γ射线空气比释动能标准装置的研制

　　一、引言

　　γ射线空气比释动能标准装置的建立是电离辐射量值改制的一个重要步骤，同时作为γ射线空气比释动能计量器具检定系统表框图(2011年3月6日起实施)中的关键一环，对量值溯源起着不可替代的作用。

　　我院新建立的γ射线空气比释动能标准装置已通过国家计量院的验收，并通过相应检定(校准)项目的计量标准考核，可进行治疗水平剂量计、辐射防护和环境仪表等工作计量器具的量值传递，为γ射线在放射治疗、无损探伤、辐射防护、核电与核设施的安全运行等领域的量值统一，提供技术基础和关键的计量保障。

　　γ射线空气比释动能标准装置的研制内容包括:γ射线辐射器、衰减装置、定位系统、安全连锁、控制及数据采集系统。

　　二、γ射线辐照器

　　辐射器的设计主要考虑使用方便、体积小、源的利用率高、换源方便等一些要求，但作为计量标准器具对辐照器还有进一步要求。第一要考虑的是射束的谱，即散射成分尽量少地影响射束;第二要考虑射束的稳定性，即使用中放射源与辐照器各部分机械性能的稳定，变化因素少，从而达到射束的高稳定性和高重复性;第三要考虑出束速度，即射束由屏蔽状态转换为照射状态的时间应当可以控制和调整;最后还要考虑装置的寿命，作为治疗水平计量标准的辐射束的寿命应尽量长，至少应达到3个半衰期。在剂量率降低至一定范围后，可以作为防护水平计量标准使用。

　　1.放射源

　　理想的放射源是一个点源，但这在实际工作中是不存在的，目前世界各国计量机构的60Co放射源主要为圆柱体，其典型尺寸为φ25mm×35mm，个别国际计量机构放射源尺寸是φ20mm×6mm，为特制高比活度源。上述圆柱体放射源为59Co金属颗粒填装后在中子反应堆中辐照制成，所以需要在辐照器的源室、光阑等部分的结构设计中充分考虑实际放射源形状，使得出射的辐射束满足计量标准器具要求。

　　由于任何一个实用放射源都有一定的体积、质量，而且需要支撑、防护，还要有使辐射束输出或关闭的装置，因此源的吸收与散射是不可避免的。60Co辐射束的形成条件的研究就是针对所使用的60Co放射源研究包括可能采取的最佳60Co源、源室空腔形状、快门和光阑系统。

　　首先确定标准60Co辐射源。最好的源是理想点源，即源的体积趋于无穷小，当然这是不可能的。目前，所能得到的60Co辐射源分为高比活度源和低比活度源。以单位质量的放射性活度，即比活度αm(A/m)计算。通常高比活度的60Co源大于几个TBq/g，用于医疗照射;低比活度的60Co源则小于零点几TBq/g，用于辐射加工。近些年来由于反应堆功率的增加，已经具备生产比活度大于500TBq/g的60Co源的能力，但由于造价很高，目前应用较少。