r劑量率測量?jì)x的研制
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探頭GM管得到的每秒計數值(CPS)需要經(jīng)過(guò)運算才能轉換為劑量率的的單位為微戈瑞每小時(shí)(μGy／h)，轉換公式為：
其中D是劑量率，單位是μGy／h；K是探頭靈敏度，常數；t是死時(shí)間(dead time)，單位是s；N是每秒計數值，即每一秒GM管受輻射而產(chǎn)生脈沖個(gè)數。對于低量程探頭(ZP1210)，t的取值范圍是50～80μs，K的取值范圍是2．5～3．2；對于高量程探頭(ZP1304)，t的取值范圍是21～35 μs，K的取值范圍是O．030～0．040。高低GM管的ι，K均可在主機通過(guò)菜單設定，而每一套測量?jì)x均需要做校準來(lái)設定ι，K值。由于ι，K是整個(gè)計算的重要參數，不能被使用者隨意修改，因此在儀器設計時(shí)，添加了密碼保護功能，進(jìn)入ι，K的設定菜單需要使用者輸入密碼，密碼驗證通過(guò)才能修改ι，K參數。
由于放射性的隨機特性，故由儀器所檢測到的CPS會(huì )有抖動(dòng)變化，主機程序對連續數次測量結果做平滑濾波處理，使得測量結果更準確。若是取平均的測量結果太少，平滑效果不佳；若是取平均的測量結果太多，那么會(huì )導致儀器相應速度變得很慢。因此綜合考慮采取5個(gè)點(diǎn)的平均。
3 量程切換
低量程GM管ZP1210可以測量10-1～104μGy／h的輻射劑量，而高量程GM管ZP1304可以測量102～107μGy／h的輻射劑量。
量程切換見(jiàn)圖5，主機根據從機得來(lái)的實(shí)時(shí)CPS數據運算得到以μGy／h為單位的劑量率結果，主機會(huì )檢測連續的數次測量結果，當發(fā)現測量結果的變化趨勢是從小于1200 μGy／h變到大于1 200μGy／h時(shí)，主機發(fā)送命令給從機，讓從機對高量程GM測量計數值；當發(fā)現測量結果的變化趨勢是大于800 μGy／h變到小于800μGy／h時(shí)，主機發(fā)送命令給從機，讓從機對低量程GM測量計數。這樣高低量程GM管測量切換分別發(fā)生在800μGy／h和1 200μGy／h兩個(gè)位置，從而避免了在單一位置實(shí)施切換時(shí)容易發(fā)生振鈴，頻繁切換高低量程的情況出現。
當出現大劑量輻射時(shí)低量程GM管的高壓應當關(guān)斷，停止工作，以避免損傷低量程GM管，再加上為了節省電池電能，探頭有必要對耗電的高壓產(chǎn)生電路實(shí)施控制。主機發(fā)現測量結果小于800μGy／h時(shí)關(guān)斷高量程GM管的高壓、打開(kāi)低量程GM管的高壓，大于1 200μGy／h時(shí)關(guān)斷低量程GM管的高壓、打開(kāi)高量程GM管的高壓，大于800 μGy／h小于1 200 μGy／h時(shí)同時(shí)打開(kāi)高低量程GM管的高壓。高低量程GM管高壓打開(kāi)、關(guān)斷控制切換圖如圖6所。
為了避免開(kāi)機時(shí)，大劑量輻射損傷低量程GM管，開(kāi)機時(shí)探頭給高量程GM管加高壓，關(guān)斷低量程GM管高壓，測量從高通道GM開(kāi)始。探頭的單片機SM89C52根據主機的命令來(lái)決定是否對于高低量程GM管加高壓。
4 聲光報警
由于射線(xiàn)的危險性，當環(huán)境的射線(xiàn)劑量大于一定值時(shí)，儀器需要給用戶(hù)提示，提醒用戶(hù)注意。用戶(hù)可以設定儀器的報警閾值。當主機判別劑量值大于用戶(hù)設定的閾值時(shí)，主機在液晶屏幕上顯示"超過(guò)閾值"的報警提示，并且響起蜂鳴器。
主機在發(fā)現跟探頭通訊失敗后也需要報警提示用戶(hù)去檢查線(xiàn)路和探頭。
5 結 語(yǔ)
環(huán)境γ劑量率測量?jì)x研制成功，經(jīng)校準后交付給用戶(hù)，用戶(hù)反映良好。本儀器主要用來(lái)對γ射線(xiàn)進(jìn)行劑量率的測量并報警，也可應用于工業(yè)無(wú)損探傷、醫院γ刀治療、同位素應用、γ輻照、醫院X射線(xiàn)診斷、鈷治療、核電站等放射性場(chǎng)所，提醒工作人員放射源或射線(xiàn)裝置已處于工作或泄漏狀態(tài)，從而保護工作人員的安全。
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