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        井型電離室軸向響應(yīng)對(duì)放射性活度測(cè)量的影響*

        2019-07-11 09:37:28李小雙宋家斑鄒建新袁杰韓剛陸小軍趙超上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院
        上海計(jì)量測(cè)試 2019年3期
        關(guān)鍵詞:電離室放射源極大值

        李小雙 宋家斑 鄒建新 袁杰 韓剛 陸小軍 趙超 / 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

        0 引言

        放射性活度計(jì)主要由井型電離室和靜電計(jì)組成,γ射線在電離室內(nèi)氣體中產(chǎn)生次級(jí)電子,次級(jí)電子電離空氣產(chǎn)生正負(fù)離子對(duì),在靈敏體積內(nèi)的電場(chǎng)作用下,電子、正離子分別向兩極漂移,在外接電路中形成微電流;電流的大小與入射線的強(qiáng)度成正比;靜電計(jì)以補(bǔ)償法準(zhǔn)確測(cè)量微電流,經(jīng)放射性活度標(biāo)準(zhǔn)刻度后轉(zhuǎn)換為放射性活度顯示。放射性活度計(jì)常用于測(cè)量放射性溶液及放射性藥物的活度,在同位素生產(chǎn)和醫(yī)療衛(wèi)生部門(mén)得到了廣泛應(yīng)用[1]。診斷、治療病人使用放射性藥物的活度依賴于活度計(jì)的測(cè)量,故而其準(zhǔn)確性非常重要。

        井型電離室是一種4π電離室,由于幾何結(jié)構(gòu)的符合性電子學(xué)效應(yīng)等因素,在井內(nèi)不同深度處的輸出電流會(huì)有變化。采用刻度誤差優(yōu)于±1 mm鋼直尺和封裝在青霉素瓶?jī)?nèi)的放射性標(biāo)準(zhǔn)溶液,從井內(nèi)底部往上,每間隔1 cm為一測(cè)量點(diǎn),每個(gè)點(diǎn)位測(cè)量10次取平均值,由測(cè)量結(jié)果分析研究井的軸向位置對(duì)活度計(jì)輸出值的影響。

        1 實(shí)驗(yàn)

        1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

        主要設(shè)備有:美國(guó)CAPINTEC公司生產(chǎn)的CRC-25R型放射性活度計(jì),儀器序列號(hào)為252798;北京恒昌高科科學(xué)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的RM-905a型活度計(jì),儀器序列號(hào)為NOT-HC052;刻度誤差優(yōu)于±1 mm鋼直尺;封裝在青霉素瓶?jī)?nèi)的1 mL137Cs核素標(biāo)準(zhǔn)溶液,外加帶輻射防護(hù)安全裝置的實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)。

        1.2 實(shí)驗(yàn)方法

        在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響可忽略的條件下,將137Cs核素標(biāo)準(zhǔn)溶液從井型電離室底部,沿著電離室軸向,逐一向上移動(dòng),每間隔1 cm重復(fù)讀取10次活度計(jì)示值,取平均值作為該點(diǎn)位的測(cè)量值。

        1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

        CRC-25R型活度計(jì)的井型電離室深度為25.4 cm,RM-905a型活度計(jì)的井型電離室深度為27.5 cm,標(biāo)準(zhǔn)溶液表面距離瓶底部2 mm,以標(biāo)準(zhǔn)溶液的中心位置作為原點(diǎn),向上沿著軸向改變137Cs核素標(biāo)準(zhǔn)溶液位置,得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示。

        2 結(jié)果分析

        為了更加直觀地比較兩種活度計(jì)的示值變化,以活度示值為橫坐標(biāo),軸向距離為縱坐標(biāo),將兩種不同類型活度計(jì)所測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)示如圖1、圖2所示。

        圖1 137Cs核素標(biāo)準(zhǔn)溶液軸向位置變化對(duì)CRC-25R型活度計(jì)示值的影響

        表1 軸向改變137Cs核素標(biāo)準(zhǔn)溶液位置時(shí)活度計(jì)的示值

        由圖1可知,隨著放射源在軸向方向上的移動(dòng),活度計(jì)的示值先是有個(gè)微小幅度的變大,穩(wěn)定一小段之后,開(kāi)始大幅減小。

        圖2 137Cs核素標(biāo)準(zhǔn)溶液軸向位置變化對(duì)RM-905a型活度計(jì)示值的影響

        由圖2可知,隨著放射源在軸向方向上的移動(dòng),活度計(jì)的示值先是有個(gè)大幅度的上升,平緩變化一小段之后,大幅減小。

        隨放射源位置的改變,活度計(jì)示值與極大值的相對(duì)偏差如表2所示。

        表2 兩種型號(hào)活度計(jì)的極大值相對(duì)偏差

        由圖1、圖2還可以看出,對(duì)于同一137Cs放射源,兩種不同型號(hào)活度計(jì)均會(huì)有一個(gè)極大值區(qū)域。隨著放射源持續(xù)上移,活度示值隨之減小。由表2可知,CRC-25R型活度計(jì)示值的極大值出現(xiàn)在靠近井底位置,在向上5 cm范圍內(nèi)示值變化僅為0.3%,RM-905a型活度計(jì)示值的極大值出現(xiàn)在距井底10 cm處,±1 cm范圍內(nèi)示值變化小于1%。

        放射性活度計(jì)井型電離室響應(yīng)靈敏度的軸向變化可通過(guò)活度計(jì)示值與極大值的相對(duì)偏差隨放射源位置的變化來(lái)反映,見(jiàn)圖3、圖4。

        圖3 CRC-25R型活度計(jì)示值與極大值的相對(duì)偏差隨放射源位置的變化

        圖4 RM-905a型活度計(jì)示值與極大值的相對(duì)偏差隨放射源位置的變化

        從圖3和圖4可以直觀地看出,CRC-25R和RM-905a型活度計(jì)井型電離室響應(yīng)靈敏度的軸向分布,不同型號(hào)放射性活度計(jì)其井型電離室的響應(yīng)靈敏區(qū)域有差異,放射性溶液或放射源在井型電離室內(nèi)的軸向位置直接影響活度測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。放射性活度計(jì)的刻度校準(zhǔn)應(yīng)針對(duì)其最靈敏探測(cè)響應(yīng)區(qū)域[2]。用放射性活度計(jì)測(cè)量放射性溶液或放射源活度時(shí),放射性溶液或放射源必須保持在井型電離室響應(yīng)最靈敏區(qū)域內(nèi)。

        JJG377-1998放射性活度計(jì)檢定規(guī)程規(guī)定工作級(jí)活度計(jì)的基本誤差不超過(guò)6%,標(biāo)準(zhǔn)級(jí)活度計(jì)的基本誤差不超過(guò)4%[3]。檢定測(cè)量時(shí)如果參考源位置偏離最靈敏響應(yīng)區(qū)域,則活度計(jì)示值偏低,將導(dǎo)致檢定結(jié)果失準(zhǔn)。

        3 結(jié)語(yǔ)

        放射性活度計(jì)是重要的放射性活度測(cè)量?jī)x器,也是核醫(yī)學(xué)診療的常用儀器,其測(cè)量準(zhǔn)確度直接影響核醫(yī)學(xué)診療效果與患者健康。對(duì)目前最常用的CRC-25R和RM-905a型活度計(jì)放射性活度軸向響應(yīng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示:不同型號(hào)放射性活度計(jì)其井型電離室的響應(yīng)靈敏區(qū)域有差異,CRC-25R型活度計(jì)響應(yīng)最靈敏區(qū)域?yàn)榫碗婋x室底部向上5 cm范圍內(nèi),區(qū)域內(nèi)活度計(jì)示值變化為0.3%;RM-905a型活度計(jì)響應(yīng)最靈敏區(qū)域?yàn)榫碗婋x室內(nèi)距底面9~11 cm范圍內(nèi),區(qū)域內(nèi)示值變化小于1%。

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