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1、第32卷第6期原子能科学技术Vol.32,No.61998年11月AtomicEnergyScienceandTechnologyNov.1998液体化学剂量计测定电子束吸收剂量林 敏 叶宏生 林京文 陈云东 张桂芹肖振红 李华芝(中国原子能科学研究院放射性计量测试部,北京,102413)用重铬酸钾(银)和硫酸高铈2硫酸铈剂量计对电子束(能量1-15MeV)的水中吸收剂量进行了测量,其剂量响应线性良好,准确度高,测量的扩展不确定度为418%(K=2)。针对电子束吸收剂量测量的特点,特别设计加工了硬币型聚苯乙烯
2、制容器。根据深度剂量分布曲线,计算了吸收介质中某一深度处的吸收剂量,并通过射程法的计算,对电子束最可几能量进行了估计。关键词液体化学剂量计 硬币型剂量计 电子束吸收剂量 辐射加工中图法分类号TL81815近年来,电子束在辐射加工和科研上的应用已得到迅速发展。据不完全统计,1993年我国的电子加速器已增至40多座,而且还呈继续增长趋势。随着电子束辐射加工业的迅猛发展,迫切需要建立一套适用于电子束吸收剂量测量的高水平计量标准化体系,以便统一电子束辐照[1]吸收剂量的量值。在液体化学剂量计中,重铬酸钾(银)剂量计和
3、硫酸高铈2硫酸铈剂量计具有量程适宜、稳[2,3]-1定性好、辐照温度响应小、准确高度、对小于1MGy·s的电子束无明显的剂量率响应等[4]优点,因此适合作辐射加工用电子束吸收剂量测定的标准剂量计。为了考查这2种剂量计对电子束的剂量学性能,专门设计并加工了适合于电子束测定的剂量计容器和配套的可拼接的固体模体。本文的目的是研究用于电子束吸收剂量测量的液体化学剂量计。1 实验原理111 吸收剂量的测定2种剂量计都是基于当溶液吸收辐射能量后,在紫外光区特定波长下其一定范围内的吸[3,4]光度的变化值与吸收剂量成正比。
4、吸收剂量由下式表示$AD(K)==K(K)õ$AEmõlõGõQ林 敏:女,28岁,电离辐射化学计量专业,助理研究员收稿日期:1998204207 收到修改稿日期:1998205219第6期 林 敏等:液体化学剂量计测定电子束吸收剂量511$AõfD(Ce)==K(Ce)õ$Aõf(1)EmõlõGõQ2-1其中:Em为剂量计标准溶液的线性摩尔吸收系数,m·mol;l为石英杯中溶液的光程长度,-1m;G为辐射化学产额(即每吸收1J能量所产生的某物质的摩尔数),mol·J;Q为剂量计溶-3液的密度,kg·m;
5、K为剂量转换因子,Gy;f为硫酸高铈2硫酸铈剂量计溶液的稀释倍数,f=50。112 模体中有效点处的吸收剂量{将液体化学剂量计置于模体中,测得的是灵敏体积内的平均吸收剂量Di。由于灵敏体积{{小,所得Di即为灵敏体积中心点处的吸收剂量。经温度等因素校准后,利用Di可计算出任一介质中的吸收剂量{{Dm=DiõSm,iõPm,i(2){其中:Di为探测器灵敏材料所吸收的平均剂量,Gy;Sm,i为电子在m介质和灵敏材料中碰撞阻止本领之比;Pm,i为探测器在m介质中引起电子注量变化的扰动校准系数,用公式表示为Tl2l
6、2mõtTit(1-Ti)3H(z)+1ö3H(z)(3)Pm,i=1+Sm,i--0.434TmrTm22-1其中:Tm、Ti分别为m介质和灵敏材料的散射本领,rad·cm;t为灵敏层(剂量计溶液)的厚l2度,m;r为探测器的半径,m;H(z)为电子束在灵敏材料中深度为z处的平均散射角的平方-1l2T(söQ)ttotõQzH(z)=1-2õQz(4)QE0+mec若在模体中定义一个有效点p,则假设p点与探测器中心点的距离为deff。由于硬币型剂量计厚度为4mm,其内的深度剂量分布接近线性,则有:tdeff
7、=(1-Sm,i)õ(5)2{Dm(p)=DiõSm,iõPm,iõdeff(6)其中:Dm(p)为模体中p点处的吸收剂量,Gy。另外,根据测得的固体模体内的深度剂量分布曲线,还可通过外推得到模体表面的吸收剂[5]量或模体内任意深度处的吸收剂量。2 实验方法211 剂量计的制备[6,7]重铬酸钾(银)和硫酸高铈2硫酸铈剂量计溶液分别按技术规范配制。采用2种剂量计容器,一种为2mL市售医用中性玻璃安瓿瓶,另一种为可批量生产的自制的4mL硬币型聚苯乙烯容器。剂量计容器经过一定处理后,将已配好的剂量计溶液小心注入剂
8、量计容器中,封好后备用。212 校准剂量计的校准工作在中国原子能科学研究院辐照中心的钴源上进行,钴源活度为217[3,4,8]4PBq。用自制的Fricke剂量计进行校准,所得剂量转换因子分别为:K(K)=517×10Gy;K(Ce)=72418Gy。512原子能科学技术 第32卷213 辐照辐照工作分别在中国原子能科学研究院电物理与激光技术研究所的12MeV电子直线加速器、RSA21型2MeV电
