一种放射源的排列方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于民用非动力核技术应用领域，涉及辐照源棒的排列，具体涉及一种辐 照加工装置放射源的排列方法。
【背景技术】
[0002] 新建辐照装置的首次装源、旧的辐照装置改造、以及旧的辐照装置增加源强都要 根据源架的结构，放射源的总活度，根数及辐照加工对象对剂量场分布的要求，对放射源 的排列方案进行研究计算，多数从业时间较长的单位，由于技术人员加源次数多，经验较丰 富，在加源时先按经验将放射源的排列做出初步方案，待放射源到场后按预定方案进行排 列上架，而后布设剂量计进行测量，发现有较大出入者，再作调整，反复多次调整后便投入 运行。此种方法全凭经验，剂量场分布规律性差，不均匀度较高，辐照效率偏低。在一些比 较专业的科技单位，由于具备高水平的专业研究人员，对放射源的排列方式及其对剂量场 剂量分布的影响研究较深入，并且编辑了计算机程序，将放射源的排布和调整从辐照场移 到了办公室，设计出更合理高效的放射源排列方法。即使如此，由于放射源的不可分割性， 计算机程序的优势得不到充分的发挥，而且这种程序操作同样要求排源者具有丰富的排源 经验，从而限制了该项技术的推广和使用。近年来，由欧洲核子中心主导开发的Geant4程 序可极为方便的用于核技术领域的许多方面，对放射源的排列计算更是快捷精准，但该程 序的应用者须经过专业培训才可以上岗，且费用高昂，同样因放射源的不可分割性而达不 到预期效果。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种放射源的排列方法，该方法可解决新建钴源的源棒排 列、旧钴源的增加源棒的排列的问题，此方法的成本低。
[0004] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种放射源的排列方法，其特征是包 括如下步骤：
[0005] 1)按放射源排列的需要，选取单根放射源1(或称单根放射源棒，如图1中标号1) 时，在离单根放射源的中心点〇. 4m处的垂直平面上作两条直线（两条直线交点为0)，分别 表示两个方向上的照射量率分布量【X轴、Y轴（高度方向）】；
[0006] 2)为定量描述照射量率分布，在步骤1)中的两条线上全程取点，对两条线上的各 点照射量率进行计算（如：按水平方向2m，垂直方向1. 5m取点）；
[0007] 各点照射量率的计算式为
[0008] 式中：XP--直线上所取点的照射量率，单位C. kg、S 1
[0009] A--单根放射源的活度，单位Bq ;
[0010] Γ--放射源的照射量率常数，钴60的常数为2. 56 X 10 1S，单位C. m2. kg 1
[0011] L--放射源棒的长度，单位m
[0012] r一一直线上计算点（两条直线交点）到放射源棒（单根放射源的中心点）的垂 直距离，单位m
[0013] 1--放射源（放射源棒）底端到计算点的高度，单位m ;
[0014] 3)采用下述二种之一：
[0015] ①新建钴源的源棒排列时，根据步骤2)的计算结果为模板，刻度不同的单根射源 的活度模块，即A板和B板；
[0016] ②如采用旧放射源（旧钴源）增加放射源棒时，将旧放射源（旧放射源棒）进行 模块化，其步骤如下：第一步，按式Α =Α#( At)，分别计算不同年份的放射源的现有活度； 第二步，将不同年份的放射源的活度A除以A。，并以此结果乘以2)中计算的照射量率（或 所测得的吸收剂量），从而得到不同年份的放射源在X、Y两条直线上各点的照射量率分布 模块A板和B板；
[0017] 式中：A------旧放射源现有活度，单位Bq
[0018] A〇------旧放射源原有活度，单位Bq
[0019] e--------自然对数的底，2· 718
[0020] λ-------放射性核素衰减系数，年1
[0021] t--------放射性核素衰减时间，年；
[0022] 4)以步骤3)的模块为依据【采用放置多个放射源（放射源棒）时，具体某点的照 射量率为多个放射源在该点的量之和，即多个模块的拼叠】，按辐照加工要求的照射量率进 行放射源的排列。
[0023] 本发明的有益效果是：与计算机程序计算一样，将放射源的排列计算量的测量、调 整过程，由辐照场迀移到办公室，可大幅度减少放射源排列时间和工作量，减少剂量场的不 均匀度，提高照射量率和辐照质量，同时改变了计算机程序对操作人员水平能力的过高要 求，便于工作人员学习和掌握。本发明对操作人员要求不高，同时又能较好的实现简便高效 的放射源的排列法，此方法的成本低，而且一看就懂，便于推广。
[0024] 本发明可用于新源的建设源棒排列安装和旧源的增加源强的源棒排列安装。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明选取单根放射源时的示意图。
【具体实施方式】
[0026] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0027] 实施例1 :加工内容为辐照灭菌和辐射涂层固化的新建钴源源棒排列
[0028] -种放射源的排列方法，包括如下步骤：
[0029] 1、条件要求
[0030] 一座新建钴-60辐照装置设计装源量7. 4X 1015Bq，首次装源1. 85X 1015Bq，共40 根放射源（放射源棒），每根4. 44X 1014Bq，源板规格2. 16X 1. 55X0. 08米，三层列装，层 间距0. 1米，列间距0. 025米，单层可列装放射源80根，双层板并列，单吊篮操作，吊篮规格 1. 0X0. 6X 1. 5米，加工内容为辐照灭菌和辐射涂层固化。根据该装置的应用要求和实际参 数要求，该装置的剂量场分布呈平面性，并尽可能做到上、下、左、右均匀分布。
[0031 ] 2、刻度不同的单根射源的活度模块
[0032] 1)按放射源排列的需要，选取单根放射源1(或称单根放射源棒，如图1中标号1) 时，在离单根放射源的中心点〇. 4m处的垂直平面上作两条直线（两条直线交点为0)，分别 表示两个方向上的照射量率分布量【X轴、Y轴（高度方向）】；
[0033] 2)为定量描述照射量率分布，在步骤1)中的两条线上全程取点，对两条线上的各 点照射量率进行计算；
[0034] 各点照射量率的计算式为
[0035] 式中：XP--直线上所取点的照射量率，单位C. kg、S 1
[0036] A--单根放射源的活度，单位Bq ;
[0037] Γ--放射源的照射量率常数，钴60的常数为2. 56 X 10 1S，单位C. m2. kg 1
[0038] L--放射源棒的长度，单位m
[0039] r一一直线上计算点（两条直线交点）到放射源棒（单根放射源的中心点）的垂 直距离，单位m
[0040] 1--放射源（放射源棒）底端到计算点的高度，单位m ;
[0041] 3)新建钴源的源棒排列时，根据步骤2)的计算结果为模板，刻度不同的单根射源 的活度模块，即A板和B板。
[0042] 3、放射源的排列（以模块为依据，按辐照加工要求的照射量率进行放射源的排 列）
[0043] 第一步，以模板B对剂量场垂直方向进行拼叠，并计算出三层间的活度分布，经计 算，三层活度分布为1. 2:1:1. 2,即上下层14根，中间层12根，列于同一源板。
[0044] 第二步，用模板A对水平方向的剂量场进行拼叠，计算结果见表2。
[0045] 说明，由于是初次装源，放射源根数少，规格单一，故只有与模板相同的一种模块， 所得剂量场分布不均度稍大。
[0046] 实施例2 :加工内容为辐照灭菌和辐射乳液聚合的新建钴源源棒排列
[0047] -种放射源的排列方法，包括如下步骤：
[0048] 1、条件要求
[0049] 同实例1，但加工内容为辐照灭菌和辐射乳液聚合。根据装置应用要求，辐照装置 的剂量场分布应尽可能集中，以提供较大的辐照剂量率；
[0050] 2、刻度不同的单根射源的活度模块
[0051] 1)按放射源排列的需要，选取单根放射源1(或称单根放射源棒，如图1中标号1) 时，在离单根放射源的中心点0. 4m处的垂直平面上作两条直线（两条直线交点为0)，分别 表示两个方向上的照射量率分布量【X轴、Y轴（高度方向）】；
[0052] 2)为定量描述照射量率分布，在步骤1)中的两条线上全程取点，对两条线上的各 点照射量率进行计算；
[0053] 各点照射量率的计算式为
[0054] 式中：XP--直线上所取点的照射量率，单位C. kg、S 1
[0055] A--单根放射源的活度，单位Bq ;
[0056] Γ--放射源的照射量率常数，钴60的常数为2. 56 X 10 1S，单位C. m2. kg 1
[0057] L--放射源棒的长度，单位m
[0058] r一一直线上计算点（两条直线交点）到放射源棒（单根放射源的中心点）的垂 直距离，单位m
[0059] 1--放射源（放射源棒）底端到计算点的高度，单位m ;
[0060] 3)新建钴源的源棒排列时，根据步骤2)的计算结果为模板，刻度不同的单根射源 的活度模块，即A板和B板。
[0061] 3、放射源的排列（以模块为依据，按辐照加工要求的照射量率进行放射源的排 列）
[0062] 第一步，在上下保持均匀分布的前提下，左右应向中间集中。以模板B对剂量场垂 直方向进行拼叠，并计算出三层间的活度分布，经计算，三层活度分布为1. 2:1:1. 2,即上下 层14根，中间层12根，列于同一源板。
[0063] 第