其时无间断监测的优点，得到大规模应用。而环境剂量率仪需要每一年定时校准，以前校准需要将监测仪器送往校准实验室的x，γ参考辐射场进行校准，对于固定式环境γ辐射剂量率仪等用于现场固定监测的仪器，往往不便于拆卸，并且送检周期过长，同时在运输过程中也可能损坏仪器。所以需要设计一种用以现场校准的辐照装置。

因此，研发一种能适用于大体积环境监测仪器，同时满足热释光剂量计等小型仪器校准的辐照装置，对环境监测，核电、核事业发展，人民辐射安全有着重要意义。

在核辐射监测过程中，常需要对监测仪器进行定时校准，保证仪器监测数据的准确性，所以构建一个已知低散射均匀辐射场是校准仪器的关键所在。就校准仪器来说，有两个校准参数是需要考虑的：

其一，对于各类型的探测器具有不同的尺寸，在校准过程中需要使用不同照射野的均匀辐射场，例如热释光剂量计和剂量率仪所需要的校准辐射场照射野差别很大。同时，对于固定式环境γ辐射剂量率仪等用于现场固定监测的仪器，往往不便于拆卸，并且送检周期过长，同时在运输过程中也可能会损坏仪器，对于这类仪器往往需要现场检测，但是受限于监测仪器所处地理条件的限制，往往无法通过改变照射距离来改变照射野的大小。

其二，对于校准不同工作场所的仪器，所需要的的辐射场强度往往不同，且差距较大，而更换放射源或多或少受到一定的辐射剂量，所以一源多用是非常有必要的。例如，个人剂量监测与环境剂量监测所用的热释光剂量计工作场所不同，在校准时所需要的辐射场也就不同。

与本发明相关的现有技术一

中国原子能科学研究院高飞等采用了GB/T12162.1-2000《用于校准剂量仪及确定其能量响应的x和γ参考辐射(第一部分：辐射特性及产生方法)》推荐的准直器设计方案，研发了一套用于现场校准的辐照装置。上海计量院的赵超基于Geant4蒙特卡洛模拟设计了一种轻便的辐射准直器，配置了曲面辐射衰减器，满足GB/T12162.1-2000对辐射场的特性要求。

现有技术一的缺点

缺点一：现有现场校准辐照装置准直器锥角固定不变，应用范围单一，在现场校准时，易受限于地形场所的限制。

缺点二：现有现场校准辐照装置提供辐射场剂量值大小变化幅度低，且多以控制照射距离和增加不同档位的衰减器来控制辐射场的大小，增加距离易受校准场所限制。另外增加在准直器外的衰减器会较大弧度增加散射射线。通过换装不同活度的源也可以改变辐射场剂量值，但是换源过程中，工作人员会受到或多或少的剂量值，同时换源会增加不可预知的风险。

缺点三：现有现场辐照校准装置应用范围单一，基本为特定仪器使用特定的辐照校准装置。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供变照射野多用途辐照校准装置及使用方法，可以解决现有设备的问题，通过在准直器内部增加一个钨合金快门，改变辐射场剂量值大小，可以校准大部分的辐射监测装置。

本发明采用如下技术方案：

变照射野多用途辐照校准装置，包括弧形衰减器模块、可调准直模块、储源换挡散射腔模块、电机支架模块、红外测距模块、终端。

弧形衰减器模块安装于可调准直模块的出口位置。可调准直模块，用于将伽马辐射场约束为一个准直辐射场，可调准直模块包括等距升降系统和可调准直器，可调准直器安装在等距升降系统上；

其中，可调准直模块的等距升降系统，由等距升降系统的栅元升降完成调节射线出射角度，平面出射角度调节范围为8度到36度。

具体的，等距升降系统，包括电机Ⅲ、套筒、栅元，电机Ⅲ的转轴上安装有齿轮，套筒根部加工有外齿，齿轮与套筒根部的外齿啮合相接，电机Ⅲ旋转带动齿轮旋转，从而带动套筒旋转。套筒内从根部到顶部安装有栅元Ⅰ-栅元Ⅶ，栅元Ⅰ固定安装在套筒根部，不产生相对运动，栅元Ⅱ-栅元Ⅶ安装在套筒内的各自的螺旋槽中，在圆柱导杆辅助下能产生相对运动。

储源换挡散射腔模块，由放射源、换挡衰减器、贮源平台、散射腔组成。

放射源释放一个4π方向的辐射场，放射源放置在贮源平台上，贮源平台放置于散射腔里。

贮源平台用于固定放射源。

散射腔内部为一个圆柱形腔体。

换挡衰减器，在不同场景辐射场应用时，对伽马射线起衰减作用；

具体地，换挡衰减器对辐射场进行换挡操作，其由厚度为3mm-20mm不等钨合金小圆片组成，换挡衰减器通过转动小圆片，将小圆片移动到可调准直模块入射口下方，通过组合多组档位，使可调射线束衰减倍数范围为2-200倍。

具体的，换挡衰减器包括两个圆盘和壳体，两个圆盘的转轴平行且均竖直固定在换挡衰减器的壳体上，两个圆盘上下相交布置，圆盘上有齿轮，通过啮合齿轮与各自的电机相接，每个圆盘上均有四个圆片，圆片材料是厚度不等的钨合金(每个圆盘上有1个通孔，其余为3个厚度不同的钨合金圆片)，圆片可以通过圆盘旋转移动到与辐射源共线，从而形成不同的厚度组合搭配。

换挡衰减器安装在散射腔上方。

电机支架模块位于储源换挡散热腔模块下方，由低转速电机、电源模块、支架，单片机组成，支架用于放置电源模块以及低转速电机，电源模块与低转速电机相连接，单片机放置在支架内，并且与电机均通过不同端口信号连接，单片机与终端信号连接。

红外测距模块，安装在可调准直器上。

进一步的是，弧形衰减器模块的材料为低原子序数材料石墨、铍中的任意一种。

进一步的是，弧形衰减器模块形状为一个弧形圆片。

进一步的是，可调准直模块材料为钨合金。

进一步的是，在可调准直器上留有螺旋孔，与热释光托盘支架连接。

进一步的是，贮源平台材料为塑料。

进一步的是，换挡衰减器材料为铅或者钨合金。

进一步的是，换挡衰减器的9h-9g为空洞设置，为0档位，转盘的两通孔重叠。

进一步的是，支架材料为不锈钢。

进一步的是，还安装有可升降支架，可升降支架与等距升降系统直接连接。

进一步的是，实验室测试校准热释光剂量计时，铅罐安装于本装置外部，铅罐尾部与储源换挡散射腔模块相连接，热释光托盘通过可调螺杆与可调准直模块连接。可调准直模块上方有四个螺纹孔，安装可调螺杆，可调螺杆上方与热释光托盘相连。

变照射野多用途辐照校准装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤1.根据待测仪器的地理位置，选择好测量位置，安装可升降支架；

步骤2.红外测距模块通过测量，将待校准仪器距离发送到终端，终端接收输入照射野半径L；

步骤3.终端经过处理，通过将信号传输至单片机，单片机控制相应电机转动，使可调准直模块开始调整度数，储源换挡散射腔模块通过转动调整档位大小，然后开始校准；

具体的是，红外测距模块测量到的准直距离r,距离r被终端接收，终端接收到信号通过如下处理：

仪器尺寸半径为D,所需辐射场照射野半径为L，L略大于D，红外测距距离为r,则放射源中心到照射野边缘距离r′为：

根据剂量率公式即可求得辐射场中心位置与照射野边缘剂量值

即可求得该辐射场的均匀性

其中A为活度，Γ_Ka为比释动能常数，K_a为空气比释动能率，K′_a为照射野边缘空气比释动能，r为放射源到照射野的距离，η为辐射场的均匀性；

考虑到理论值与实验值差别，在这里将均匀度要求从国标要求的95％，提高到96％。

根据公式看出剂量率的差异主要是由距离引起的，根据射线衰减公式(2-5)，通过安装弧形衰减器可以对其修正，提升照射野内均匀性。

其中μ为弧形衰减器的衰减系数，

为弧形衰减器校准后的空气比释动能；

终端根据所需要的辐射剂量值大小、照射野最小半径、校准距离，计算辐照参数，并发送至装置单片机，单片机通过控制不同电机，调整准直模块射线出射度数，储源换挡散射腔模块通过转动调整档位大小，再匹配对应的弧形衰减器，实现符合国标的标准辐射场。

本发明的有益效果：

1.本发明参考GB/T12162.1-2000《用于校准剂量仪和剂量率仪及确定其能量响应的x和γ参考辐射(第一部分：辐射特性及产生方法)》、GB/T7568-2019γ辐照装置设计建造和使用规范以及JJG 1059-2010个人与环境监测用x、γ辐射热释光剂量计、GBT10264-2014个人和环境检测用热释光剂量测量系统、用于校准剂量仪和剂量率仪及确定其能量响应的x和γ参考辐射GB/T12162.3-2004第3部分场所剂量仪和个人剂量计的校准及其能量响应和角响应的测定等国家标准，参考相关法律法规，充分考虑工作人员辐射安全，仪器校准精确度，以及便携性等问题，同时考虑到不同尺寸，不同类型的伽马辐射监测仪器，设计了本装置。

2.综合考虑了现场校准时地理环境给校准带来的不确定性，尤其是校准距离不够的情况下，发明了可调的准直器模块，极大的改善了现场校准时地理环境带来的影响。

3.充分考虑了装填源时，工作人员的辐射安全性，以及装填源时带来的其他安全问题，内置了一个可调多档位的衰减器，实现一源多用。通过调档，可以胜任绝大多数的仪器校准。同时内置衰减器可以很好解决因为衰减器带来的射线散射问题。

4.参考国标，利用带有栅元的可调准直模块对射线进行限束，可以很好的减少装置带来的散射问题。在准直器外加上低原子序数的弧形衰减器，可以有效减少从准直器射出的低能伽马射线，减少低能散射。

5.装置充分考虑到实验室校准热释光剂量计的需求，采用蒙特卡洛方法模拟，配套了热释光托板等配件。在铅罐(或者其他低本底条件下)，可以校准热释光剂量计。

6.综合应用剂量学，机械技术、传感器、单片机、编程等综合学科的技术，实现了γ辐照装置校准时的远程操作，充分保护工作人员的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2(a)为本发明的换挡衰减器俯视示意图；

图2(b)为本发明的换挡衰减器的侧视图；

图2(c)为拆掉外壳后的换挡衰减器的转盘结构示意图；

图3为均匀度算法示意图；

图4为无衰减器照射野均匀度参考图；

图5为加衰减器示意图；

图6为加衰减器照射野均匀度示意图；

图7为现场校准时本发明的安装结构示意图；

图8(a)为可调准直模块中等距升降系统结构示意图；

图8(b)为等距升降系统中套筒和栅元安装结构示意图；

图8(c)为等距升降系统中栅元结构示意图；

图9为实验室热释光校准示意图；

图10(a)为可调准直模块锥角为8度时的状态结构示意图；

图10(b)为可调准直模块锥角为17度时的状态结构示意图。

图中：1-弧形衰减器模块、2-可调准直器、3-散射腔、4-电源模块、5-低转速电机、6-放射源、7-支架、8-贮源平台、9-换挡衰减器、10-等距升降系统、11-红外测距模块、12-热释光托盘、13-可调螺杆、14-铅罐、15-可升降支架、16-终端、17-待校准仪器；

100-电机Ⅲ、101-外齿轮、102-套筒、103-栅元Ⅰ、104-栅元Ⅱ、105-栅元Ⅲ、106-栅元Ⅳ、107-栅元Ⅴ、108-栅元Ⅵ、109-栅元Ⅶ、1010-圆柱导杆；

901-热释光托盘、902-圆盘、903-电机Ⅰ、904-电机Ⅱ、9021-转轴、9022-外齿。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的变照射野多用途辐照校准装置，包括弧形衰减器模块1、可调准直模块、储源换挡散射腔模块、电机支架模块、红外测距模块11、终端16。

储源换挡散射腔模块由放射源6、换挡衰减器9、贮源平台8、散射腔3组成。放射源6为一个方向为4π的辐射场，放射源6放置在贮源平台8上，贮源平台8放置于散射腔3里，放射源6拟采用¹³⁷Cs。

贮源平台8材料为塑料，用于固定放射源6。

散射腔3内部为一个圆柱形腔体，主要提供辐射屏蔽，贮源，换挡，减少散射的作用。换挡衰减器9材料为铅或者钨合金，主要作用是在不同场景辐射场应用时，对伽马射线起衰减作用，对辐射场进行换挡操作。由厚度为3mm-20mm不等钨合金小圆片组成。换挡衰减器9安装在散射腔3内部。

在本模块中，换挡衰减器9可通过转动小圆片，将小圆片移动到可调准直模块入射口下方，通过组合共10余组档位，其中9h-9g为空洞设置，为0档位。可调射线束衰减倍数范围为2-200倍，如下表1所示：

表1.换挡衰减器档位组合关系表：

档位	衰减倍数	衰减器厚度(cm)	组合档位
				0	0	0	9h-9g
1	1.5	0.3	9b-9g
				2	2	0.5	9a-9g
3	5	1.0	9c-9g
				4	8	1.3	9b-9d
5	10	1.5	9a-9d
				6	20	1.8	9c-9e
7	30	2.0	9c-9d
				8	40	2.3	9b-9f
9	50	2.5	9a-9f
				10	200	3.0	9c-9f

如图2(a)-图2(c)，换挡衰减器9包括两个圆盘902和壳体901，两个圆盘902的转轴9021平行且均竖直固定在换挡衰减器的壳体901上，两个圆盘902上下相交布置，圆盘902外沿上有齿轮9022，通过啮合齿轮与各自的电机(电机Ⅰ903、电机Ⅱ904)相接，每个圆盘902上均有四个圆片，圆片材料是厚度不等的钨合金(每个圆盘上有1个通孔，其余为3个厚度不同的钨合金圆片)，圆片可以通过圆盘902旋转移动到与辐射源共线，从而形成不同的厚度组合搭配，即根据需要调节相应的档位，实现厚度不同的钨合金圆片的搭配。换挡衰减器9安装在散射腔3上方，具体是散射腔3具有环形凹槽，换挡衰减器的壳体901安装在凹槽内。

可调准直模块包括等距升降系统10和可调准直器2，主要将伽马辐射场约束为一个准直辐射场，材料为钨合金。主要作用为减少散射，屏蔽射线，提高准直场均匀性。

可调准直模块和储源换挡散射腔模块通过楔子直接连接。

如图10(a)-图10(b)，可调准直模块的等距升降系统10，用于度数调节由栅元升降完成。度数可调范围为8度到36度。

等距升降系统10，包括电机Ⅲ100、套筒102、栅元，电机Ⅲ100的转轴上安装有齿轮(外齿轮101)，套筒102根部加工有外齿，齿轮(外齿轮101)与套筒102根部的外齿啮合相接，电机Ⅲ100旋转带动齿轮旋转，从而带动套筒102旋转。套筒102内从根部到顶部安装有栅元Ⅰ103-栅元Ⅶ109(栅元Ⅰ103、栅元Ⅱ104、栅元Ⅲ105、栅元Ⅳ106、栅元Ⅴ107、栅元Ⅵ108、栅元Ⅶ109)，栅元Ⅰ103固定安装在套筒102根部，不产生相对运动，栅元Ⅱ104-栅元Ⅶ109(栅元Ⅱ104、栅元Ⅲ105、栅元Ⅳ106、栅元Ⅴ107、栅元Ⅵ108、栅元Ⅶ109)安装在套筒102内的各自的螺旋槽中。

当旋转套筒102时(调整可调准直模块的锥角时)，利用圆柱导杆1010插入栅元Ⅱ104-栅元Ⅶ109中，由于套筒102与栅元的螺旋结构以及圆柱导杆101的存在，栅元Ⅱ104-栅元Ⅶ108只能上下运动，如图8(a)-8(c)。

圆柱导杆1010为安装在套筒102上，可拆卸，其作用为阻止栅元与套筒102一起运动。

栅元螺旋角计算公式：β＝tan(h/πd)

参数：

栅元厚度10mm，栅元外径d＝100mm,套筒高度190mm。

栅元最小间隙5.8985mm，最大间隙20mm，换挡衰减器调整如下表2所示。

表2换挡衰减器调整表：

电机支架模块安装在储源换挡散射腔模块的下方，由低转速电机5、电源模块4、支架7组成。低转速电机5作用是修正源项可能存在不均匀的情况。支架7材料为不锈钢，用于放置电源模块4以及低转速电机5，同时在个别应用场景下亦可提供支撑整个装置的作用。

支架7内部还放置有单片机，单片机并且与电机(低转速电机5、电机Ⅰ903、电机Ⅱ904、电机Ⅲ100)均通过不同端口信号连接，单片机与手机终端16信号连接，具体是单片机通过增设的蓝牙模块与手机终端相连。

支架7与储源换挡散射腔模块的贮源平台8的连接方式为螺杆连接。

电源模块4为所有电机(低转速电机5、电机Ⅰ903、电机Ⅱ904、电机Ⅲ100)提供动力。

弧形衰减器模块1，材料为低原子序数材料石墨、铍。弧形衰减器模块1形状为一个弧形圆片，主要作用是调整辐射场均匀性，以及过滤由可调准直模块射出的低能伽马射线。

弧形衰减器模块1直接放置于可调准直器2正上方，可调准直器2上方有一个卡口，可固定弧形衰减器模块1。

红外测距模块11，主要作用是测量本装置与待校准仪器17的距离，为可调准直模块度数调整提供数据。红外测距模块11安装在可调准直模块的侧面。

进一步的是，还安装有可升降支架15，可升降支架15与等距升降系统10直接连接，主要提供径向高度，如图7所示。

进一步的是，校准热释光剂量计时，可根据实验室已有设备选择一个铅罐14，或者其他低本底装置，安装好热释光托盘12，以及可升降支架15，调整好距离，即可以开始测量(需要进行本底测量)。铅罐14安装于本装置外部，铅罐14尾部与储源换挡散射腔模块相连接，热释光托盘12通过可调螺杆13与可调准直模块连接。可调准直模块上方有四个螺纹孔，可以安装可调螺杆13，可调螺杆13上方与热释光托盘12相连，如图9所示。

工作流程：

如图7所示，在对待校准辐射仪器17进行校准时，先根据待校准辐射仪器17的地理位置，安装固定可升降支架15，再安装上本装置，将装置上升到适当高度，红外测距模块11开始测量准直距离r,距离r被手机终端16接收，手机终端16接收到信号通过如下处理：

假设仪器尺寸半径为D,所需辐射场照射野半径为L，L略大于D，红外测距距离为r,则放射源中心到照射野边缘距离r′为

根据剂量率公式即可求得辐射场中心位置与照射野边缘剂量值

即可求得该辐射场的均匀性

其中A为活度，

为比释动能常数，K_a为空气比释动能率，K′_a为照射野边缘空气比释动能，r为放射源到照射野的距离，η为辐射场的均匀性；

考虑到理论值与实验值差别，在这里将均匀度要求从国标要求的95％，提高到96％。

如图5-6所示，根据公式可看出剂量率的差异主要是由距离引起的，根据射线衰减公式(2-5)，通过安装弧形衰减器1可以对其修正，提升照射野内均匀性。

其中A为活度，

为比释动能常数，r为放射源到照射野的距离，μ为弧形衰减器的衰减系数，

为弧形衰减器校准后的空气比释动能，x为弧形衰减器的厚度。

手机终端16经过运算得到所需照射野半径，以及所需要的辐射剂量值大小，通过手机终端16发送至单片机，单片机通过控制不同电机，可调准直模块开始调整度数，储源换挡散射腔模块通过转动调整档位大小，然后开始校准。

可调准直模块度数是根据现场情况调整的，在终端16得到准直距离，以及照射野半径，就可以得到准直度数。

具体的，假如采用10¹⁰Bq的¹³⁷Cs标准源，¹³⁷Cs空气比释动能率常数为0.079uGy·h^-1·m²·MBq^-1。根据公式(2-2)以及公式(2-5)得到参考辐射场空气比释动能率(uGy/h)。

根据待校准仪器17所需剂量值大小，以及受照射距离，选择换挡衰减器9的档位，如下表3所示。

表3衰减倍数与换挡衰减器关系表：

储源换挡散射腔模块换挡是根据放射源6活度，以及辐射场所需剂量值大小来决定的。

假如在实际测量过程中，待校准仪器17的直径为50cm,辐照装置(本装置)提供一个直径为60cm的照射野,如果待校准仪器17所在场所可提供3米的照射距离(可调准直器2调整距离以场所提供最大距离优先)，那么根据θ＝acctan(L/r)即可以得到所需要可调准直器2度数为12度，如果场所环境有所限制，提供照射距离仅为2米，那么可调准直器2度数将会调整为18度。提供照射距离为1米时，可调准直器2角度将会调整为34度。下表是不同度数准直器在不同距离下的照射野半径，如下表4所示。

表4不同度数准直器在不同距离下的照射野半径关系表：

根据待测仪器尺寸大小以及照射距离，参考上表既可通过终端调整可调准直模块度数。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.变照射野多用途辐照校准装置，其特征在于，包括弧形衰减器模块、可调准直模块、储源换挡散射腔模块、电机支架模块、红外测距模块、终端；

弧形衰减器模块安装于可调准直模块的出口位置，可调准直模块，用于将伽马辐射场约束为一个准直辐射场，可调准直模块包括等距升降系统和可调准直器，可调准直器安装在等距升降系统上；

其中，可调准直模块的等距升降系统有栅元，由栅元升降完成调节射线出射角度，使平面出射角度调节范围为8度到36度；

等距升降系统，包括电机Ⅲ、套筒、栅元，电机Ⅲ的转轴上安装有齿轮，套筒根部加工有外齿，齿轮与套筒根部的外齿啮合相接，电机Ⅲ旋转带动齿轮旋转，从而带动套筒旋转，套筒内从根部到顶部安装有栅元Ⅰ-栅元Ⅶ，栅元Ⅰ固定安装在套筒根部，栅元Ⅱ-栅元Ⅶ安装在套筒内的各自的螺旋槽中，在圆柱导杆辅助下能产生相对运动；

储源换挡散射腔模块，由放射源、换挡衰减器、贮源平台、散射腔组成，放射源释放一个4π方向的辐射场，放射源放置在贮源平台上，贮源平台放置于散射腔里，散射腔内部为一个圆柱形腔体；

换挡衰减器，换挡衰减器包括两个圆盘和壳体，两个圆盘的转轴平行且均竖直固定在换挡衰减器的壳体上，两个圆盘上下相交布置，圆盘上有齿轮，通过啮合齿轮与各自的电机相接，每个圆盘上有1个通孔，其余为3个厚度不同的钨合金圆片，圆片通过圆盘旋转移动到与辐射源共线，从而形成不同的厚度组合搭配换挡衰减器安装在散射腔上方；

电机支架模块位于储源换挡散射腔模块下方，由低转速电机、电源模块、支架、单片机组成，支架用于放置电源模块、单片机、低转速电机，电源模块与低转速电机、单片机相连接，单片机并且与低转速电机连接，单片机与终端信号连接；

红外测距模块，安装在可调准直器上。

2.根据权利要求1所述的变照射野多用途辐照校准装置，其特征在于，弧形衰减器模块的材料为石墨、铍中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的变照射野多用途辐照校准装置，其特征在于，弧形衰减器模块形状为一个弧形圆片。

4.根据权利要求1所述的变照射野多用途辐照校准装置，其特征在于，可调准直模块材料为钨合金。

5.根据权利要求1所述的变照射野多用途辐照校准装置，其特征在于，贮源平台材料为塑料。

6.根据权利要求1所述的变照射野多用途辐照校准装置，其特征在于，换挡衰减器材料为铅或者钨合金。

7.根据权利要求1所述的变照射野多用途辐照校准装置，其特征在于，支架材料为不锈钢。

8.根据权利要求1所述的变照射野多用途辐照校准装置，其特征在于，还安装有可升降支架，可升降支架与等距升降系统直接连接。

9.根据权利要求1所述的变照射野多用途辐照校准装置，其特征在于，实验室测试校准热释光剂量计时，铅罐尾部与储源换挡散射腔模块相连接，可调准直模块上方有四个螺纹孔，安装可调螺杆，可调螺杆上方与热释光托盘相连。

10.一种如权利要求1所述的变照射野多用途辐照校准装置的使用方法，其特征在于：

步骤1.根据待测仪器的地理位置，选择好测量位置，安装可升降支架；

步骤2.红外测距模块通过测量，将待校准仪器距离发送到终端，终端接收输入照射野半径L；

步骤3.终端经过处理，通过将信号传输至单片机，单片机通过控制相应电机，使可调准直模块开始调整度数，储源换挡散射腔模块通过转动调整档位大小，然后开始校准；

具体的是，红外测距模块测量到准直距离r,并将距离r传输至终端接收，终端接收到信号通过如下处理：

待校准仪器尺寸半径为D,所需辐射场照射野半径为L，L略大于D，红外测距距离为r,则放射源中心到照射野边缘距离r′为：

根据剂量率公式求得辐射场中心位置与照射野边缘剂量值

求得该辐射场的均匀性

其中A为活度，

为比释动能常数，K_a为空气比释动能率，K′_a为照射野边缘空气比释动能，r为放射源到照射野的距离，η为辐射场的均匀性；

考虑到理论值与实验值差别，在这里将均匀度要求从国标要求的95％，提高到96％；

根据公式看出剂量率的差异主要是由参考点不同照射距离引起的，根据射线衰减公式(2-5)，通过安装弧形衰减器对其修正，提升照射野内均匀性：

其中μ为弧形衰减器的衰减系数，

为弧形衰减器校准后的空气比释动能；

终端根据所需要的辐射剂量值大小、照射野最小半径、校准距离，计算辐照参数，并发送至装置单片机，单片机通过控制不同电机，调整准直模块射线出射度数，储源换挡散射腔模块通过转动调整档位大小，再匹配对应的弧形衰减器，实现符合国标的标准辐射场，国标为GB/T12162.1-2000。

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