X、γ、β场下眼晶体剂量的直读式监测方法与流程

本发明是x、γ、β场下眼晶体剂量的直读式监测方法，属于眼晶体剂量进行实时监测方法技术领域。

背景技术：

由于人体眼晶体在受到较大的电离辐射剂量的照射下，可能发生白内障，需要通过对眼晶体剂量的监测来确保人体眼晶体所受的剂量不致过高。电子式眼晶体剂量计可在人员受到的剂量率或累积剂量超过设定阈值时报警，使得人员实时获知当前受照情况并采取相应的对策，是合理降低人员眼晶体所受剂量并确保该剂量不超过限值的有力工具之一。

目前市场上有纯光子场(x、γ辐射场)的直读式眼晶体剂量当量仪。该仪器利用gm计数管(盖革计数管)进行测量，可以实现对hp(0.07)、hp(3)、hp(10)的测量，可以佩戴于额头进行眼晶体剂量的测量，但其缺点是由于gm管的自身特性，使得该方法仅能进行x、γ辐射场中的测量，当辐射场中β射线对眼晶体剂量的贡献不能忽视时，该监测方法不适用，现在急需x、γ、β场下眼晶体剂量的直读式监测方法解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供x、γ、β场下眼晶体剂量的直读式监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：x、γ、β场下眼晶体剂量的直读式监测方法，用于对x、γ、β场下人员的眼晶体剂量进行实时监测，所述监测方法包括如下步骤：

步骤一，x、γ、β直读式眼晶体剂量计探测器的构建；

步骤二，产生的电脉冲信号由脉冲信号放大模块进行放大；

步骤三，放大后的脉冲信号由谱测量电路进行测量；

步骤四，单片机进行数据分析，并得出眼晶体剂量值。

进一步地，所述x、γ、β直读式眼晶体剂量计探测器由不透光组织等效材料层、探测层、透光组织等效材料层、sipm层以及避光层组成，所述不透光组织等效层为2.4mm厚黑色尼龙板，所述探测层为0.48mm厚塑料闪烁体，所述透光组织等效层为3.0mm厚有机玻璃，所述sipm层为一个硅光电倍增管，所述避光层为0.5mm厚铝。

进一步地，所述探测层应足够薄，使入射射线在其中的衰减量可以忽略，所述探测层厚度等效为人体组织厚度，所述探测层厚度的二分之一加不透光组织等效层的厚度的值应等于或接近3mm。

进一步地，所述脉冲信号放大模块由电压灵敏放大器与主放大器构成，所述脉冲放大模块输出的脉冲幅度与射线在探测层内塑料闪烁体中沉积的能量成正比。

进一步地，所述步骤一具体包括：

(1)、探测层测到距人体表面3mm厚度处物质的吸收剂量；

(2)、入射射线经过探测层时，与探测层物质发生相互作用，在探测层内沉积能量，且沉积的能量转换为可见光；

(3)、探测层产生的可见光穿透到达sipm层，入射到sipm层表面的光子转换为电脉冲信号输出，sipm层后接脉冲信号放大模块及谱测量电路。

进一步地，所述步骤二具体包括：

(1)、经与二级管正极端相连接的2000pf电容输出后的脉冲，脉冲信号放大模块进行放大；

(2)、放大后的脉冲信号传导至谱测量电路。

进一步地，所述步骤四具体包括：

(1)、单片机对测量到的脉冲幅度谱内各道的计数按脉冲幅度加权进行累加；

(2)、利用“吸收剂量d＝沉积能量e/闪烁体质量m”的计算公式，再乘以脉冲幅度向吸收剂量的转换系数e后，可得到塑料闪烁体的吸收剂量d；

(3)、由于探测层内塑料闪烁体的中间位置处于探测器表层下方等效于3mm组织的厚度，且射线在塑料闪烁体内的衰减可以忽略，因此该吸收剂量即代表了人体表面下方3mm处的吸收剂量dp(3)，由于对于x、γ、β射线，品质因数q均为1，因此由吸收剂量dp(3)向个人剂量当量hp(3)的转换系数e亦为1，由此得到个人剂量当量hp(3)，按照辐射剂量学理论，个人剂量当量即为与眼晶体剂量对应的实用量，由此即得到眼晶体剂量值。

本发明的有益效果：

1、本发明采用闪烁体与sipm(硅光电倍增管)构成的探测器进行测量，监测效果好，方便脉冲信号的传输。

2、本发明提供了提供一种用于x、γ、β照射条件下眼晶体剂量进行实时监测的方法，实现了放射性工作场所的眼晶体剂量当量的实时测量，眼晶体个人剂量当量的测量提供了数据更准确，为放射性工作人员的身体健康起了保障作用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明x、γ、β场下眼晶体剂量的直读式监测方法的流程图；

图2为本发明x、γ、β场下眼晶体剂量的直读式监测方法的电路图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1和图2，本发明提供一种技术方案：x、γ、β场下眼晶体剂量的直读式监测方法，用于对x、γ、β场下人员的眼晶体剂量进行实时监测，所述监测方法包括如下步骤：

步骤一，x、γ、β直读式眼晶体剂量计探测器的构建；

步骤二，产生的电脉冲信号由脉冲信号放大模块进行放大；

步骤三，放大后的脉冲信号由谱测量电路进行测量；

步骤四，单片机进行数据分析，并得出眼晶体剂量值。

x、γ、β直读式眼晶体剂量计探测器由不透光组织等效材料层、探测层、透光组织等效材料层、sipm层以及避光层组成，不透光组织等效层为2.4mm厚黑色尼龙板，探测层为0.48mm厚塑料闪烁体，透光组织等效层为3.0mm厚有机玻璃，sipm层为一个硅光电倍增管，避光层为0.5mm厚铝。

探测层应足够薄，使入射射线在其中的衰减量可以忽略，探测层厚度等效为人体组织厚度，探测层厚度的二分之一加不透光组织等效层的厚度的值应等于或接近3mm。

脉冲信号放大模块由电压灵敏放大器与主放大器构成，脉冲放大模块输出的脉冲幅度与射线在探测层内塑料闪烁体中沉积的能量成正比。

步骤一具体包括：

(1)、探测层测到距人体表面3mm厚度处物质的吸收剂量；

(2)、入射射线经过探测层时，与探测层物质发生相互作用，在探测层内沉积能量，且沉积的能量转换为可见光；

(3)、探测层产生的可见光穿透到达sipm层，入射到sipm层表面的光子转换为电脉冲信号输出，sipm层后接脉冲信号放大模块及谱测量电路。

步骤二具体包括：

(1)、经与二级管正极端相连接的2000pf电容输出后的脉冲，脉冲信号放大模块进行放大；

(2)、放大后的脉冲信号传导至谱测量电路。

步骤四具体包括：

(1)、单片机对测量到的脉冲幅度谱内各道的计数按脉冲幅度加权进行累加；

(2)、利用“吸收剂量d＝沉积能量e/闪烁体质量m”的计算公式，再乘以脉冲幅度向吸收剂量的转换系数e后，可得到塑料闪烁体的吸收剂量d；

(3)、由于探测层内塑料闪烁体的中间位置处于探测器表层下方等效于3mm组织的厚度，且射线在塑料闪烁体内的衰减可以忽略，因此该吸收剂量即代表了人体表面下方3mm处的吸收剂量dp(3)，由于对于x、γ、β射线，品质因数q均为1，因此由吸收剂量dp(3)向个人剂量当量hp(3)的转换系数e亦为1，由此得到个人剂量当量hp(3)，按照辐射剂量学理论，个人剂量当量即为与眼晶体剂量对应的实用量，由此即得到眼晶体剂量值。

作为本发明的一个实施例：x、γ、β直读式眼晶体剂量计探测器由不透光组织等效层、探测层、透光组织等效层、sipm及避光层组成，不透光组织等效层能够使探测层测到的剂量学量为距人体表面3mm厚度处物质的吸收剂量，并且能够避免外界可见光到达探测层造成对测量数据的干扰，当入射射线经过探测层时，探测层为塑胶闪烁体，入射射线与探测层内物质发生相互作用，从而在该层内沉积能量，且沉积的能量可转换为可见光，探测层下方为透光组织等效材料层，当射线到达该层时，部分射线可与该层发生作用，反射回测量层，从而模拟人体组织的反射作用，使测量结果更加准确；

同时，探测层产生的可见光能够穿透该层到达sipm层，sipm层实际为一个硅光电倍增管，入射到其表面的光子能够转换为电脉冲信号输出，由于探测层应足够薄，入射射线在探测层内的衰减量可以忽略不计，探测层厚度等效为人体组织厚度，且探测层厚度的二分之一加不透光组织等效层厚度的值等于或接近3mm，sipm层后接脉冲信号放大模块及谱测量电路，利用单片机对谱进行处理，可计算出塑胶闪烁体内沉积的能量，利用“吸收剂量d＝沉积能量e/闪烁体质量m”的计算公式可得到人体组织表面下方3mm处探测器物质内的吸收剂量dp(3)，该吸收剂量即代表了人体表面下方3mm处的吸收剂量dp(3)，由于对于x、γ、β射线，品质因数q均为1，因此由吸收剂量dp(3)向个人剂量当量hp(3)的转换系数e亦为1，由此得到个人剂量当量hp(3)，按照辐射剂量学理论，个人剂量当量即为与眼晶体剂量对应的实用量，由此即得到眼晶体剂量值。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。