小尺度参考辐射场装置的制作方法

本实用新型涉及检定或校准辐射防护领域，特别涉及用于现场对伽玛射线剂量测量仪器进行检定的装置。

背景技术：

测量伽玛射线剂量(率)、剂量当量(率)的仪器和仪表广泛应用于军事、国防和民用领域，是保障核设施、伽玛射线装置、工作人员和公众安全极为重要的工具和手段，发挥着不可或缺的作用，为保证其性能和测量量值的准确可靠，我国计量法和相关法规规定需要定期对其进行检定或校准，属于强制检定的计量器具。

依据国标GB/T 12162.1-2000《用于校准剂量仪和剂量率仪及确定其能量响应的X和γ参考辐射-辐射特性及产生方法》，GB/T12162.2-2004《用于校准剂量仪和剂量率仪及确定其能量响应的X和γ参考辐射第2部分辐射防护用的能量范围为8keV～1.3MeV和4MeV～9MeV的参考辐射的剂量测定》，以及JJG393-2003《辐射防护用X和γ辐射剂量当量(率)仪和监测仪检定规程》的要求，对伽玛剂量(率)仪器仪表的检定和校准应在含由同位素放射源构成的次级标准参考辐射场的伽玛空气比释动能(air kerma)次级标准装置上进行。在检定和校准工作中，首先需用air kerma测量标准器具对次级标准参考辐射场进行校验，得到次级标准参考辐射场检验点处的air kerma约定真值；然后再将受检仪器仪表探头上的参考点按要求准确定位于次级标准参考辐射场中，测量并得到校准因子K：其中，为由标准器具测量或推算获得的次级标准参考辐射场实验点处的伽玛空气比释动能(率)，即该实验点处伽玛空气比释动能(率)的约定真值，为受检仪器仪表的示值。

依据上述标准，实现对伽玛剂量(率)仪表进行检定或校准的伽玛空气比释动能次级标准装置的尺寸至少为4m×4m×3m，辐射器射出的射线束是准直的，且同位素放射源伽玛射线的剂量率应覆盖μGy/h至mGy/h范围。这样的标准参考辐射场无论是体积，还是包括屏蔽建筑物等设备的重量都是难以移动的，这就导致了所有的伽玛射线辐射防护仪器仪表都必须送至固定地点的拥有标准参考辐射场的计量技术机构进行检定或校准。对于核电站反应堆和相关核设施上的辐射安全监督用仪器仪表由于无法或难以拆卸，至今没有科学的方法技术和合适的装置手段对其实施定期检定或校准，给辐射安全埋下了隐患。

对伽玛射线剂量测量仪器实现现场和就地检定或校准的途径之一就是将标准规定的至少4m×4m×3m的标准参考辐射场空间体积和重量缩小到便于移动，但是参考辐射场空间尺 寸的缩小必然导致辐射场中散射成分的增加，使得小型化的参考辐射场中的散射射线的剂量贡献率超过5％，不符合现行标准的要求，影响仪器的相应，导致校准系数的偏离。

为解决上述问题，申请号“201410697524.0”的专利申请《空气比释动能约定真值测定方法》提出了一种新的检测方法，其采用传递仪器法使小尺度参考辐射同标准参考辐射在伽玛射线剂量量值上等效，然后基于样本仪器数据集，采用机器学习的方法建立预测模型并预测小尺度参考辐射中的伽玛空气比释动能约定真值，该方法为实现对伽玛射线剂量仪器就地和现场检定或校准提供了可能，但其仅提出了如何建立小尺度参考辐射场，并未将其装置化。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是克服目前标准参考辐射场空间体积较大无法或难以移动导致现场和就地检定或校准较难的缺点，提供一种小尺度参考辐射场装置。

本实用新型解决其技术问题，采用的技术方案是，小尺度参考辐射场装置，其特征在于，包括屏蔽箱体、仪器固定装置、辐射器及伽玛谱仪，所述屏蔽箱体水平放置，其侧面几何中心位置设置有入射孔，辐射器与屏蔽箱体的入射孔相连，其能够输出射线束通过该入射孔入射到屏蔽箱体内作为入射射线，在屏蔽箱体内几何中心处设置有检验点，屏蔽箱体上表面还具有测试孔，仪器固定装置设置在测试孔上，仪器固定装置用于固定待检仪器仪表的探头，能够将待检仪器仪表的探头上的参考点与检验点相重合，屏蔽箱体内还设置有剂量特征点，所述剂量特征点位于检验点在屏蔽箱体底部投影点及入射孔在屏蔽箱体底部投影点的连线上，且不被入射射线直接照射的位置，所述伽玛谱仪的探头设置在屏蔽箱体内，其探头上的参考点与剂量特征点重合，且固定于屏蔽箱体内。

具体的，所述屏蔽箱体为1m×1m×1m的正方体。

进一步的，所述辐射器包括屏蔽外壳、同位素放射源组容纳装置、射线束成形器及射线束衰减器，所述同位素放射源组容纳装置用于容纳同位素放射源，其所容纳的同位素放射源放射的伽玛射线能够通过射线束成形器成形为一射线束并入射到射线束衰减器中，通过射线束衰减器后再通过入射孔入射到屏蔽箱体内作为入射射线，所述射线束成形器一端与同位素放射源组容纳装置对应，另一端与射线束衰减器的一端连接，射线束衰减器的另一端与入射孔连接，所述同位素放射源组容纳装置及射线束成形器至少一部分位于屏蔽外壳内部。

具体的，所述同位素放射源组容纳装置包括圆盘状托架及驱动装置，所述圆盘状托架偏心安装在驱动装置的驱动轴上，驱动装置能够带动圆盘状托架转动，所述圆盘状托架用于固定各同位素放射源，每一次转动都能够保证固定在对应位置的一种同位素放射源的伽玛射线能够通过射线束成形器成形为一射线束并入射到射线束衰减器中，通过射线束衰减器后再通过入射孔入射到屏蔽箱体内作为入射射线，所述圆盘状托架位于屏蔽外壳内部，驱动装置位 于屏蔽外壳外部。

再进一步的，所述射线束成形器包括顺序排列的多个光阑，光阑之间存在空隙，以射线束成形器与同位素放射源组容纳装置对应的那一端为前端，反之为后端，则每一个空隙作为前一个光阑边缘散射射线的捕集器。

具体的，所述射线束成形器还包括快门，所述快门设置在射线束成形器的前端或中段或后端，用于根据需要阻断射线束入射到射线束衰减器中。

再进一步的，所述射线束衰减器包括舱室及多个不同厚度的衰减片，舱室能够根据需要填充进一个衰减片，舱室填充了衰减片后能够对射线束成形器输出的射线束进行衰减，射线束衰减器还包括石墨层，所述石墨层设置在射线束衰减器与入射孔连接的那一端。

具体的，所述衰减片为能够使衰减倍数达到六个数量级的衰减片。

再进一步的，所述石墨层相对于射线束衰减器的一端到另一端的厚度为1厘米。

具体的，所述仪器固定装置还能够使固定在其上的待检仪器仪表的探头在水平方向上旋转，相对于探头的参考方向，旋转角度不小于±45％。

本实用新型的有益效果是，上述小尺度参考辐射场装置，提供了一种可实现的小尺度参考辐射场，能够应用在申请号“201410697524.0”的专利申请《空气比释动能约定真值测定方法》中，达到其测试目的，且设计和制造重量和体积适合于移动的撬装式、车载式、手推式或其他移动式的伽玛射线辐射防护仪器仪表检定或校准的装置和设备，用于各类伽玛射线剂量测量仪器和安全监督仪表使用现场的检定和校准。

附图说明

图1为本实用新型实施例中小尺度参考辐射场装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中辐射器的剖面图。

其中，1为屏蔽箱体，2为待检仪器仪表，3为入射射线，4为辐射器，5为测试孔，6为检验点，7为剂量特征点，8为入射孔，9为伽玛谱仪，10为仪器固定装置，11为同位素放射源，12为圆盘托架，13为驱动装置，14为光阑，15为快门，16为舱室，17为衰减片，18为石墨层，19为屏蔽外壳。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，详细描述本实用新型的技术方案。

本实用新型所述的小尺度参考辐射场装置，其包括屏蔽箱体1、仪器固定装置10、辐射器4及伽玛谱仪9，屏蔽箱体1水平放置，其侧面几何中心位置设置有入射孔8，辐射器4与屏蔽箱体1的入射孔8相连，其能够输出射线束通过该入射孔8入射到屏蔽箱体1内作为入射射线3，在屏蔽箱体1内几何中心处设置有检验点6，屏蔽箱体1上表面还具有测试孔5， 仪器固定装置10设置在测试孔5上，仪器固定装置10用于固定待检仪器仪表2的探头，能够将待检仪器仪表2的探头上的参考点与检验点6相重合，屏蔽箱体内还设置有剂量特征点7，剂量特征点7位于检验点6在屏蔽箱体1底部投影点及入射孔8在屏蔽箱体1底部投影点的连线上，且不被入射射线3直接照射的位置，伽玛谱仪9的探头设置在屏蔽箱体1内，其探头上的参考点与剂量特征点7重合，且固定于屏蔽箱体1内。

实施例

本例中小尺度参考辐射场装置，其结构示意图如图1所示，其包括屏蔽箱体1、仪器固定装置10、辐射器4及伽玛谱仪9，屏蔽箱体1水平放置，其侧面几何中心位置设置有入射孔8，辐射器4与屏蔽箱体1的入射孔8相连，其能够输出射线束通过该入射孔8入射到屏蔽箱体1内作为入射射线3，在屏蔽箱体1内几何中心处设置有检验点6，屏蔽箱体1上表面还具有测试孔5，仪器固定装置10设置在测试孔5上，仪器固定装置10用于固定待检仪器仪表2的探头，能够将待检仪器仪表2的探头上的参考点与检验点6相重合，屏蔽箱体内还设置有剂量特征点7，剂量特征点7位于检验点6在屏蔽箱体1底部投影点及入射孔8在屏蔽箱体1底部投影点的连线上，且不被入射射线3直接照射的位置，伽玛谱仪9的探头设置在屏蔽箱体1内，其探头上的参考点与剂量特征点7重合，且固定于屏蔽箱体1内。

本例中，屏蔽箱体1可以为1m×1m×1m的正方体，其形状也可以为长方体或其他形状，具体尺寸由使用目的所允许的MRR(小尺度参考辐射场)总重量确定，一般其长宽高采用1米左右。

参见图2，本例中，辐射器4可以包括屏蔽外壳19、同位素放射源组容纳装置、射线束成形器及射线束衰减器，其中，同位素放射源组容纳装置用于容纳同位素放射源11(多个同位素放射源11即为同位素放射源组)，其所容纳的同位素放射源11放射的伽玛射线能够通过射线束成形器成形为一射线束并入射到射线束衰减器中，通过射线束衰减器后再通过入射孔8入射到屏蔽箱体1内作为入射射线3，射线束成形器一端与同位素放射源组容纳装置对应，另一端与射线束衰减器的一端连接，射线束衰减器的另一端与入射孔8连接，同位素放射源组容纳装置及射线束成形器至少一部分位于屏蔽外壳19内部。

本例中，同位素放射源组容纳装置可以包括圆盘状托架12及驱动装置13，圆盘状托架12偏心安装在驱动装置13的驱动轴上，驱动装置13能够带动圆盘状托架12转动，圆盘状托架12用于固定各同位素放射源11，每一次转动都能够保证固定在对应位置的一种同位素放射源11的伽玛射线能够通过射线束成形器成形为一射线束并入射到射线束衰减器中，通过射线束衰减器后再通过入射孔8入射到屏蔽箱体1内作为入射射线3，圆盘状托架12位于屏蔽外壳19内部，驱动装置13可以位于屏蔽外壳19外部。

本例中，射线束成形器可以包括顺序排列的多个光阑14，光阑14之间存在空隙，以射线束成形器与同位素放射源组容纳装置对应的那一端为前端，反之为后端，则每一个空隙作为前一个光阑14边缘散射射线的捕集器，这样可以减弱散射射线影响。射线束成形器还可以包括快门15，快门15设置在射线束成形器的前端或中段或后端，用于根据需要阻断射线束入射到射线束衰减器中，保证整个装置的辐射安全。

另外，射线束衰减器可以包括舱室16及多个不同厚度的衰减片17，舱室16能够根据需要填充进一个衰减片17，舱室16填充了衰减片17后能够对射线束成形器输出的射线束进行衰减，射线束衰减器还可以包括石墨层18，石墨层18设置在射线束衰减器与入射孔8连接的那一端，而石墨层18相对于射线束衰减器的一端到另一端的厚度为1厘米，其作用在于消除屏蔽箱体1内检验点6处的电子平衡畸变。本例中，衰减片17可以使衰减倍数达到六个数量级。

本例中，仪器固定装置10还能够使固定在其上的待检仪器仪表2的探头在水平方向上旋转，相对于探头的参考方向，旋转角度不小于±45％。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选的实施方案作了详细介绍，但应当认识到上述介绍不应被认为是对本实用新型的限制。当具有专业知识和技能的人员在阅读了上述内容后，对本实用新型的多种修改、代替和规避都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。