Способ калибровки источников рентгеновского излучения Советский патент 1980 года по МПК G01T1/16 

1

Предлагаемое изобретение относится к области метрологии ионизирующих излучений и найдет применение прежде всего при калибровке образцовых источников рентгеновского излучения (ОИРИ) по числу КХ-квантов, вылетающих через рабочую поверхность источника в секунду, то есть по потоку КХ-квантов через рабочую поверхность источника.

Известен способ кашибровки источников рентгеновского излучения по потоку рентгеновских квантов, называемый методом определенного телесного угла til , позволяпощйй калибровать источники требуемых номиналов по noToijcy фотонов 10 - 10 с . Способ основан на использовании Х-детекторов, расположении измеряемого иЬточника вне чувствительного объема детектора, введении между детектором и источником постоянной диафрагмы и требовании жесткого воспроизведения при калибровке геометрии измерений. Способ позволяет производить абсолютную и относительную калибровку источника по потоку КХ-квантов. Однако, при абсолютной калибровке этот способ не обеспечивает высокой точности получения данных, вследствие необходимости введения большого числа трудно определяемых поправок (поправки на телесный

5 угол, эффекты прямого рассеяния, поглощение в воздухе и входном окне детектора, эффекты обратного рассеивания, краевые эффекты, эффективность регистрации непосредственно в

to детекторе и др.). Применение подобного метода для относительных измерений требует предварительной градуировки измерительной установки с помощью откгшиброванных по потоку

15 фотонов источников, близких по номиналу к измеряемым. То есть этот способ в принципе не может быть использован без источников, откалиброванных абсолютным методом. Следовательно, точность кашибровки новых источников этим методом заведомо хуже точности калибровки источников, используемых для градуировки установки, которая, в свою очередь, заведомо

25 хуже точности калибровки, присущей использованным первичным установкам для абсолютных измерений, К .тому же недостатками такого способа являются сложность воспроизведения с высокой

30 точностью геометрии измерений и необходимость постоянной переградуировки установки. Ближайшим техническим решением является способ калибровки источнико рентгеновского излучения, по котором источник рентгеновских квантов размещают в газоразрядном 4п-счетчике на границе раздела чувствительных об емов 2П-счетчиков, устанавливают дав ление рабочей смеси, обеспечивающее 100%-ное поглощение фотонов и провод измерение потока фотонов 2 . Для ис точников с номиналами по потоку до 10 с этот метод обеспечивает высокую точность калибровки, однако, по мере дальнейшего увеличения потока фотонов источников, точность такой к&либровки быстро ухудшается из-за резкого роста просчетов за счет мертвого времени и при значениях потока КХ-квантов, превышающих 10 сГ , она становится недостаточной для калибровки образцовых источников. Таким образом, метод определенного телесного угла не обеспечивает необходимой для создания ОИРИ точно ти калибровки источников, а метод 4П-Х-счета не позволяет производить калибровку источников нужных номиналов по потоку (10 - 10 с и более) , Цель изобретения - обеспечение к либровки источников рентгеновского излучения с потоком фотонов 10 при сохранении высокой точнос ти калибровки, обеспечиваемой метод 4Ь-Х-счета. Поставленная цель достигается техническим решением, представляющи собой новый способ калибровки источ ников рентгеновского излучения, по которому вспомогательный источник рентгеновского излучения с потоком фотонов до 10 с , по форме и раз мерам близкий к калибруемому, разме щают в газоразрядном 4П-счетчике на границе раздела чувствительных объе моГ 2П-счетчиков, устанавливают дав jieHne рабочей смеси, обеспечивающее 100%-ное поглощение фотонов, проводят измерение потока фотонов в геом рии 4П, измеряют поток фотонов вторичного ионизирующего излучения, проникающий в 2П-счетчик, к которому вспомогательный источник поверну стороной, противоположной рабочей поверхности, заменяют вспомогательный источник калибруемым, измеряют поток фотонов вторичного ионизирующего излучения, проникающий в 2П-сч чик, к которому кашибруемый источни повернут стороной, противоположной рабочей поверхности, и находят величину потока фотонов калибруемого источника по формуле V% де Ф, поток фотонов калябруемого источника рентгеновского излучения; поток фотонов вспомогательного источника рентгеновского излучения, определен.ный методом 4П-Х-счета, поток фотонов вторичного ионизирующего излучения, проникающий в 2П-счетчик, к которому вспомогательный источник повернут стороной, противоположной рабочей поверхности) поток фотонов вторичного ионизируюидего излучения, проникающий в 2П-счетчик, к которому калибруе-лый источник повернут стороной, протипоположной рабочей поверхности . Способ был реализован для случая алибровки источников КХ-излучения с уклидом SSpg на установке с газоразядным пропорциональным 4П-Х-счетчиом, в котором чувствительные объемы 2П-счетчиков разделены электродом в ввде сетки. Счетчик работал на смеси газов: Аг (95%) и СН (5%), 100%ная эффективность поглощения выходящего из источника рентгеновского излучения обеспечивалась для счотчика взятой конструкции при давлении рабочей смеси 3 ат (3,04 ) . Энергетическое разрешение для пика 5,95 Кэв составляло 1,2 Кэв. Для калибровки был изготовлен вспомогательный источник с нуклидом Fe с потоком рентгеновских квантов 810 с , по форме и размерам близкий к калибруемым . Вспомо-гательный источник разместили в 4П-Х-счетчике на границе раздела двух 2П-счетчиков так, чтобы он бы.п обращен рабочей поверхностью в сторону одного из них, определили с помощью 4П-Х-счетчика по-, ток КХ-квантов через рабочую поверхность Ф , отключили от измер ;тельной аппаратуры 2П-счетчик, к которому источник обращен рабочей поверхностью и замерили с помощью второго 2П-счетчика скорость счета рассеянного и индуцированного рентгеновс- ких излучений Ф. Затем заменили испомогательный источник калибруемым источником с активностью нуклида ЗЭре в пятне примерно на два порядка большей, чем во вспомогательном источнике, и замерили скорость счета рассеянного и индуцированного рентгеновских излучений Oij,. Искоемый поток КХ-квантов через рабочую поверзность источника равен ф - Ф Таким Образом были откалибровани источники с номиналами по потоку

в пределах 10 - Ю с с погрешностью MBiiee одного процента.

Описанный способ позволяет производить калибровку образцовых источников рентгеновского излучения с номина-чами более 10 с на высоко точной установке для абсолютных измерений непосредственно. Ошибка калибровки при определенных рабочих условиях практически не зависит от неидентичности фоомы активного пятна или диафрагмы, формирующей рабочую поверхность, а также незначительных изменений давления рабочего газа, которые возможны при смене источников, и может быть сделана меньше 1%.

Способ расширяет функциональные возможности уже имеющейся в практике аппратуры для измерений потока фотонов методом 4П-Х-счета и устраняет . необходимость создания вспог огательной аппаратуры с меньшей активностью регистрации.

Способ решает проблему аттестации источников рентгеновского излучения в качестве стандартных образцов, образцовых источников рентгеновского излучения, и может быть включен в Государственный эталон определения потока фотонов рентгеновского излу 1ения через рабочую поверхность источников.

Формула изобретения

Способ калибровки источников рентгеновского излучения, основанный на размещении источника рентгеновских квантов в газоразрядном 4П-счетчике на границе раздела чувсвительных объемов 2П-счетчиков, установлении давления рабочей смеси, обеспечивающего 100%-ное поглрдение фотонов, отличающийс я тем, что, с целью калибровки иточников рентгеновского излучения с потоком фотонов 10 - 10 с , измеряют поток фотонов в геометрии 4П от вспомогательного -.источника

рентгеновского и:1лучения, по форме и размерам бли31сого к калибруемым, с -потоком фотонов до 10 с , затем измеряют поток фотонов вторичного иноизирующего излучения, проникаю1аий в 2П-счетчик, к которому вспомогательный источник повернут стороной, противоположной рабочей поверхности, заменяют вспомогательный источник калибруемым, измеряют поток фотонов вторичного ионизирующего излучения, проникающий в 2П-сче-) чик, к которому калибруемый источник повернут стороной, противоположной рабочей поверхности, и находят величину потока фотонов калибруемого источника по формуле:

где Ф - поток фотонов калибруемого источника рентгеновского излучения;

Ф, - поток фотонов вспомогательного источника рентгеновского излучения, определенный методом 4П-Х-счета;

Ф- - поток фотонов вторичного ионизирующего излучения, проникающий в 2П-счетчик, к которому вспомогательный источник повернут стороной, противоположной рабочей . поверхности,

Фп - поток фотонов вторичного ионизирующего излучения, проникающий в 2П-счетчик, к которому калибруемый источник повернут стороной, противоположной рабочей поверхности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.W. В. Bambynek Standardization of radfanilids. Proceedings of a symposium on standartizations of

radionucI I des JAEA, Vienna, 1967, 373-376.

2.R. A. Allen, Jntern J. Appl. Rad Jsotdpes, 1, 1957, 289.