一种伽玛辐照介质模块及剂量场测试和分析方法与流程

文档序号:30178615发布日期:2022-05-26 12:35阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种伽玛辐照介质模块,其特征在于:包括辐照容器(1)和设置于所述辐照容器内的若干个介质模块(2),所述辐照容器与所述介质模块均为长方体结构;单个所述介质模块的长度(a)及高度(h)分别略小于所述辐照容器的长度(a’)及高度(h’)的三分之一,单个所述介质模块的宽度(b)略小于所述辐照容器的宽度(b’);全部所述介质模块的数量=所述辐照容器内满载的介质模块的数量*辐照工位数,所述辐照工位用以放置所述辐照容器。2.根据权利要求1所述的一种伽玛辐照介质模块,其特征在于:单个所述介质模块的长度、宽度、高度分别为390mm、585mm、460mm,所述辐照容器的长度、宽度、高度分别为1200mm、600mm、1400mm。3.根据权利要求1所述的一种伽玛辐照介质模块,其特征在于:所述介质模块包括模块内芯及模块外箱,所述模块内芯为低密度内芯、中密度内芯或高密度内芯,所述模块内芯的材质为木质蜂窝纸板、瓦楞纸板+中密度板或瓦楞纸板+高密度板,所述模块外箱为木质瓦楞纸箱。4.根据权利要求3所述的一种伽玛辐照介质模块,其特征在于:所述介质模块为均质介质模块,所述介质模块的密度范围为0.02-0.35g/cm3,所述介质模块的密度允差为
±
1.5%。5.根据权利要求4所述的一种伽玛辐照介质模块,其特征在于:所述介质模块的密度为0.02g/cm3、0.20g/cm3和0.35g/cm3中的至少一种。6.根据权利要求5所述的一种伽玛辐照介质模块,其特征在于:当所述介质模块的模块内芯采用低密度内芯且所述模块内芯的材质采用木质蜂窝纸板时,所述介质模块的密度为0.02g/cm3;当所述介质模块的模块内芯采用中密度内芯且所述模块内芯的材质采用瓦楞纸板+中密度板时,所述介质模块的密度为0.20g/cm3;当所述介质模块的模块内芯采用高密度内芯且所述模块内芯的材质采用瓦楞纸板+高密度板时,所述介质模块的密度为0.35g/cm3。7.一种用于伽玛辐照介质模块的剂量场测试和分析方法,其特征在于:所述剂量场测试和分析方法包括如下步骤:s1:设立剂量场测试坐标系;s2:在辐照室剂量场中运行介质模块;s3:通过蒙特卡罗模拟剂量场分布数学模型,确认坐标系和剂量计及其布置网格点位的适宜性;s4:介质模块剂量场测试数据分析和剂量场测试成果确认;s5:对剂量不均匀度dur、辐照主控时间mt、加工能力pt和钴源利用率ser进行计算分析,以确定是否满足接收标准要求。8.根据权利要求7所述的一种用于伽玛辐照介质模块的剂量场测试和分析方法,其特征在于:在s1中,以辐照容器为单元设立xyz三维坐标系,在z坐标轴方向等分形成刻度单位为100mm,在x坐标轴方向等分形成刻度单位为150mm,y坐标轴方向等分形成刻度单位为300mm,建立150*300*100网度的三维坐标系;在三维坐标系中,设x轴方向刻度点分别为a、b、c、d、e,刻度点a、b、c、d、e所在面与y坐标轴平行,将刻度点a所在面定义为a面,将刻度点c所在面定义为c面,将刻度点e所在面定
义为e面,在辐照容器沿钴源板垂直方向的a面和e面受辐照的剂量最高,在辐照容器中心线的c面受照剂量最低,选取受辐照的剂量最高的a面、c面及最低的e面作为测量平面进行剂量测量。9.根据权利要求7所述的一种用于伽玛辐照介质模块的剂量场测试和分析方法,其特征在于:在s2中,采用辊道输送双层双向四通道自动换层换面货盖源的运行方式来运行介质模块,在辐照室剂量场测试中,介质模块以满载的模式在辐照容器中按照plc控制程序和动作指令进入辐照室接受辐照。10.根据权利要求8所述的一种用于伽玛辐照介质模块的剂量场测试和分析方法,其特征在于:在s3中,通过蒙特卡罗方法建立辐照容器的射线传输的数学模型,计算出辐照容器的三维阵列的剂量吸收结果,根据a面、c面及e面吸收剂量的结果形成a面、c面及e面的吸收剂量的等高线云图,用以反映辐照容器最大及最小剖面吸收剂量的分布情况并为产品的剂量分布测试中剂量计布置在预期的最小和最大剂量区域中提供理论依据;使用低密度、中密度及高密度的介质模块进行运行剂量场测试,通过布置剂量计进行剂量测量来验证剂量场分布数学模型,剂量计选用经校准的量程为5.0~40.0kgy的重铬酸钾或重铬酸银剂量计,剂量计布置在a面、c面及e面坐标系中对应的所有坐标网格点上,经辐照后的剂量计在卸取后使用检定合格的紫外分光光度计进行测试,读取剂量计的吸收度,计算出每个点位的吸收剂量。11.根据权利要求7所述的一种用于伽玛辐照介质模块的剂量场测试和分析方法,其特征在于:在s4中,根据iso/astm 52303:2015标准,对剂量场测试的实际数据进行采集和分析处理,形成剂量场测试数据表;数据分析计算过程如下:定义d
iz
为在z剂量点位第i次剂量计测量的剂量,在z剂量区域进行nz次独立测量,则每个z剂量点位的平均剂量average(d
z
)通过下述公式进行推算:在每个剂量点位,对均值的剂量测量方差s
z2
,通过下述公式进行计算:每个剂量区域关于均值的剂量可变性被认为相似,则整个剂量场的方差s
overall
通过下述公式进行推算:其中:average(d
z
)为剂量平均值;z
total
为剂量区域总数;n为剂量测试总数;当剂量区域的平均值则该区域为等效最小剂量区域;当剂量区域的平均值则该区域为等效最大剂量区域;其中,δ为最小区分因子,δ通过下述公式进行推算:
其中:k为覆盖范围因子;s
2overall
为组内方差;average(n
z
)为在每个剂量区域中独立测量的平均数量;剂量不均匀度dur为最大吸收剂量d
max
与最小吸收剂量d
min
的比值:dur=d
max
/d
min
每个剂量区域的最大变异系数cv为每个剂量区域的标准偏差与平均值的比值:cv=s
z
/average(d
z
)通过模拟出来的最大和最小等剂量区域与通过介质模块布置剂量计测试得出的剂量分布做比对判断是否一致性,验证剂量分布测试所使用的蒙特卡罗方法的准确性。12.根据权利要求7所述的一种用于伽玛辐照介质模块的剂量场测试和分析方法,其特征在于:在s5中,首先,对剂量不均匀度dur进行分析:根据计算出的剂量不均匀度dur与标准的dur比较,判断钴源变更后剂量不均匀度变化是否在可接受标准范围内;其次,对辐照主控时间mt进行分析:根据剂量分布测试数据,对低密度、中密度及高密度的模拟介质模块给定辐照主控时间的最小吸收剂量与要求的最小吸收剂量的变异系数、相对偏差以及调整系数进行分析,确定钴源变更后的主控时间调整系数是否合适;然后,对辐照装置加工能力pt分析:根据剂量分布测试数据,计算出低密度、中密度及高密度的模拟介质模块在辐照装置钴源100万居里活度下最小吸收剂量为25kgy时的加工能力pt立方米/小时,与标准pt进行比较,确定钴源变更后加工能力pt的变化;最后,对钴源利用率ser进行分析:根据剂量分布测试的结果数据,计算出低密度、中密度及高密度的模拟介质模块的钴源利用率ser值,并与辐照装置设计标准的ser值进行比较,以衡量钴源利用率水平。

技术总结
本发明公开了一种伽玛辐照介质模块,包括辐照容器和设置于辐照容器内的若干介质模块,辐照容器与介质模块均为长方体结构;单个介质模块的长度及高度分别略小于辐照容器的长度及高度的三分之一,单个介质模块的宽度略小于辐照容器的宽度;全部介质模块的数量=辐照容器内满载的介质模块的数量*辐照工位数,辐照工位用以放置辐照容器;还公开了一种用于伽玛辐照介质模块的剂量场测试和分析方法。本发明明确中介质模块在辐照容器中的装载模式和辐射安全等相关参数,明确辐照装置剂量场进行数学模拟、OQ剂量场测试坐标系的建立、剂量计布放网度和点位、实测剂量数据的分析使用方法,提供了证明数据和技术依据,有效提升核心技术能力和质量保证能力。能力和质量保证能力。能力和质量保证能力。


技术研发人员:张光华
受保护的技术使用者:上海金鹏源辐照技术有限公司
技术研发日:2022.02.18
技术公布日:2022/5/25
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