下载文档原格式
CT技术在近10年得到迅猛发展，从1998年推出4层CT后，几乎以摩尔定律的速度更新到16层、64层及双源CT。
近几年，128、256和320层CT也已经投入临床使用。
CT的快速发展，带来了更快的扫描速度以及更短的重建时间，最终呈现的各向同性图像更为精细和完美。
正是由于其不断提升的易操作性和不断拓展的影像信息，临床上接受CT检查的人数与日俱增。
随之而来的是，CT检查所致的公众辐射剂量也日益增多，甚至有学者预言医疗辐射的致癌效应将成为危害公众健康的一大问题[1]。
一般来说，控制CT检查中辐射危害的力量主要来自三个方面：政府相关机构、放射工作人员和CT设备生产厂家。
其中，CT厂家在降低辐射剂量的新技术研发方面更是担负着不可推卸的责任。
如图1所示，X射线从球管发出，经过滤线板和适形滤过器滤过后由前置准直器准直，照射在受检体表面并穿透受检体，衰减后的X射线通过后置准直器被探测器接收，接下来在数据采集系统内进行模/数转换，最后交由计算机处理系统重建成CT图像。
CT设备研发者在此CT图像形成的全部过程中都需要关注和重视辐射剂量的问题，从各个方面努力挖掘降低辐射剂量的潜能。
本文将针对几大CT设备制造厂家在其技术发展进程中，为降低辐射剂量所作出的技术革新作一浅述。
一数据采集阶段降低辐射剂量的技术改进1. 探测器探测器是CT系统中的关键组件，定量地记录穿过被照体的电离辐射，将X射线强度转换成电信号。
探测器的量子检出效率（DQE）愈高，所需入射X射线的剂量愈少，病人的受照剂量则随之降低。
气体探测器因其量子检出效率较低，且不符合二维探测器的制造要求，在多层CT的设计中已被固体探测器所取代。
而在固体探测器中，相对于传统闪烁晶体探测器（如钨酸镉），稀土陶瓷探测器（如氧硫化钆）的转换效率更高（DQE达98％以上），余辉时间更短，辐射剂量较普通探测器降低约30％，已经成为了各大厂家多层CT中的主流探测器类型。
GE公司在其新推出的探测器中加入了宝石分子结构材料，利用了其纯度高、通透性强、光电转换率高、硬度高、更稳定等优点。
附 录 A （资料性附录）X 射线探伤室的辐射屏蔽方法A.1 探伤室屏蔽要求A.1.1 探伤室辐射屏蔽的剂量参考控制水平A.1.1.1 探伤室墙和入口门外周围剂量当量率（以下简称剂量率）和每周周围剂量当量（以下简称周剂量）应满足下列要求：a) 周剂量参考控制水平（c H ）和导出剂量率参考控制水平（d c,•H ）： 1) 关注点的周剂量参考控制水平cH 如下：对职业工作人员工作区域：c H ≤100μSv/周； 对公众区域：c H ≤5μSv/周。
2) 相应c H 的导出剂量率参考控制水平d c,•H 按式（A.1）计算：)T U t /(H H ⋅⋅=•c d c,................................. (A.1) 式中：d c,•H ——导出剂量率参考控制水平，单位为微希沃特每小时（μSv/h ）；c H ——周剂量参考控制水平，单位为微希沃特每周（μSv/周）；t ——探伤机周照射时间，单位为小时每周（h/周），按式(A.2)计算；U ——探伤机向关注点方向照射的使用因子；T ——人员在相应关注点驻留的居留因子，不同场所与环境条件下的居留因子见表A.1。
IWt ⋅=60 ...................................... (A.2) 式中：W ——X 射线探伤的周工作负荷（平均每周X 射线探伤照射的累积“mA •min ”值），mA •min/周；60——小时与分钟的换算系数，单位为分每小时（min/h ）；I ——X 射线探伤机在最高管电压下的常用最大管电流，单位为毫安（mA ）。
表A.1 不同场所与环境条件下的居留因子b) 关注点最高剂量率参考控制水平max c,•H ：max c,•H ＝2.5μSv/hc) 关注点剂量率参考控制水平c •H ：c •H 为上述a ）中的d c,•H 和b)中的x H ma c,•二者的较小值。
常用_放射源的屏蔽计算及方法评价_孙莹莹内容提要论文由四部分组成，分别为引言、原理、辐射屏蔽模型建立和计算、数据分析及结论。
第一部分引言:介绍常见民用放射源屏蔽防护的重要性、分析国内外最优化辐射防护研究的现状和本研究工作的意义。
第二部分原理:首先介绍了外照射防护的相关知识:辐射的来源、辐射防护原则、常用材料等;其次是有关辐射量基础知识的介绍，一些与剂量有关的物理量的概念以及不同单位之间的换算关系;最后是射线在物质中的减弱规律以及计算辐射屏蔽的经验公式。
第三、四部分是论文的重点:模拟实际情景，建立常见γ放射源的使用、储存、运输过程中的屏蔽防护模型，运用经验公式对各种状况下所需的屏蔽厚度进行计算，并应用MCNP 4C 程序进行模拟，依据模拟结果对两种经验计算公式的计算效果进行评价。
本工作通过 MCNP 4C 的模拟计算证实了衰减倍数法在计算屏蔽防护厚度的安全性和精确性都要优于半减弱厚度法，为实际工作中的常用放射源屏蔽防护最优化设计提供了依据，为应对可能发生的事件及发生事件后的事故应急处理提供参考。
目录第1章引言 ..................................................................... ..........................................1 1.1 研究背景...................................................................... ......................................1 1.2 国内外研究现状...................................................................... ..........................2 1.3 本研究工作及意义...................................................................... ......................3第2章外照射防护相关知识 ...................................................................................4 2.1 人体受到照射的辐射来源及其水平. (4)2.1.1 天然本底照射...................................................................... .......................4 2.2.2 人工辐射源及其对人类的照射.................................................................4 2.2 射线防护的基本原则...................................................................... ..................6 2.4 屏蔽 X 或Γ 外照射的常用材料及优缺点 .......................................................7第3章辐射量及其单位换算 ..................................................................... ..............9 3.1 放射性活度或称放射性强度及单位 .............................................................9 3.2 照射量、照射量率及其单位...................................................................... ......9 3.2.1 照射量及其单位...................................................................... ...................9 3.2.2 照射量率及其单位...................................................................... .............10 3.3 吸收剂量、吸收剂量率及其单位 (10)3.3.1 吸收剂量及其单位...................................................................................10 3.3.2 吸收剂量率及其单位...................................................................... ......... 11 3.4 比释动能、比释动能率及其单位 (11)3.4.1 比释动能及其单位...................................................................... ............. 11 3.4.2 比释动能率及其单位...................................................................... ......... 11 3.5 剂量当量、剂量当量率及其单位 (12)3.5.1 剂量当量及其单位...................................................................... .............12 3.5.2 剂量当量率及其单位...................................................................... .........12 3.6 辐射量单位换算...................................................................... ........................13 3.6.1 照射量、吸收剂量、剂量当量三单位的区别.......................................13 3.6.2 照射量、吸收剂量、剂量当量数值之间的关系...................................13第4章Γ 和 X 射线在物质中的减弱规律和屏蔽计算方法 (15)4.1 基本作用过程.................................................................. ................................15 4.2 窄束和 X 射线在物质中的减弱规律 .............................................................16 4.3 宽束 X 或Γ 射线的减弱规律 ..................................................................... ....17 4.3.1 宽束射线的概念...................................................................... .................17 4.3.2 累积因子的概念...................................................................... .................18 4.3.3 累积因子的计算...................................................................... .................18 4.4 Γ 点源的常用屏蔽厚度计算方法及比较 .......................................................19 4.4.1 利用衰减倍数法计算...................................................................... .........19 4.4.2 利用半减弱厚度计算...................................................................... .........20 4.4.3 两种方法计算结果比较...................................................................... .....21第5章Γ 源屏蔽模型的建立和计算......................................................................25 5.1 高活度 60CO 放射源的屏蔽计算 (2)5 60 5.1.1 Co 放射源的水下储存 ..........................................................................25 60 5.1.2 Co 放射源的混凝土墙防护 (26)60 5.1.3 Co 放射源的铅罐包覆 ..................................................................... .....27 5.2 医用 192IR 放射源的屏蔽计算...................................................................... ..27 192 5.2.1 Ir 放射源的混凝土墙防护 (28)192 5.2.2 Ir 储源铅罐包覆...................................................................... .............29 5.3 低活度 137CS 放射源的屏蔽计算 (29)137 5.3.1 CS 放射源的铅罐包覆...................................................................... ...30 137 5.3.2 CS 放射源的铁壳包覆...................................................................... ...30第6章数据处理和分析 ..................................................................... ....................32 6.1 高活度 60CO 放射源的屏蔽计算 (3)2 6.2 中等活度 192IR 放射源的屏蔽计算 (34)6.3 低活度 137CS 放射源的屏蔽计算 (36)结论 ................................................................. ....................................................38参考文献 ..................................................................... ................................................39附录 ..................................................................... ................................................40致谢 ..................................................................... ................................................50中文摘要ABSTRACT 第 1 章引言1.1 研究背景随着国民经济的发展，电离辐射与放射性核素正在越来越广泛的应用于当代科学技术的许多领域。
物理实验技术中的电磁辐射测量与屏蔽方法随着科技的迅猛发展，电子设备在人们日常生活中的应用越来越广泛。
然而，这些电子设备产生的电磁辐射问题也逐渐凸显出来。
电磁辐射不仅对人体健康有潜在危害，还可能干扰其他电子设备的正常工作。
因此，进行电磁辐射测量与屏蔽成为了物理实验技术中的重要内容。
电磁辐射测量是对电磁辐射强度进行定量分析的过程。
常用的测量方法有磁场测量法和电场测量法。
磁场测量法适用于低频电磁辐射的测量，通过磁场探头测量电磁场的强度。
而电场测量法适用于高频电磁辐射的测量，通过电场探头测量电场的强度。
测量结果可以通过示波器或频谱分析仪进行显示和分析。
在电磁辐射测量之后，为了减少电磁辐射的干扰，需要采取屏蔽措施。
常用的屏蔽方法有屏蔽罩和屏蔽墙。
屏蔽罩是将电子设备包裹在金属罩体内，通过金属表面的反射和吸收来屏蔽电磁辐射。
屏蔽墙是在实验室或办公区域建立电磁辐射隔离的物理屏障，通过金属或金属合金材料的导电性来屏蔽电磁辐射。
选择具体的屏蔽方法需要根据电磁辐射的频率和强度来进行评估和设计。
除了屏蔽外，还可以采用滤波器来对电磁辐射进行消除。
滤波器是一种电子器件，可以选择性地传输或阻断特定频率的电磁波。
常用的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
通过在电子设备的电源输入或输出端以及信号传输线上添加适当的滤波器，可以有效地削弱电磁辐射的干扰。
此外，地线的设计也是减少电磁辐射干扰的重要环节。
地线是为了保证电子设备在正常工作时能够安全地释放或吸收电磁能量而设置的。
正确的地线设计可以有效地减少电磁辐射的干扰，提高电子设备的性能和稳定性。
总结起来，物理实验技术中的电磁辐射测量与屏蔽方法是确保电子设备正常工作和人体健康安全的重要环节。
通过合适的测量方法，可以获得电磁辐射的定量数据，并根据实际情况采取相应的屏蔽措施，如屏蔽罩、屏蔽墙和滤波器等。
此外，合理的地线设计也是减少电磁辐射干扰的关键。
随着科技的不断进步，电磁辐射的问题将会得到更好的解决，为人们创造更加安全和舒适的生活环境。
物理实验技术中常见的辐射剂量测量与防护方法引言：随着科学技术的不断发展，物理实验技术在多个领域得到广泛应用，然而在实验过程中，辐射剂量的测量与防护成为了一项至关重要的任务。
本文将探讨物理实验技术中辐射剂量测量的常见方法以及采取的防护措施，以保障实验工作者的安全。
一、辐射剂量测量的常见方法1. 个人剂量计个人剂量计是一种辐射剂量实时监测装置，它可以佩戴在实验者的身体附近，测量并记录个人接受的剂量。
个人剂量计通常使用电离室技术或光学刺激发光材料，能够准确测量实验者所接受的辐射剂量，为日后的剂量计算提供参考。
2. 辐射场剂量测量辐射场剂量测量是指对实验区域内辐射剂量进行监测和测量。
常用的方法有离子室法、热释光等。
离子室法主要利用气室中的电离现象来测量辐射剂量，热释光则是通过测量某些物质在受到辐射后释放的热量来间接评估辐射剂量。
二、辐射剂量防护的措施1. 防护屏蔽防护屏蔽是常见的辐射剂量防护措施之一。
通过使用高密度材料如混凝土、铅等作为屏蔽材料，可以有效吸收辐射，降低辐射剂量。
此外，合理设计实验室内部结构，设置合适的防护装置也是必不可少的。
2. 限制工作时间辐射剂量与暴露时间成正比，因此限制工作时间是减少辐射剂量的有效措施。
对于长时间暴露于辐射环境的工作者，需要合理安排工作时间并适当进行休息与恢复，以降低辐射剂量对身体的影响。
3. 采用防护装备在物理实验中，使用适当的防护装备也是重要的防护手段。
例如，佩戴防护手套、防护眼镜等可以保护暴露部位免受辐射伤害。
此外，根据实验需要，选择合适的防护服装也是必要的。
4. 排气与过滤在一些实验中，放射性物质会以气态形式释放。
通过合理设计实验室的通风系统，及时排除废气并进行有效过滤，可以降低实验者暴露于放射性物质的风险，减少辐射剂量。
结论：物理实验技术中的辐射剂量测量与防护对于实验工作者的健康安全至关重要。
个人剂量计可实时监测个人接受的辐射剂量，而辐射场剂量测量则能评估实验环境中的辐射状况。
第29卷 第3期核电子学与探测技术V ol.29 N o.32009年 5月Nuclear Electr onics &Detection T echnolo gyM a y. 2009低水平 射线测量中的本底问题冯江平,陈 羽,杨华龙(深圳大学核技术应用联合研究所,深圳 518000)摘要:讨论了低水平 射线测量中所面临的本底问题。
涉及屏蔽材料的选择、屏蔽体的结构以及主动屏蔽与被动屏蔽的方法和技术。
对宇宙射线、环境本底、射线的能量发散等方面的影响都做了尽可能详尽的探讨。
关键词:低水平测量;主动屏蔽;被动屏蔽中图分类号: T L84 文献标识码: A 文章编号: 0258 0934(2009)03 0652 06收稿日期:2008 04 11作者简介:冯江平(1986 ),男,广东人,深圳大学理论物理专业硕士研究生。
对任何射线的测量,都不可避免地涉及本底问题,即如何分辨和消除(或减弱)与测量对象无关的计数。
对于低水平放射性测量,不仅会受到系统仪器及其性能的影响,还会受到工作场所周围环境本底、康普顿散射及宇宙射线的干扰等。
其中宇宙射线和环境本底是客观存在的,必须设法采取相应的措施以减弱它们对测量结果的影响。
1 本底的来源本底计数的来源主要有三个方面:一是宇宙射线及其次级效应产生的粒子所带来的本底;二是测量系统周围环境中存在的放射性元素所带来的本底;三是测量装置以及探测器材料含有的放射性杂质所带来的本底。
1 1 宇宙射线及其次级效应产生的粒子所带来的本底照射在大气上层的宇宙射线,几乎全部是由能量大于109电子伏的原子核(主要是质子)组成的。
所有这些初级粒子,除很少一部分外,都与大气中的原子核相互作用,失去其原来的性质而产生大量的次级粒子和光子,因此次级粒子和光子构成了海平面上的宇宙射线。
海平面宇宙射线对有屏蔽层的 射线探测器本底的贡献可以分为两类:最小电离粒子和核子成分。
最小致电离粒子包括 介子、电子和光子等,主要是 介子。
Vol. 42 No. 7July 2020第42卷第7期2020年7月系统工程与电子技术Systems Engineering and Electronics文章编号：1001-506X(2020)07-1433-06网址 :www. sys-ele. com电磁辐射发射现场测试中基于空域对消的背景电磁干扰抑制方法卢中昊1,徐军2,林铭团：（1.国防科技大学电子科学学院，湖南长沙410073；2.北京空间飞行器总体设计部,北京100094）摘要：在进行电磁兼容现场测试时，从环境电磁信号中准确地提取出待测设备的电磁辐射信号是迫切需要 解决的难点问题之一。
基于空域对消的原理，本文使用新型的时域测量和接收体制，嵌入时域信号处理方法，在 缺失环境电磁干扰源的数量和方位分布等先验信息的情况下，依然能够等效地创造出一个暗室环境，滤除测量现场的环境电磁干扰并获得待测设备的真实辐射特性°仿真和测试结果表明，该方法不仅能够抑制窄带和宽带稳 态干扰，而且对瞬态干扰也有很好的抑制效果，此外多径干扰也能够得到有效抑制，为电磁兼容现场测试带来较好的可操作性和便利性。
关键词：电磁兼容；辐射发射；现场测试；电磁干扰中图分类号：TN03文献标志码：ADOI ：10. 3969/j. issn. 1001-506X. 2020. 07. 01Background electromagnetic interference suppression method based on spatialcancellation for on-site test of electromagnetic radiation emissionLU Zhonghao 1 , XU Jun 2 , LIN Mingtuan 1(1. College of Electronic Science and Engineering , National University of Defense Technology )Changsha 410073 , China ；2. Beijing Space Vehicle General Design Department )Beijing 100094 , China )Abstract : In the on-site test of electromagnetic compatibility )it is one of the difficult problems that need tobe solved urgently, accurately extracting the electromagnetic radiation signal of the equipment under test fromthe environmental electromagnetic signals. Based on the principle of spatial cancellation, a new type of timedomain measurement and reception system is used. In the absence of prior information such as the number and orientation distribution of environmental electromagnetic interference sources , the method can still create a vir tual microwave anechoic chamber environment, so as to filter the on-site environmental electromagnetic interfer ence and obtain the real radiation characteristics of the equipment under test. Simulation and test results show-ha--heme-hodcanno-onlysuppress-henarrow-bandandbroadbands-eady-s-a-ein-erference )bu-alsohasa goode f ec-on-ransien-in-erference.Inaddi-ion )-he mul-ipa-hin-erferencecan bee f ec-ivelysuppressed )whichbringsbe -eroperabili-yandconvenienceforelec-romagne-iccompaibiliyon-sie-es-.Keywords : electromagnetic compatibility (EMC) ； radiation emission ； on-site test ； electromagnetic inter ferences (EMI)o 引言对于舰船、飞机、高铁、移动基站、卫星等大型装备和平台的电磁兼容问题的排查和诊断，通常采用现场测试方式$但是测试现场的背景电磁干扰的电平常超岀标准限值30〜 40 dB *1+，这种背景电磁干扰电平大大超过受试设备（equip 收稿日期：2019 -08 - 22；修回日期：2020 - 02 - 24；网络优先出版日期2020 - 04 - 02。
辐射环境监测低本底实验室建设影响因素的实测研究2 ，黑龙江中医药大学附属第二医院，黑龙江省哈尔滨市，150000摘要:根据实际项目工程前期(湖北省核与辐射环境监测技术中心低本底实验室建设项目)的调研工作，对本底值具有贡献的几个因素(宇宙射线、氡及其子体、地球天然γ辐射和建筑材料自带辐射)进行了实测与分析。
实测分析结果表明，通过换气和保持实验室正压的工程系统可以忽略氡及其子体的贡献，地球天然γ辐射在一定厚度的混凝土建筑框架下也可以忽略不计，成功建设一间低本底实验室的辐射防护的关键在于对宇宙射线的屏蔽和低本底建筑材料的选择。
在严格控制防护体系成本的情况下，可将宇宙射线(低于GeV量级)和建筑材料的贡献控制在30nGy/h的本底水平。
关键词:电离辐射;低本底实验室;辐射防护;宇宙射线;建筑材料随着核科学与技术的发展，在很多衍生领域，如电离辐射环境监测中分析微量与痕量样品时，对低本底γ能谱仪的灵敏度要求极高［1］。
如何实现实验条件达到低本底环境也是核探测仪器一直致力于研究的领域。
一般Y能谱测量装置本身白带屏蔽体，由一定厚度的铅、铁、电解铜等组成，可以较好的屏蔽环境本底辐射。
这些屏蔽体可以消除次级宇宙射线中的电子、质子、低能光子等软成份对本底的影响。
为了进一步降低环境本底对测量结果的影响，除探测装置本身自带屏蔽体外还需要设计实验室本身辐射防护体现，使其达到低本底。
目前国内成功建成的低本底实验室很少，公开发表的关于低本底实验室设计的文献也很少。
着重探讨实验室本身的结构和屏蔽体系，对不同的本底影响因素进行实测分析，以控制本底满足低本底实验室要求。
实验室内本底主要由四方面构成:宇宙射线、氡、地球天然γ辐射和建筑材料中核素产生的辐射［2］。
其中，宇宙射线、氡、地球天然γ辐射与低本底实验室选址相关，一旦选择工作确定，此三类影响基本固定，唯有建筑材料的影响可通过后期对建材的选择实现减少对低本底实验室的影响。
1 宇宙射线宇宙射线是来自外太空的带电高能次原子粒子，它们会产生二次粒子穿透地球的大气层和表面。
世界核地质科学第39卷V弹承=μ*Fh（2）式中：V储承—承压水储存量，亿m3；V弹承—弹性储存量，亿m3；V容承—静储量，亿m3；μ*—弹性释水系数；μ—给水度；F—含水层分布面积，m2；h—平均承压水头高，m；M—平均含水层厚度，m。
经计算，靶区内地下水静储量为12.62×108m3，弹性储量为0.18×108m3，合计12.80×108m3。
4地下水可开采潜力分析4.1可开采量计算水源地靶区含水层岩性主要为含砾中粗砂岩和砂岩。
含水层厚度较大，水量丰富，根据前面的资源计算可见，水源地靶区内地下水天然补给量不多，静储量很大，根据水源地靶区地下水资源计算结果，水源地靶区地下水侧向径流补给量为213.24×104m3·a-1。
地下水静储量12.62×108m3。
因此，按天然补给量的50%［4］作为地下水的可开采资源量具有较高的保证程度（计算结果见表1）。
4.2可开采潜力分析对地下水潜力评价是正确认识地下水开发利用程度的手段［8，17］。
正确的评价结果对地下水资源分布特点、地下水开采潜力和利用精细程度将有一个清晰的把握。
本次评价主要表1额仁淖尔水源地靶区地下水可开采资源量计算表Table1Calculation table of exploitable groundwater resources of Erennur water source target area天然资源量/104m3·a-1213.24可开采资源量年可采量/104m3·a-1106.62日可采量/104m3·d-10.29可开采资源模数/104m3·a-1·km-20.40表2额仁淖尔水源地靶区地下水开采潜力分析表Table2Analysis of groundwater exploitation potential of Erennur water source target area可开采资源量/104m3·a-1106.62现状开采量/104m3·a-13.20可增加开采量/104m3·a-1103.42开采潜力指数P32.32考虑地下水的开采盈余量。
