[发明专利]双通道计数系统及高剂量条件下剂量当量的测量方法

权利要求书

1.一种双通道计数系统，其特征在于：其包括半导体探测器、电荷灵敏放大电路、第一脉冲成形电路、第一比较器、第二脉冲成形电路、第二比较器、MCU，所述第一脉冲成形电路和第二脉冲成形电路分别配置成输出不同幅度和宽度的脉冲信号，所述MCU包括用于对第一比较器的输出脉冲进行计数的第一计数器、用于对第二比较器的输出脉冲进行计数的第二计数器，

所述电荷灵敏放大电路的输入端与半导体探测器连接，其输出端分别与第一脉冲成形电路的输入端和第二脉冲成形电路的输入端连接；所述第一比较器的输入端分别与第一脉冲成形电路的输出端和第一阈值电压信号源连接，所述第二比较器的输入端分别与第二脉冲成形电路的输出端和第二阈值电压信号源连接，所述第一阈值信号源的电压值与第二阈值信号源的电压值不相等；所述MCU分别与第一比较器的输出端和第二比较器的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的双通道计数系统，其特征在于所述电荷灵敏放大电路包括JFET、第一电阻、第二电阻、第一电容和第一运算放大器，所述JFET的栅极作为电荷灵敏放大电路的输入端分别与半导体探测器的阳极、第二电阻的一端、第一电容的一端连接，所述JFET的源极接地，所述JFET的漏极分别与第一电阻的一端、第一运算放大器的输入端连接，所述半导体探测器的阴极、第一电阻的另一端均与第一电压源连接，所述第一运算放大器的输出端作为电荷灵敏放大电路的输出端分别与第二电阻的另一端、第一电容的另一端连接。

3.根据权利要求1或2所述的双通道计数系统，其特征在于所述第一阈值电压信号源的电压值与第二阈值电压信号源的电压值比值小于等于0.8。

4.根据权利要求1所述的双通道计数系统，其特征在于所述半导体探测器为Si-Pin探测器。

5.一种高剂量条件下剂量当量的测量方法，其特征在于包括：

步骤A：初始化权利要求1至4中任一所述的双通道计数系统；

步骤B：选择辐射场，所述辐射场为中能辐射场或高能辐射场；

步骤C：确定测量条件，如果选择的辐射场为中能辐射场，则所述测量条件为辐射源的管电流，如果选择的辐射场为高能辐射场，则所述测量条件为剂量当量测量位置；

步骤D：在所确定的测量条件下，采用所述双通道计数系统对辐射源的辐射剂量进行计数，并对第一计数器计数值N₁和第二计数器计数值N₂进行加权处理得到双通道计数值M₁，所述加权处理的公式为：

$M_1=\frac{1}{2}\·(N_1+N_2)\·A\·B,$

上式中，A的取值为或B为时间单位转换因子；

步骤E：在所确定的测量条件下，使用标准计量仪测量得到标准计量仪的测量值D₂，对标准计量仪的测量值D₂进行换算处理得到标准计量仪换算值M₂，所述换算处理的公式为：

M₂＝D₂·L·H，

上式中L为在¹³⁷Cs辐射场下的灵敏度因子，H为剂量单位转换因子；

步骤F：计算标准计量仪换算值M₂与双通道计数值M₁之间的比值K_r；

步骤G：重新确定测量条件，重复步骤D至步骤F，得到不同测量条件下的双通道计数值M₁、标准计量仪的测量值D₂、比值K_r，将各个测量条件下的双通道计数值M₁、比值K_r的倒数、标准计量仪的测量值D₂、比值K_r分别保存至第一向量、第二向量、第三向量和第四向量；

步骤H：对第一向量的数据和第二向量的数据进行线性拟合得到第一直线方程，对第三向量的数据和第四向量的数据进行线性拟合得到第二直线方程；

步骤I：重复步骤B至步骤H直至完成中能辐射场和高能辐射场的测量，具体地，如果步骤B选择的辐射场为中能辐射场，则调整中能辐射场辐射源的管电压，重复步骤C至步骤H，得到中能辐射场在各个管电压条件下的第一直线方程和第二直线方程，如果步骤B选择的辐射场为高能辐射场，则执行步骤C至步骤H得到高能辐射场下的第一直线方程和第二直线方程；

步骤J：将所有的第一直线方程组合成第一直线方程集合，将所有的第二直线方程组合成第二直线方程集合，在第一直线方程集合中对斜率最大的直线方程和斜率最小的直线方程作插值处理得到第一插值方程，在第二直线方程集合中对斜率最大的直线方程和斜率最小的直线方程作插值处理得到第二插值方程；

步骤K：采用第一插值方程和第二插值方程对双通道计数值M₁进行修正，

所述步骤K具体包括：

步骤K1：将双通道计数值M₁代入第一插值方程求解得到比值K_r的倒数；

步骤K2：将步骤K1求得的比值K_r代入第二插值方程求解得到修正后的剂量当量值。