摘要
目的 驗(yàn)證和探討4種常用輻射檢測儀器（6150AD6+6150AD-b型劑量儀、FH40G+FHZ672E-10型劑量儀、451P型電離室劑量儀和AT1123型劑量儀）的時(shí)間響應(yīng)修正方法。
方法 在X射線照射持續(xù)時(shí)間為500、200、100和50 ms情況下，記錄儀器顯示周圍劑量當(dāng)量率；根據(jù)電阻R和電容C串聯(lián)電路（RC電路）的時(shí)間響應(yīng)修正公式對數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間響應(yīng)修正。
結(jié)果 AT1123型劑量儀測量值與照射持續(xù)時(shí)間沒有相關(guān)性，其他3種劑量儀測量值隨照射時(shí)間變化明顯。
結(jié)論 AT1123型劑量儀測量值可以不進(jìn)行時(shí)間響應(yīng)修正，其他3種劑量儀測量值可通過時(shí)間響應(yīng)修正公式進(jìn)行修正。源PDF下載鏈接
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輻射防護(hù)檢測中經(jīng)常需要檢測射線照射持續(xù)時(shí)間短（ms - s的量級，甚至ns - ms量級）的X射線裝置所在工作場所。療診斷中的計(jì)算機(jī)X射線攝影（CR）和數(shù)字X射線攝影（DR）以及介入放射學(xué)使用的射線裝置在攝影模式時(shí)單次照射時(shí)間在ms - s量級，工業(yè)應(yīng)用中的脈沖X射線機(jī)的單次照射時(shí)間甚至可達(dá)ns - ms量級。為了得到準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，在射線照射持續(xù)時(shí)間短的情況下進(jìn)行檢測，應(yīng)選擇響應(yīng)時(shí)間小于射線照射時(shí)間的儀器，否則需要對儀器測量值進(jìn)行響應(yīng)修正。按照經(jīng)典的電子學(xué)理論，對于電阻R和電容C組成的串聯(lián)電路（RC電路）有時(shí)間響應(yīng)的修正公式,電離室型儀表測量結(jié)果經(jīng)修正后才能用于判斷被檢測工作場所的輻射水平是否滿足國關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。目前,輻射檢測儀器時(shí)間響應(yīng)修正方法尚無定論,因此對輻射檢測儀器時(shí)間的研究非常必要。本研究使用輻射防護(hù)檢測中用的4種類型檢測設(shè)備,在照射持續(xù)時(shí)間為50 - 500ms的情形下進(jìn)行測量,并使用時(shí)間響應(yīng)修正公式對儀器測量值進(jìn)行修正及探討,將有助于推動(dòng)常用輻射檢測儀器時(shí)間響應(yīng)修正方法的合理應(yīng)用。
材料與方法
1.測量對象:4種類型的劑量儀分別為德國Automess公司生產(chǎn)的6150AD6+6150AD-b型劑量儀、美國Thermo公司生產(chǎn)的FH40G+FHZ672E-10型劑量儀、美國Fluke公司生產(chǎn)的451P型電離室劑量儀和白俄羅斯ATOMTEX生產(chǎn)的AT1123型劑量儀。
2.儀器:美國GE公司生產(chǎn)的Brio型用X射線攝影設(shè)備。
3.測量方法:X射線機(jī)工作電壓80kV,電流200mA,照射持續(xù)時(shí)間分別設(shè)置為500、200、100和50ms,照射后記錄防護(hù)門外30cm處各劑量儀顯示的周圍劑量當(dāng)量率*大值,該值乘以儀器校準(zhǔn)因子得到測量的周圍劑量當(dāng)量率。對于電離室型劑量儀,其RC電路時(shí)間修正公式為：
D（t）=h(1-e-t/τ)
式中,D(t)為t時(shí)刻儀器測量的周圍劑量當(dāng)量率,μSv/h;h為輻射場所實(shí)際的周圍劑量當(dāng)量率,μSv/h;t為時(shí)間,s;τ為RC電路的時(shí)間常數(shù),s,儀器響應(yīng)時(shí)間為2.197τ。
4.質(zhì)量控制:4種類型的劑量儀均經(jīng)過中國計(jì)量科學(xué)研究院的檢定或校準(zhǔn),測量時(shí)均在檢定或校準(zhǔn)的有效期內(nèi)。
結(jié)果
1.AT1123型劑量儀:AT1123型劑量儀在短時(shí)間測量模式下(>30ms)測量值隨著照射持續(xù)時(shí)間的變化見表1。相同照射時(shí)間條件下多次測量時(shí),各樣本相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均<13%。對50~500ms測量的所有9個(gè)測量值,樣本相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均<10%。本次測量是在AT1123型劑量儀選擇短時(shí)間測量模式下進(jìn)行的,儀器測量值與照射持續(xù)時(shí)間沒有相關(guān)性,其測量結(jié)果可以不進(jìn)行時(shí)間響應(yīng)修正,這與儀器說明書是一致的。
2.451P型電離室劑量儀、6150AD6+6150AD-b型劑量儀和FH40G+FHZ672E-10型劑量儀:3種劑量儀測量值列于表2~4,表中數(shù)據(jù)已扣除本底。表2中測量值變化范圍為0.47~5.07μSv/h,表3中測量值變化范圍為0.53~5.20μSv/h,表4中測量值變化范圍為0.64~7.76μSv/h,這3種設(shè)備的測量值隨照射持續(xù)時(shí)間變化明顯,同一儀器不同照射時(shí)間時(shí),其測量值差別可達(dá)一個(gè)量級;與ATl123的顯示平均值比較差別接近兩個(gè)量級。但相同照射時(shí)間條件下多次測量時(shí),樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差較小相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均<10%。
3.時(shí)于間響應(yīng)修正結(jié)果:選取AT1123型照射持續(xù)時(shí)間*長(500ms)的測量值(41.4μSv/h)作為
公式(1)中輻射場所實(shí)際的周圍劑量當(dāng)量率h的值;需要指出6150AD6+6150AD-b型劑量儀和FH40G+FHZ672E-10型劑量儀為塑料閃爍體型探測,本研究也使用公式(1)進(jìn)行修正,探索其可行性。對451P型電離室劑量儀、6150AD6+6150AD-b型劑量儀和FH40G+FHZ672E-10型劑量儀同時(shí)選500ms時(shí)測量值(5.07、5.20和7.76μSv/h)分別作為D(τ)代入公式(1),可以求出τ,分別為3.82、3.72和2.41s。然后使用計(jì)算得到的τ值和公式(1)對儀器測量值進(jìn)行修正,修正值列于表5。從表5可以看出,3種劑量儀的修正值與h值
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表1不同照射時(shí)間AT1123型劑量儀測量的周圍劑量當(dāng)量率(μSv/h)
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照射時(shí)間（ms）
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*次
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第2次
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第3次
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平均值
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標(biāo)準(zhǔn)偏差
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500
|
41.4
|
—
|
—
|
41.4
|
—
|
|
200
|
45.1
|
45.1
|
46.0
|
45.3
|
0.99
|
|
100
|
41.4
|
49.7
|
—
|
45.5
|
5.85
|
|
50
|
35.9
|
44.2
|
46.0
|
42.0
|
5.39
|
|
注：“—”表示未測量,數(shù)據(jù)已扣除本底,本底平均值為0.10uSv/h。為劑量儀顯示值乘以校準(zhǔn)因子
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表2不同照射時(shí)間451P型電離室劑量儀測量的周圍劑量當(dāng)量率(μSv/h)
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照射時(shí)間（ms）
|
*組
|
第2組
|
第3組
|
平均值
|
標(biāo)準(zhǔn)偏差
|
|
500
|
5.07
|
—
|
—
|
5.07
|
—
|
|
200
|
1.99
|
2.12
|
2.01
|
2.04
|
0.07
|
|
100
|
0.98
|
1.06
|
—
|
1.02
|
0.06
|
|
50
|
0.55
|
0.55
|
0.47
|
0.53
|
0.05
|
|
注:“—”表示未測量,數(shù)據(jù)已扣除本底,本底平均值為0.10μSv/h。為劑量儀顯示值乘以校準(zhǔn)因子
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表3不同照射時(shí)間6150AD6+6150AD-b型劑量儀測量的周圍劑量當(dāng)量率“(uSv/h)
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照射時(shí)間（ms）
|
*組
|
第2組
|
第3組
|
平均值
|
標(biāo)準(zhǔn)偏差
|
|
500
|
5.2
|
—
|
—
|
5.20
|
—
|
|
200
|
2.65
|
2.69
|
2.30
|
2.55
|
0.22
|
|
100
|
1.23
|
1.27
|
—
|
1.25
|
0.04
|
|
50
|
0.57
|
0.53
|
0.61
|
0.57
|
0.04
|
|
注:“—”表示未測量,數(shù)據(jù)已扣除本底,本底平均值為0.10μSv/h。為劑量儀顯示值乘以校準(zhǔn)因子
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表4不同照射時(shí)間FH40G+FHZ672E-10型劑量儀測量的周圍劑量當(dāng)量率(μSv/h)
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|
照射時(shí)間（ms）
|
*組
|
第2組
|
第3組
|
平均值
|
標(biāo)準(zhǔn)偏差
|
|
500
|
7.76
|
—
|
—
|
7.76
|
—
|
|
200
|
2.95
|
3.02
|
2.90
|
2.96
|
0.06
|
|
100
|
1.49
|
1.50
|
—
|
1.49
|
0.01
|
|
50
|
0.64
|
0.70
|
0.72
|
0.69
|
0.05
|
|
注:“—”表示未測量,數(shù)據(jù)已扣除本底,本底平均值為0.10μSv/h。為劑量儀顯示值乘以校準(zhǔn)因子
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表5 3種劑量儀測量不同照射時(shí)間周圍劑量當(dāng)量率的修正值
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劑量儀
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照射時(shí)間（ms）
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測量值平均值(μSv/h)
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修正值(μSv/h)
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6150AD6+6150AD-b
|
500
|
5.20
|
41.4
|
|
200
|
2.55
|
48.7
|
|
100
|
1.25
|
47.2
|
|
50
|
0.57
|
42.7
|
|
FH40G+FHZ672E-10
|
500
|
7.76
|
41.4
|
|
200
|
2.96
|
37.2
|
|
100
|
1.49
|
36.7
|
|
50
|
0.69
|
33.5
|
|
451P
|
500
|
5.07
|
41.4
|
|
200
|
2.04
|
40.0
|
|
100
|
1.02
|
39.5
|
|
50
|
0.53
|
40.5
|
|
（41.4 μSv/h）的*大偏離均<20%,修正結(jié)果接近h值。
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討論
根據(jù)以上測量和分析,針對測量情形,451P型劑量儀、6150AD6+6150AD-b型劑量儀、FH40G+FHZ672E-10型劑量儀在射線照射持續(xù)時(shí)間短的情形下的測量值是可以進(jìn)行時(shí)間響應(yīng)修正的,公式(1)中的r值可取3.82、3.72和2.41s。但根據(jù)相關(guān)研究,此時(shí)計(jì)算的r值是否與該儀器的時(shí)間常數(shù)一致,還需要進(jìn)一步討論。
另外,需要指出本次測量的輻射場較高,當(dāng)輻射水平低一個(gè)量級以上且照射時(shí)間<200ms時(shí),儀器測量值會接近本底,本底的統(tǒng)計(jì)漲落會對修正結(jié)果造成很大的影響,甚至不能進(jìn)行修正,比如實(shí)際周圍劑量當(dāng)量率為2.5μSv/h且照射時(shí)間為200ms時(shí),根據(jù)公式(1)和上面計(jì)算的r值,可推導(dǎo)出3種儀器的測量值僅為0.15、0.18和0.12μSv/h,這些值與本底值0.10μSv/h已非常接近。
本研究結(jié)果可為*職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)《放射診斷放射防護(hù)要求》的制定、修訂提供數(shù)據(jù)支持。源PDF下載鏈接
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異硫氰酸熒光素(FITC)
劑量長度乘積(DLP)
轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)
劑量體積直方圖(DVH)
腫瘤壞死因子(TNF）
