屈冰冰 趙瑞 吳金杰 魯平周 李夢(mèng)宇 李婷 馬英杰

摘 要：輻射劑量?jī)x表的準(zhǔn)確測(cè)量是開(kāi)展輻射防護(hù)工作的重要保障，根據(jù)ICRU 中規(guī)定的實(shí)用量要求，需要在特定的參考輻射場(chǎng)中對(duì)其進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。參考ISO 4037-1：2019，建立250～500 kV X 射線窄譜系列參考輻射質(zhì)，對(duì)所建輻射場(chǎng)的均勻性以及相應(yīng)輻射質(zhì)下的能譜進(jìn)行研究。將由EGSnrc 模擬的X 射線能譜得到所建輻射質(zhì)下的平均能量、分辨率以及實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的半值層值與ISO 標(biāo)準(zhǔn)推薦值進(jìn)行比較，結(jié)果均滿足規(guī)范要求，表明新建輻射質(zhì)準(zhǔn)確可靠。利用A5 電離室對(duì)新建輻射場(chǎng)中的空氣比釋動(dòng)能進(jìn)行測(cè)量，再根據(jù)X 射線能譜信息計(jì)算得到的空氣比釋動(dòng)能到劑量當(dāng)量的轉(zhuǎn)換系數(shù)，實(shí)現(xiàn)空氣比釋動(dòng)能到周圍劑量當(dāng)量和個(gè)人劑量當(dāng)量的轉(zhuǎn)換，從而為各類輻射劑量?jī)x表在該高能段的能量響應(yīng)評(píng)價(jià)提供了測(cè)量條件，保證了量值的準(zhǔn)確與可靠。

關(guān)鍵詞：X 射線;窄譜輻射質(zhì);空氣比釋動(dòng)能;劑量當(dāng)量;轉(zhuǎn)換系數(shù)

中圖分類號(hào)：TL72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

為保證X、γ 輻射劑量?jī)x表測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠，需要定期在標(biāo)準(zhǔn)輻射場(chǎng)中對(duì)其進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)[1] 。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）推薦的ISO 4037 標(biāo)準(zhǔn)體系文件是建立輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)輻射場(chǎng)的重要依據(jù)，ISO 在1996 年第一次發(fā)布了此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，并于2019 年更新發(fā)布了ISO 4037-1：2019，其中窄譜輻射質(zhì)的最高管電壓在原來(lái)300 kV 的基礎(chǔ)上增加到400 kV[2] 。目前，國(guó)際上一些計(jì)量實(shí)驗(yàn)室根據(jù)ISO 4037 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范均已建立了相應(yīng)X 射線輻射防護(hù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)裝置，并開(kāi)展輻射防護(hù)儀表的量值傳遞工作，其中德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院和日本國(guó)家計(jì)量院已建立窄譜系列輻射質(zhì)的最高管電壓分別為400 kV[3] 和450 kV[4] ，其他大部分國(guó)家（如美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等） 的最高管電壓為300kV[5] 。我國(guó)用于計(jì)量器具測(cè)試、檢定和校準(zhǔn)的X射線窄譜參考輻射質(zhì)的最高管電壓為300 kV（249. 4 keV），在更高光子能量范圍內(nèi)對(duì)X、γ 輻射劑量?jī)x表的測(cè)試、檢定和校準(zhǔn)，則需要參考平均能量為662 keV 和1 250 keV 的60 Co 和137 Cs γ 射線輻射場(chǎng)，這就形成了X 射線和γ 射線輻射場(chǎng)中249. 4～662 keV 之間的能量空白[6] 。為了更好的評(píng)價(jià)輻射劑量?jī)x表在高能量段的響應(yīng)特性，建立250～500 kV 高能X 射線基準(zhǔn)裝置以及完成劑量率的測(cè)量對(duì)我國(guó)計(jì)量體系的發(fā)展具有重要意義。

本文主要建立250 ～ 500 kV X 射線窄譜參考輻射質(zhì)，并完成相應(yīng)輻射質(zhì)下的空氣比釋動(dòng)能測(cè)量，以及利用轉(zhuǎn)換系數(shù)實(shí)現(xiàn)空氣比釋動(dòng)能到周圍劑量當(dāng)量和個(gè)人劑量當(dāng)量的轉(zhuǎn)換。

1 參考輻射質(zhì)建立的方法與原理

1. 1 X 射線標(biāo)準(zhǔn)輻射裝置

250～500 kV X 射線標(biāo)準(zhǔn)輻射裝置以YXLONMGC41 型X 光機(jī)作為輻射源，X 射線管型號(hào)為MXR-601HP / 11，陽(yáng)極靶材為鎢，靶傾角為11°，輸出窗口為5 mm 的鈹。產(chǎn)生的X 射線通過(guò)限束光闌等，在參考平面內(nèi)獲得能完全覆蓋輻射劑量?jī)x表有效測(cè)量體積的均勻輻射野，并通過(guò)添加合適的過(guò)濾片可獲得滿足ISO 相應(yīng)要求的輻射質(zhì)，輻射裝置示意圖如圖1 所示[7] 。