Способ определения энергетической зависимости чувствительности измерителя мощности дозы (дозы) гамма-излучения

Изобретение относится к области проведения испытаний дозиметрических приборов по определению энергетической зависимости чувствительности при измерениях мощности дозы (дозы) гамма-излучения. Для получения гамма-излучения с энергиями в актуальном диапазоне величин предложено использовать комптоновское рассеяние на металлическом экране узкого пучка моноэнергетических гамма-квантов одного радионуклидного источника. Наибольший выход рассеянных гамма-квантов в области низких энергий достигается за счет использования экрана из легких металлов. Получение пучка, содержащего гамма-кванты практически одинаковой энергии, отличной от энергии первичного излучения, осуществляется за счет применения коллиматора. Изменение энергии гамма-квантов в пучке достигается за счет изменения положения коллиматора относительно рассеивающего экрана. При проведении измерений осуществляется аттестация контрольных точек как по энергиям гамма-излучения с использованием спектрометра, так и по мощности дозы с использованием образцового измерителя мощности дозы гамма-излучения. Предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность определения энергетической зависимости чувствительности и снизить стоимость необходимого для проведения испытаний оборудования и материалов. Следствием этого является повышение достоверности результатов контроля радиационной обстановки и обоснованности принимаемых решений по обеспечению радиационной безопасности. 3 ил.

 

Изобретение относится к области проведения испытаний дозиметрических приборов, а именно к разработке способа определения энергетической зависимости чувствительности (ЭЗЧ) измерителя мощности дозы (дозы) гамма-излучения с использованием одного моноэнергетического источника в актуальном диапазоне величин.

Задача определения энергетической зависимости чувствительности дозиметрических приборов является одной из важных задач при определении метрологических характеристик прибора. Проведение исследований ЭЗЧ необходимо для корректировки показаний дозиметрических приборов при работе в полях излучения с известными энергетическими спектрами гамма-квантов или оценки погрешности измерений в полях с неизвестными спектрами. Это является актуальным, поскольку состав радиоактивного загрязнения может непрерывно меняться вследствие распада одних и появления других радионуклидов. При этом будет меняться и спектр излучения, обуславливая различную точность измерения мощности дозы (дозы) в различные моменты времени в каждой фиксированной точке. В качестве примера можно указать, в частности, на то, что средняя энергия смеси осколков деления U-235 и Ри-239 изменяется во времени от 0,9 МэВ до 0,4 МэВ [Израэль Ю.А., Гамма-излучение радиоактивных выпадений [Текст]: Израэль Ю.А., Стукин Е.Д. - М: Атомиздат, 1967. - 224 с].

Важно отметить, что при измерениях внутри объектов (в том числе подвижных) происходит трансформация энергетического спектра в область более низких энергий, что также приводит к увеличению погрешности измерения мощности дозы (дозы) гамма-излучения.

Известен способ определения энергетической зависимости чувствительности с использованием набора источников ионизирующего излучения (ИИИ). Этот способ предусматривает последовательное облучение средства измерения или блока детектирования не менее чем тремя источниками ионизирующего излучения, энергия излучения которых, соответствуют минимальному, среднему и максимальному значениям диапазона энергий регистрируемых квантов исследуемого прибора [ГОСТ 27451 - 87. Средства измерения ионизирующих излучений. Общие технические требования [Текст]. - Введ. 1989-01-01.-М: Изд-во стандартов, 1988., ГОСТ 25935 - 83. Методы измерения основных параметров. [Текст]. - Введ. 1985-01-01.- М.: Изд-во стандартов, 1984.]. Основной особенностью данного способа является наличие определенного количества ИИИ, причем для приборов с разными диапазонами регистрируемых энергий должен быть свой набор источников ионизирующего излучения, обеспечивающий проведение измерений на минимальном, среднем и максимальном значениях энергетического диапазона, что обуславливает существенные затраты на приобретение, техническое обслуживание и последующую утилизацию ИИИ. Кроме того, одним из значительных недостатков данного метода является наличие большой дискретности энергий излучения применяемых изотопов (137Cs - 661 кэВ, 60Со - 1250 кэВ, 241Am - 60 кэВ).

В дополнении к указанному способу для исследования энергетической зависимости чувствительности на низких энергиях (до 200 кэВ) применяются рентгеновские установки, что приводит к необходимости содержанию и обслуживанию дополнительного дорогостоящего оборудования.

Целью изобретения является разработка способа создания полей гамма-излучения различных энергий с использованием моноэнергетического источника для определения энергетической зависимости чувствительности дозиметрических приборов.

Решение задачи изобретения достигается за счет использования эффекта комптоновского рассеяния гамма-излучения, т.е. получения излучения с заданной энергией от одного моноэнергетического источника излучения при рассеянии гамма-квантов на экране из легких металлов. Применение легких металлов в качестве рассеивающего элемента обусловлено тем, что сечение фотоэлектрического поглощения есть быстро растущая функция атомного номера, а следовательно, при увеличении атомного номера элемента возрастает вклад фотоэлектического эффекта и наблюдается снижение интенсивности рассеянного излучения (Горшков, гамма-излучение тел).

Процесс рассеяния гамма-квантов описывается выражением, имеющим следующий вид [Горшков Г.В. Проникающие излучения радиоактивных источников [Текст]/ Г.В. Горшков - Л.: Наука, 1967. - 395 с.]:

h v = 0,51 1 + 0,51 h v 0 cos ( θ ) , ( 1 )

где hv - энергия рассеянного излучения, МэВ;

hv0 - энергия первоначального излучения, МэВ;

θ - угол между направлением распространения первичного и рассеянного излучений, рад.

Из представленной формулы следует, что энергия при рассеянии гамма-квантов зависит только от первоначальной энергии и от угла рассеяния (фиг.1).

На фиг.2 приведена зависимость энергии рассеянных фотонов от угла рассеяния для наиболее широко используемых при проведении испытаний радионуклидных источников гамма-излучения на основе 137Cs.

Проведенные расчеты показывают, что с использованием источника излучения на основе 137Cs возможно создание полей гамма-излучения с энергией рассеянных фотонов в диапазоне от 661 кэВ до 180 кэВ, а при использовании источника на основе 60Со - от 1322 кэВ до 214 кэВ.

Существенной особенностью способа является возможность создавать поля гамма-излучения с разной энергией, используя единственный источник ионизирующего излучения за счет эффекта комптоновского рассеяния гамма-квантов от экрана из легких металлов. В основу способа положен алгоритм, который позволяет использовать только один радионуклидный источник моноэнергетического гамма-излучения с энергией гамма-квантов, равной верхней границы указанного диапазона энергий, при этом источник гамма-излучения помещают в стационарный коллиматор, узкий пучок первичного моноэнергетического гамма-излучения направляют на металлическую пластину, из рассеянного в прямом и обратном направлениях потока излучения с помощью подвижного коллиматора выделяют узкие пучки излучения, идущие из точки попадания первичного пучка на пластину и расположенные под углами к первичному пучку в диапазоне от 0 до 180 градусов, в каждом пучке определяют энергию гамма-квантов, измеряют мощность дозы образцовым прибором, а затем испытуемым прибором, на основе полученных результатов определяют отношения показаний испытуемого и образцового приборов при различных энергиях гамма-излучения и строят энергетическую зависимость чувствительности. Это позволит проводить исследования энергетической зависимости чувствительности в диапазоне энергий от 180 до 661 кэВ с любой дискретностью (фиг. 3).

Реализация заявленного способа «определения энергетической зависимости чувствительности измерителя мощности дозы (дозы) гамма-излучения с использованием одного моноэнергетического источника ионизирующего излучения» возможна на основе поверочной градуировочной установки с моноэнергетическим источником излучения, дополненной рассеивающим экраном.

В качестве прототипа технического устройства можно рассматривать установку УПГД-1. В указанном прототипе имеется возможность проведения исследований ЭЗЧ с использованием определенного набора источников ионизирующего излучения, которые последовательно загружаются в коллиматор для проведения измерений с заданной энергией, что существенно ограничивает возможность проведения исследований ЭЗЧ во всем энергетическом диапазоне исследуемого прибора.

Существенным отличием заявленного способа создания полей гамма- излучения различных энергий с использованием моноэнергетического источника для определения энергетической зависимости чувствительности дозиметрических приборов от способа, заложенного как в изделиях УПГД-1, так и в современных дозиметрических установках типа УДГ, является то, что он не требует набора источников ионизирующего излучения различных энергий, что устраняет основной недостаток по дискретности проведения исследований.

Предложенный способ создания полей гамма-излучения различных энергий с использованием моноэнергетического источника может быть использован для исследования характеристик дозиметрических приборов, в том числе и вновь разрабатываемых, и проведения их испытаний.

Способ определения энергетической зависимости чувствительности измерителя мощности дозы (дозы) гамма-излучения, основанный на определении отношения измеренного и действительного значений мощности дозы (дозы) при различной энергии гамма-излучения в диапазоне от 180 кэВ до 661 кэВ, при использовании источника излучения на основе цезия-137 и в диапазоне от 214 кэВ до 1322 кэВ, при использовании источника излучения на основе кобальта-60, отличающийся тем, что используется только один радионуклидный источник моноэнергетического гамма-излучения с энергией гамма-квантов, равной или большей верхней границы указанных диапазонов энергий, при этом источник гамма-излучения помещают в стационарный коллиматор, узкий пучок первичного моноэнергетического гамма-излучения направляют на металлическую пластину, из рассеянного в прямом и обратном направлениях потока излучения с помощью подвижного коллиматора выделяют узкие пучки излучения, идущие из точки попадания первичного пучка на пластину и расположенные под углами к первичному пучку в диапазоне от 0 до 180 градусов, в каждом пучке определяют энергию гамма- квантов, измеряют мощность дозы образцовым прибором, а затем испытуемым прибором, на основе полученных результатов определяют отношения показаний испытуемого и образцового приборов при различных энергиях гамма-излучения и строят энергетическую зависимость чувствительности.



 

Похожие патенты:

Использование: для формирования рентгеновского изображения. Сущность заключается в том, что устройство формирования рентгеновского изображения содержит разделяющий элемент, выполненный с возможностью пространственного разделения рентгеновского излучения, излучаемого из источника рентгеновского излучения, сцинтиллятор, выполненный с возможностью излучения света, когда разделенный пучок рентгеновского излучения, разделенный на разделяющем элементе, падает на сцинтиллятор, блок ограничения светопропускания, выполненный с возможностью ограничения степени пропускания света, излучаемого сцинтиллятором, и множество световых детекторов, каждый из которых выполнен с возможностью детектирования количества света, прошедшего через блок ограничения светопропускания, причем блок ограничения светопропускания выполнен так, что интенсивность света, детектируемая на каждом из световых детекторов, изменяется в соответствии с изменением позиции падения пучка рентгеновского излучения.

Изобретение относится к комбинации отсеивающего растра, катода и держателя для детектора фотонов, используемого при получении изображений в спектральной компьютерной томографии.

Использование: в способе обнаружения объектов ядерных технологий радиозондированием. Сущность: в способе обнаружения объектов ядерных технологий радиозондированием, включающем регистрацию излучения, измерение превышения регистрируемого излучения над фоном и выдачу сигнала о наличии объекта, производят радиочастотное сканирование окрестности наблюдаемого объекта, фиксируют техническими средствами наличие отраженного сигнала на частоте сканирования, измеряют его величину, определяют максимальное значение от частоты и при его превышении над фоном принимают решение о принадлежности наблюдаемого объекта к объектам ядерных технологий.

Изобретение относится к средствам диагностики нейродегенеративных заболеваний. Установка содержит модуль получения изображений, получающий визуальные данные о состоянии головного мозга пациента, и анализатор изображений, выполненный с возможностью определения на основании визуальных данных с использованием вероятностной маски для определения исследуемых областей на изображении, заданном визуальными данными, количественного показателя, указывающего на степень развития нейродегенеративной болезни мозга пациента.

Изобретение относится к детектору излучений и способу изготовления детектора излучений. Детектор излучений (10), содержащий массив пикселей (1), в котором каждый пиксель (1) содержит конверсионный слой из полупроводникового материала (4) для преобразования падающего излучения в электрические сигналы и в котором каждый пиксель (1) окружен канавкой (3), которая, по меньшей мере, частично заполнена барьерным материалом, который поглощает, по меньшей мере, часть фотонов, генерируемых падающим излучением, причем коэффициент заполнения канавки (3) барьерным материалом программируемо изменяется поперек детектора (10).

Изобретение относится к области техники детекторов излучения и, в частности, к детектору излучения, который содержит сцинтиллятор. .

Изобретение относится к устройству получения рентгеновских изображений и способу получения рентгеновских изображений. .

Изобретение относится к области регистрации радиоактивного излучения в присутствии интенсивного мешающего излучения. .

Изобретение относится к области обеспечения защиты войск, действующих в условиях воздействия радиационных поражающих факторов. .

Изобретение относится к области измерений параметров пучков заряженных частиц в ускорительной технике. .

Изобретение относится к способам и устройствам определения положения и интенсивности пучка заряженных частиц. Устройство для мониторинга параметров пучка ионов содержит сцинтиллятор, установленный перпендикулярно направлению пучка ионов, фотоприемники, расположенные равномерно по периметру сцинтиллятора, схему регистрации и обработки сигналов с фотоприемников, при этом сцинтиллятор выполнен в виде дискообразной светонепроницаемой камеры, а фотоприемники установлены в отверстиях, выполненных в ее боковой стенке, и снабжены светофильтрами, прозрачными для инфракрасного излучения, при этом сцинтиллятор вместе с фотоприемниками заключен в герметичную оболочку с отверстиями для впуска и выпуска сцинтиллирующего газа. Технический результат - повышение точности определения координат пучка и быстродействие системы мониторинга. 1 ил.

Изобретение относится к области визуализации и, в частности, к корректировке рассеяния фотонов во времяпролетных позитронно-эмиссионных томографах (PET). Сущность изобретения заключается в том, что способ корректировки данных времяпролетной визуализации PET, приобретенных детекторами фотонов в томографе (200) PET, чтобы учитывать рассеяние фотонов, где поле зрения (230) томографа (200) PET делится на базисные функции (232) и выявляется одна или несколько точек (S) рассеяния, чтобы применить имитационную модель рассеяния, причем способ содержит этапы, на которых задают, для каждой точки (S) рассеяния фотона, траекторию (ASB) рассеяния, соединяющую точку (S) рассеяния фотона по меньшей мере с одной парой детекторов (А, В) фотонов, и вычисляют вклад рассеяния в данные визуализации PET, записанные по меньшей мере одной парой детекторов (А, В) фотонов, от каждой базисной функции (232) в наборе (PS) базисных функций (р), расположенных вдоль траектории (ASB) рассеяния, и где вклад рассеяния от любой базисной функции (р) вычислен независимо от вклада рассеяния от других базисных функций (р). Технический результат - повышение качества изображения. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области формирования ядерных изображений, а также находит применение при изучении поглощения совместно с формированием изображений посредством позитронно-эмиссионной томографии (PET). Система формирования ядерных изображений содержит: сканер (8), который обнаруживает излучение индикатора, загрязненного радиоизотопом, введенного в субъект, причем этот индикатор включает в себя по меньшей мере один первичный радиоизотопный компонент и один или более компонентов радиоизотопа загрязнения; процессор (28) реконструкции, который реконструирует обнаруженное излучение в представления изображения; по меньшей мере один из (1) процессора (50) коррекции поглощения, который корректирует реконструированные изображения и обнаруженное излучение в соответствии с кривой затухания индикатора, загрязненного радиоизотопом, и/или (2) процессора (16), который определяет кривую затухания индикатора, загрязненного радиоизотопом; и дисплей (14), который отображает по меньшей мере одно из (1) реконструированного представления изображения, скорректированного с учетом кривой затухания индикатора, загрязненного радиоизотопом, и/или (2) реконструированного изображения без коррекции и кривой затухания индикатора, чтобы обеспечить возможность для диагноста скорректировать нескорректированные изображения во время анализа. Технический результат - повышение качества изображения объекта. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области детекторов. Модуль (10) детектора излучения для использования во времяпролетном позитронно-эмиссионном (TOF-PET) томографическом сканере (8) формирует триггер-сигнал, указывающий обнаруженное событие излучения. Схема синхронизации (22), включающая в себя первый аналого-цифровой преобразователь (30) времени (TDC) и второй TDC (31), конфигурируется для вывода скорректированной временной метки для обнаруженного события излучения на основе первой временной метки, определенной первым TDC (30), и второй временной метки, определенной вторым TDC (31). Первый TDC синхронизируется по первому опорному тактовому сигналу (40, 53), а второй TDC синхронизируется по второму опорному тактовому сигналу (42, 54), причем первый и второй опорные тактовые сигналы являются асинхронными. Технический результат - улучшение временного разрешения схем синхронизации. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области радиационного контроля (РК) и предназначено для поиска, обнаружения и локализации источников ионизирующих излучений (ИИИ) наземными или морскими мобильными комплексами РК и стационарными устройствами РК. Сущность изобретения заключается в том, что способ поиска, обнаружения и локализации (определения местоположения) ИИИ путем определения точки пересечения обнаруженных линий-направлений на ИИИ из двух различных мест с использованием устройств детектирования, снабженных экранами-поглотителями излучения, и поворотной платформы, кинематически связанной с двигателем, при этом измеряют каждым из не менее двух установленных на платформе одинаковых устройств детектирования с направленными в противоположные стороны входными окнами, образующими острый двугранный угол, средние скорости счета аддитивной суммы сигнала и фона, вычисляют разность полученных значений скоростей счета, ненулевое значение которой означает факт обнаружения ИИИ, и достигают поворотом платформы минимума этой разности, а по углу поворота платформы определяют направление на обнаруженный ИИИ. Технический результат - создание оперативного способа поиска, обнаружения и определения местоположения (локализации) ИИИ с повышенной точностью в условиях нестационарного радиационного фона. 5 ил.

Изобретение относится к средствам поиска и обнаружения источников гамма-излучения и предназначается для оснащения беспилотных летательных аппаратов. Блок детектирования гамма-излучения в составе двух счетчиков сцинтилляционных, контроллера с установленным модулем GPS, аккумуляторной батареи, при этом для связи между блоком детектирования и пультом дистанционного управления используется GSM-канал, образованный размещенным в блоке детектирования модулем GSM и установленным в пульте управления GSM-модемом, а сцинтилляторы выполнены в виде круглых прямых цилиндров с высотой больше диаметра основания, причем сцинтилляторы ориентированы основанием перпендикулярно направлению полета беспилотного летательного аппарата. Технический результат - расширение области поиска локальных источников гамма-излучения в режиме реального времени. 2 ил.

Использование: для патрульной инспекции и локализации радиоактивного вещества. Сущность изобретения заключается в том, что способ патрульной инспекции и локализации радиоактивного вещества содержит этапы: обеспечение значения фоновой радиоактивной интенсивности среды; сбор значений радиоактивной интенсивности с инспектируемой области посредством детектора во множестве точек пробоотбора на маршруте патрульной инспекции; вычисление распределения радиоактивной интенсивности в инспектируемой области на основе собранных значений радиоактивной интенсивности и значения фоновой радиоактивной интенсивности; и определение позиции радиоактивного вещества на основе распределения радиоактивной интенсивности; разделение инспектируемой области на множество подобластей. Технический результат: обеспечение возможности повышения эффективности обнаружения радиоактивных источников излучения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к позитронной эмиссионной томографии (PET) и, в частности, к обнаружению совпадающих событий в процессе времяпролетной (TOF) PET. Сущность изобретения заключается в том, что детектор первого сигнала генерирует первый выходной сигнал, если сигнал фотоприемника удовлетворяет первому критерию сигнала; причем критерий первого сигнала распознает сигнал фотоприемника как показывающий первоначальные во времени сцинтилляционные фотоны, генерируемые сцинтиллятором в ответ на полученные фотоны излучения; детектор второго сигнала генерирует второй выходной сигнал, если сигнал фотоприемника альтернативно удовлетворяет критерию второго сигнала, причем критерий второго сигнала распознает сигнал фотоприемника как показывающий последующие во времени сцинтилляционные фотоны, генерируемые сцинтиллятором в ответ на полученные фотоны излучения; и детектор сигнала излучения оценивает первый и второй выходные сигналы для определения того, получен ли второй выходной сигнал в пределах временного окна приема, причем полученный первый выходной сигнал определяет начальную точку временного окна приема, и если второй выходной сигнал получен в пределах временного окна приема, детектор сигнала излучения распознает сигналы фотоприемника, показывающие излучение, полученное сцинтиллятором; и если второй выходной сигнал не получен в пределах временного окна приема, детектор сигнала излучения не распознает сигналы фотоприемника, показывающие излучение, полученное сцинтилятором. Технический результат - повышение качества реконструированного изображения. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к системам позитронной эмиссионной томографии (PET), в частности с использованием калибровки сканера PET. При калибровке сканера позитронной эмиссионной томографии (PET) радиоактивный калибровочный фантом сканируют в течение периода нескольких времен полураспада, чтобы получить множество кадров данных сканирования. Перемеженные интервалы применяют, чтобы способствовать получению данных совпадений для множества интервалов хронирования совпадений и энергетических интервалов во время одного действия калибровочного сканирования. Совпадающие события загружают в накопитель в соответствии с каждым из множества выбранных интервалов совпадений и калибруют сканер PET для каждого из множества интервалов хронирования совпадений с использованием данных, полученных из одного калибровочного сканирования. Технический результат - уменьшение времени калибровки сканера. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области регистрации излучения. Способ детектирования излучения содержит этапы, на которых регистрируют событие; генерируют инициирующий сигнал, ассоциированный с регистрацией события; генерируют первую метку (TS1) времени для инициирующего сигнала с использованием первого аналого-цифрового преобразователя времени (TDC); генерируют вторую метку (TS2) времени для инициирующего сигнала с использованием второго TDC, имеющего фиксированное смещение по времени относительно первого TDC; и связывают метку времени с событием на основе первой метки времени, второй метки времени и сравнения разницы по времени между второй меткой времени и первой меткой времени и фиксированного смещения по времени. Технический результат - повышение качества ПЭТ-изображения. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области проведения испытаний дозиметрических приборов по определению энергетической зависимости чувствительности при измерениях мощности дозы гамма-излучения. Для получения гамма-излучения с энергиями в актуальном диапазоне величин предложено использовать комптоновское рассеяние на металлическом экране узкого пучка моноэнергетических гамма-квантов одного радионуклидного источника. Наибольший выход рассеянных гамма-квантов в области низких энергий достигается за счет использования экрана из легких металлов. Получение пучка, содержащего гамма-кванты практически одинаковой энергии, отличной от энергии первичного излучения, осуществляется за счет применения коллиматора. Изменение энергии гамма-квантов в пучке достигается за счет изменения положения коллиматора относительно рассеивающего экрана. При проведении измерений осуществляется аттестация контрольных точек как по энергиям гамма-излучения с использованием спектрометра, так и по мощности дозы с использованием образцового измерителя мощности дозы гамма-излучения. Предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность определения энергетической зависимости чувствительности и снизить стоимость необходимого для проведения испытаний оборудования и материалов. Следствием этого является повышение достоверности результатов контроля радиационной обстановки и обоснованности принимаемых решений по обеспечению радиационной безопасности. 3 ил.

Наверх