专利名称：测量加速器能量的方法
技术领域：
本发明涉及一种测量加速器能量的方法，特别是用于核技术应用领域中加速器产 生的X射线能量的测定。
背景技术：
在核技术应用领域中，确定加速器发射出的X射线束的能量非常重要，目前在工 业加速器的能量测试中，较常用的测量方法是钢材料半值层法，即在加速器束流方向选择一固定位置，垂直束流方向分别放置一定数量相同厚度的 钢板，探测器放置在靠近钢板的位置，通过测量X射线经过不同有效钢板厚度后的探测器 的信号相对不加任何钢板时探测器信号的系列比值拟合成曲线，由曲线再推算出对应的钢 板半值层厚度，半值层是指原始X射线束剂量率衰减为二分之一时所需某种材料(如钢板) 的厚度，然后与一套半值层参考数据(如美国NCRP51报告中的表Ei;3)进行比较，通过比对 半值层值去判断产生X射线的加速器能量。上述方法存在许多缺点1、判断能量的参考依据比较粗略仅用半值层作为能量判据比较粗略，因为同一 能量射线在屏蔽材料中会被硬化，存在第一个、第二个以及平衡时等多个半值层数值，半值 层不是唯一的，而是对应一个范围，因此能量相差不多的射线对应半值层范围存在重叠区 域而难以区分出来，即能量分辨力不理想。举例测量得到的钢半值层为23mm时，该方法难 以判断为是4MV还是6MV的加速器。2、该方法作为能量判断的参考数据主要来源于医用加速器宽束条件下给出的数 据，对于扇形窄束、小射野条件下的工业用加速器并不完全适用。3、由于该方法总体比较粗旷，在测试中没有对几何布局等参数提出严格要求，而 事实上当探测器紧靠屏蔽块时微小的距离变化会对测量结果将带来较大的影响。
发明内容
本发明的目的是提供另一种能够更准确测量与判断电子加速器产生的不同限束 条件下X射线能量方法。根据本发明的一方面，本发明提供了一种测量加速器能量的方法，该方法包括如 下步骤测量步骤测量加速器发出的X射线的衰减倍数随屏蔽材料厚度变化的测量曲线， 比较步骤将测得的测量曲线与参考曲线进行比较，由此确定加速器发出的X射线的能量。该方法不受加速器限束条件限制，而且成本低、操作简单、数据直观、精度高，由人 为因素带来的误差很小，不仅可广泛适用于核技术应用领域中各类加速器的生产、调试、验 收中的质量控制，而且还可以指导工作人员进行加速器的精确调试。
图1为利用蒙卡模拟计算软件获得的2. 5 4MV加速器的参考标准KD曲线(屏蔽材料钢)；图2为KD曲线法能量测量方法示意图；图3为根据本发明提供的KD曲线法测试方案示意图；图4为根据本发明的一个实施例的锥束5. 0-7. 5MV加速器的参考KD曲线。图5-9为根据本发明的几个实施例测量结果。图10是示意图，示出了 3MV加速器能量随电子枪高压调节的变化趋势，加速器能 量随电子枪高压升高而降低，能量变化范围约为0. 8MV。图11是示意图，示出了 3MV加速器能量随磁控管脉冲电流调节的变化趋势，加速 器能量随磁控管脉冲电流升高而升高，能量变化范围约为0. 3MV。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。根据本发明的实施例的测量加速器能量的方法包括测量步骤测量加速器发出 的X射线的衰减倍数随屏蔽材料厚度变化的测量曲线，以及比较步骤将测得的测量曲线 与参考曲线进行比较，由此确定加速器发出的X射线的能量。X射线的衰减倍数随屏蔽材料厚度变化的测量曲线，即KD曲线，是X射线通过不同 厚度的屏蔽材料后的衰减倍数变化曲线。这里屏蔽材料可以包括钨、钢、铅、铝、水、晶体等 各种无机和有机材料。首先用蒙卡模拟计算软件(例如GEANT 4)进行计算，本发明根据应用需要仅给 出了(1. 0-12)MV能量间隔为0. 5MV的参考KD曲线。如图1所示，图1中给出部分能量段 (2. 5 4MV)的KD曲线，分别对应能量为2. 5MV、3. 0MV,3. 5MV和4. OMV加速器电子打靶后 通过狭缝出来的X射线在钢屏蔽材料中的KD衰减特性。这里采用Geant4程序模拟单能电子打靶，然后获取前向5度以内的能谱，作为各 能量的能谱，同时获得X射线的角分布。其中靶材料和尺寸可根据加速器的具体参数来确 定。表1是本方法模拟计算中所对应的靶材料和尺寸。表1各种能量所对应的靶材料和尺寸
权利要求
1.一种测量加速器能量的方法，包括如下步骤测量步骤测量加速器发出的X射线的衰减倍数随屏蔽材料厚度变化的测量曲线，比较步骤将测得的测量曲线与参考曲线进行比较，由此确定加速器发出的X射线的能量°
2.根据权利要求1所述的测量加速器能量的方法，其中参考曲线采用如下方式获得通过利用蒙卡程序对不同能量的加速器发出的X射线 进行模拟计算，求出不同能量的加速器的X射线的衰减倍数随屏蔽材料厚度变化的计算曲 线，该计算曲线用作参考曲线。
3.根据权利要求1所述的测量加速器能量的方法，所述测量步骤包括从没有屏蔽材料，即屏蔽材料的厚度为零，开始依次增加屏蔽材料的厚度，并测量没有 屏蔽材料的X射线的剂量和穿过不同厚度的屏蔽材料的X射线的剂量。
4.根据权利要求1所述的测量加速器能量的方法，所述测量步骤包括从没有屏蔽材料，即屏蔽材料的厚度为零，开始依次增加屏蔽材料的厚度，并测量没有 屏蔽材料的X射线的剂量和穿过不同厚度的屏蔽材料的X射线的剂量，并且同时测量直接 从加速器发出的X射线的剂量，通过直接从加速器发出的X射线的剂量，修正测得的穿过不 同厚度的屏蔽材料的X射线的剂量。
5.根据权利要求1所述的测量加速器能量的方法，其中屏蔽材料是边长为20 IOOcm 范围内的大致方形的板。
6.根据权利要求1所述的测量加速器能量的方法，其中在测量步骤中，加速器的靶点 与用于测量X射线剂量的剂量探测器之间的间距为0. 5 12. 0m。
7.根据权利要求1所述的测量加速器能量的方法，其中在测量步骤中，加速器的靶点 与用于测量X射线剂量的剂量探测器之间的间距为1. O 2. 5m。
8.根据权利要求6或7所述的测量加速器能量的方法，其中在测量步骤中，所述剂量探 测器与所述屏蔽材料之间的间距大于10cm。
9.根据权利要求6或7所述的测量加速器能量的方法，其中在测量步骤中，所述剂量探 测器与所述屏蔽材料之间的间距大于20cm。
10.根据权利要求1所述的测量加速器能量的方法，其中在测量步骤中，用于测量X射 线剂量的剂量探测器大致处在X射线的O度方向线上。
11.根据权利要求5所述的测量加速器能量的方法，其中所述板的表面的法线方向与X 射线的O度方向线大致平行。
12.根据权利要求11所述的测量加速器能量的方法，其中所述板的表面的中心处的法 线与X射线的O度方向线大致重合。
全文摘要
本发明公开了一种测量加速器能量的方法，该方法包括如下步骤测量步骤测量加速器发出的X射线的衰减倍数随屏蔽材料厚度变化的测量曲线，比较步骤将测得的测量曲线与参考曲线进行比较，由此确定加速器发出的X射线的能量。该方法可以精确地判断出该电子加速器发射出的X射线束的实际能量。该方法不受加速器限束条件限制，而且成本低、操作简单、数据直观、精度高，由人为因素带来的误差很小，不仅可广泛适用于核技术应用领域中各类加速器的生产、调试、验收中的质量控制，而且还可以指导工作人员进行加速器的精确调试。
文档编号G01T1/02GK102109605SQ20091024377
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月24日 优先权日2009年12月24日
发明者明申金, 曹艳锋, 朱国平, 王兵, 苗齐田, 邓艳丽 申请人:同方威视技术股份有限公司