[发明专利]一种基于质子辐照源的深度剂量分布的测量装置及方法

说明书

本发明提供的一种基于质子辐照源的深度剂量分布的测量装置及方法，装置包括：第一楔形模体和第二楔形模体；设置于第二楔形模体的上表面，用于接收辐照源产生的质子束的屏蔽层；设置在第一楔形模体和第二楔形模体之间，用于接收经过第二楔形模体后的质子束的第一显色胶片剂量计。本发明通过设置在第一楔形模体和第二楔形模体之间的第一显色胶片剂量计可以在一次辐照中获得质子束在第二楔形模体中的深度剂量分布，测量结果准确，测量方法简单，测量成本低；第二楔形模体为聚乙烯材料，可以等效人体组织内不同深度处的质子沉积能量以及粒子能谱信息，研究结果对航天员辐射屏蔽以及航天电子元器件辐照损伤以及辐射效应试验有很好的指导作用。

技术领域

本发明涉及空间辐射剂量与辐射防护技术领域，具体涉及一种基于质子辐照源的深度剂量分布的测量装置及方法。

背景技术

宇宙空间存在以质子、重离子和电子等为主的空间辐射环境，运行在空间的航天器在辐射效应作用下，其中的电子元器件性能下降、改变甚至功效失效，严重威胁在轨航天器的安全运行以及航天员的生命安全。美国AEROSPACE公司的统计数据表明，空间环境导致了40％左右的航天器故障，位居各类故障原因之首。空间辐射环境中的部分高能重离子、质子被航天器壳体材料阻挡，射线能量沉积在壳体防护材料中，从而大大减少航天器中航天员接收的辐射剂量，但由于航天器屏蔽层厚度有限，仍有高能带电粒子会穿透屏蔽层进入航天器舱内，带电粒子与屏蔽层相互作用，产生的次级射线进入航天器舱内，也会给航天员造成损伤。而在宇宙射线中质子占了87％，因而开展地面质子辐照材料效应研究具有非常重要的作用。

现有的深度剂量分布测量主要有两种方法，一种是基于多薄层厚度的材料叠加，将数量较多的剂量片放置到不同的夹层中来测量深度剂量分布，这种方法容易受到材料分割不均匀，测量时缝隙里混入空气等因素的影响导致测量结果产生较大的误差。另外一种方法是改变测量样品的厚度对样品进行多次测量，这种方法测量程序繁琐，多次辐照增加测量成本。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于质子辐照源的深度剂量分布的测量装置及方法，旨在解决现有深度剂量分布测量方法中基于多薄层厚度的材料叠加测量法容易受到材料分割不均匀，测量时缝隙中混入空气等因素的影响导致测量结果误差大，而通过改变测量样品的厚度对样品进行多次测量，测量方法复杂，测量成本高等问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于质子辐照源的深度剂量分布的测量装置，其中，所述测量装置包括：第一楔形模体、屏蔽层、第二楔形模体和第一显色胶片剂量计；

所述屏蔽层设置于所述第二楔形模体的上表面，用于接收辐照源产生的质子束；

所述第一显色胶片剂量计设置在所述第一楔形模体和所述第二楔形模体之间，用于接收经过所述第二楔形模体后的所述质子束以获得所述质子束在所述第二楔形模体中的深度剂量分布。

所述的基于质子辐照源的深度剂量分布的测量装置，其中，所述屏蔽层的材料为铝或聚乙烯；所述第一楔形模体和所述第二楔形模体的材料为聚乙烯。

所述的基于质子辐照源的深度剂量分布的测量装置，其中，所述第一楔形模体和所述第二楔形模体的截面为直角三角形；所述第一楔形模体和所述第二楔形模体的斜面相对放置。

所述的基于质子辐照源的深度剂量分布的测量装置，其中，所述第一显色胶片剂量计设置于所述第一楔形模体和所述第二楔形模体的斜面之间。

所述的基于质子辐照源的深度剂量分布的测量装置，其中，所述第一显色胶片剂量计的长度与所述第一楔形模体和所述第二楔形模体的直角三角形截面的斜边长度相等；所述第一显色胶片剂量计的厚度小于0.1mm。

一种利用所述的基于质子辐照源的深度剂量分布的测量装置的测量方法，其中，包括步骤：