一种参考辐射场剂量率转换方法及系统与流程

本发明属于参考辐射建设，具体涉及一种参考辐射场剂量率转换、修正的方法及系统。

背景技术：

1、建立γ射线参考辐射场是进行辐射防护的基础，通过量值传递为分析、判断和控制剂量水平提供依据，从而有效地保证从事放射性工作人员的安全。

2、γ射线参考辐射场主要是由射线发生装置及台车装置两部分组成，通过改变台车与辐射源的位置得到不同剂量率。目前，参考辐射场控制软件往往不具备剂量率转换功能，采取以下两种方式实现剂量率转换：(1)根据放射源活度推算不同距离处的剂量率信息；(2)利用电离室测量距离放射源1m处的空气比释动能率，利用平方反比公式计算辐射场中各位置的剂量率。

3、但是上述方法存在以下不足：(1)放射源活度信息往往并不准确；(2)由于放射源位于源装置内部，台车与放射源之间的距离不好评估，存在误差。所以，现有方法会导致参考辐射场的剂量率转换功能并不准确。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种参考辐射场剂量率转换方法及系统，使用该方法及系统能够实现多参考点剂量率录入、剂量率线性关系判别、剂量率转换以及温度气压、半衰期修正等功能。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种参考辐射场剂量率转换方法，包括以下步骤：

4、s1、根据用户输入的参考辐射场中多个参考点的实测空气比释动能率和标尺距离，采用循环算法推导得到辐射场中参考点距离放射源的实际距离；

5、s2、根据实测的温度、大气压和系统时间，对温度气压和半衰期进行修正，得到修正后的空气比释动能率；

6、s3、根据各参考点的实际距离和修正后的空气比释动能率，对待测仪表在参考辐射场中的剂量率和距离进行转换。

7、进一步，如上所述的参考辐射场剂量率转换方法，步骤s1中具体为：

8、s11、在参考辐射场中采集多个参考点的标尺距离r(i)和对应的空气比释动能率约定值i(i)；

9、s12、对所采集到的数据进行曲线拟合，得到初始状态下拟合曲线的斜率k0及截距b0；

10、s13、通过循环算法对距离数组多次赋值，以消除实际距离的偏差，得到最优距离参数作为参考点的实际距离。

11、进一步，如上所述的参考辐射场剂量率转换方法，步骤s11中使用标准电离室测量参考点处的空气比释动能率约定值i(i)，并将测量值输入至上位机软件中。

12、进一步，如上所述的参考辐射场剂量率转换方法，步骤s12中拟合公式为：

13、

14、进一步，如上所述的参考辐射场剂量率转换方法，步骤s13具体为：

15、以0.01m的步长在初始距离数组r(i)的基础上分别累加至r(i)±0.5m，循环次数为j，得到不同拟合曲线的斜率kj；

16、利用冒泡法得到最接近-2的最佳斜率k’，该拟合曲线对应的距离数组即为距离辐射源的实际距离r(i)’；

17、将所述距离数组r(i)’及空气比释动能率数组i(i)写入上位机数据库中，便于后续功能调用。

18、进一步，如上所述的参考辐射场剂量率转换方法，步骤s2中具体为：

19、s21、将温度传感器和气压传感器置于参考辐射场内，测量参考辐射场内实际的温度和大气压，所测数据通过rs485通讯协议传输至上位机数据库中；

20、s22、在用户录入参考点数据时，vbs脚本同步读取上位机系统时间、参考辐射场内温度和大气压参数；

21、s23、根据系统时间计算半衰期修正因子kh，根据温度和大气压参数计算温度大气压修正因子ktp，计算公式分别为：

22、

23、其中，t为温度传感器所测温度值，单位摄氏度；p为气压传感器所测大气压力值，单位kpa；

24、

25、其中，td为当前系统时间与数据录入时间的日期差，td为核素半衰期，单位天；

26、s24、根据半衰期修正因子和温度大气压修正因子计算得到修正后的空气比释动能率数组i(i)’，计算公式为：

27、i(i)'＝i(i)gktpgkh(6)

28、进一步，如上所述的参考辐射场剂量率转换方法，步骤s3具体为：

29、s31、用户选择被测仪表的计量单位，结合辐射发生装置反馈回的照射源核素种类，通过查询转换系数表得到对应的转换系数；

30、s32、将所述转换系数与修正后的空气比释动能率数组i(i)’相乘，得到当前仪表所对应的剂量率数组h(i)’，从而实现剂量率的转换；

31、s33、vbs脚本根据用户输入的目标剂量率h1，判断所述目标剂量率所处的剂量率区间，并根据区间确定转换基准点，根据式(9)计算得到目标剂量率h1所对应的距离r1，计算公式为：

32、

33、式中，rref为转换基准点距离辐射源的距离，href为转换基准点处的剂量率。

34、一种参考辐射场剂量率转换系统，包括射线发生装置、标准电离室、台车、气压传感器、温度传感器和上位机，其中：

35、所述射线发生装置用于提供参考辐射场；所述标准电离室用于测量参考辐射场内参考点处的空气比释动能率约定值；所述台车用于承载所述标准电离室或待测仪表，通过所述台车改变距放射源的距离；所述气压传感器和温度传感器置于参考辐射场内，分别用于测量参考辐射场内实际的温度和大气压。

36、所述上位机内置有参考辐射场剂量率转换程序，所述程序执行如上所述的参考辐射场剂量率转换方法。

37、进一步，如上所述的参考辐射场剂量率转换系统，所述程序基于vbs脚本语言编写。

38、与现有技术相比，本发明提供的参考辐射场剂量率转换方法及系统，具有以下有益效果：

39、(1)本发明采用多参考点作为辐射场剂量率判定依据，根据多个参考点的拟合曲线对辐射源距离进行反推，得到更加准确的距离信息；

40、(2)本发明提出的剂量率转换算法包含对参考点数据记录时间、环境条件的记录，进而提供剂量率修正功能，进一步提高参考辐射场的稳定性；

41、(3)本发明提出的剂量率与距离转换的算法，结合录入的多个参考点的距离及剂量率信息，可将辐射场中任意位置的剂量率显示在上位机中。

技术特征：

1.一种参考辐射场剂量率转换方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的参考辐射场剂量率转换方法，其特征在于，步骤s1具体为：

3.根据权利要求2所述的参考辐射场剂量率转换方法，其特征在于，步骤s11中使用标准电离室测量参考点处的空气比释动能率约定值i(i)，并将测量值输入至上位机软件中。

4.根据权利要求3所述的参考辐射场剂量率转换方法，其特征在于，步骤s12中拟合公式为：

5.根据权利要求4所述的参考辐射场剂量率转换方法，其特征在于，步骤s13具体为：

6.根据权利要求1所述的参考辐射场剂量率转换方法，其特征在于，步骤s2中具体为：

7.根据权利要求6所述的参考辐射场剂量率转换方法，其特征在于，步骤s3具体为：

8.一种参考辐射场剂量率转换系统，其特征在于，所述系统包括射线发生装置、标准电离室、台车、气压传感器、温度传感器和上位机，其中：

9.根据权利要求8所述的参考辐射场剂量率转换系统，其特征在于，所述程序基于vbs脚本语言编写。

技术总结
本发明公开了一种参考辐射场剂量率转换方法及系统，涉及辐射剂量测量技术领域，该方法包括以下步骤：S1、根据用户输入的参考辐射场中多个参考点的实测空气比释动能率和标尺距离，采用循环算法推导得到辐射场中参考点距离放射源的实际距离；S2、根据实测的温度、大气压和系统时间，对温度气压和半衰期进行修正，得到修正后的空气比释动能率；S3、根据各参考点的实际距离和修正后的空气比释动能率，对待测仪表在参考辐射场中的剂量率和距离进行转换。本发明所提供的方法及系统能够实现多参考点剂量率录入、剂量率线性关系判别、剂量率转换以及温度气压、半衰期修正等功能。

技术研发人员：王雨青,方登富,段嘉宇,黄政林,刘新昊,王桢,孙博文,李英帼,张婷婷,李志刚,冯梅,韦应靖
受保护的技术使用者：中国辐射防护研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5