L與WBC-1型肺及全身計(jì)數(shù)器

一、L與WBC-1型肺及全身計(jì)數(shù)器產(chǎn)品簡介

     L與WBC-1型肺及全身計(jì)數(shù)器是何亦研制的新一代肺及全身計(jì)數(shù)器，具有測量人體肺部伽馬放射性活度、內(nèi)照射劑量和人體全身放射性水平的功能，也測量肝臟和腹部等的放射性，其整體性能達(dá)到先進(jìn)，在肺部放射性活度測量方面達(dá)到*。由于采用了無源效率刻度技術(shù)，較大提高了肺計(jì)數(shù)器的現(xiàn)場實(shí)用能力，是上僅有不需要人體體模就能夠精確測量肺部活度的產(chǎn)品，其測量的準(zhǔn)確性得到中輻院人體肺模型的檢驗(yàn)。

二、L與WBC-1型肺及全身計(jì)數(shù)器主要技術(shù)參數(shù)

   L&WBC的標(biāo)準(zhǔn)配置為4個(gè)50%效率N型高純鍺探測器、一個(gè)8升的NaI探測器、機(jī)械系統(tǒng)、控制終端與操作臺、肺計(jì)數(shù)器能譜分析軟件、肺計(jì)數(shù)器無源效率刻度軟件和人體內(nèi)照射劑量評估軟件組成，選配低本底屏蔽室。各部分的功能如下：

高純鍺探測器用于測量肺部放射性核素的活度，測量結(jié)果作為全身內(nèi)照射劑量評估的依據(jù)；

NaI探測器進(jìn)行全身掃描，測量全身放射性計(jì)數(shù)；

控制終端完成全部放射性數(shù)據(jù)的采集與處理；

肺計(jì)數(shù)器能譜分析軟件完成放射性能譜數(shù)據(jù)的采集與分析；

無源效率刻度軟件完成肺部測量的效率刻度因子計(jì)算，作為活度測量的基礎(chǔ)；

機(jī)械系統(tǒng)6自由度旋轉(zhuǎn)，使得探測器與人體肺部保持規(guī)定的測量位置；

內(nèi)照射劑量評估軟件在活度測量的基礎(chǔ)上，根據(jù)IAEA相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算全身內(nèi)照射劑量。

系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)如下：

整個(gè)系統(tǒng)重量小于500kg；

系統(tǒng)尺寸：高1.6米，長1.8米（可擴(kuò)展），寬1.2米；

系統(tǒng)電源：200~250伏，50Hz；

系統(tǒng)功耗：啟動時(shí)小于1200瓦，運(yùn)行時(shí)小于1000瓦；

使用溫度環(huán)境：－10^oC到50^oC；

使用環(huán)境相對濕度：2%~95%；

系統(tǒng)對典型核素的探測下限指標(biāo)見表１.

2.1高純鍺探測系統(tǒng)

配置四個(gè)50%效率N型（或者寬能型）探測器，兩路多道電子學(xué)系統(tǒng)，兩臺電致冷裝置，和兩套鉛屏蔽組成。

(1)高純鍺探測器　

探測器采用超低本底冷指材料，具體指標(biāo)如下：

能量分辨率，對于5.9keV，小于800eV，對于1332keV，小于2.2keV； 相對效率：>50%；

能量范圍：3KeV到10MeV。

（2）多道電子學(xué)系統(tǒng)

    多道電子學(xué)系統(tǒng)為采用本公司GammaSpectrum－1型多道，GammaSpectrum-1是本公司推出的適用于實(shí)驗(yàn)室條件的HPGe譜儀，全部采用yong級器件，性能穩(wěn)定可靠，在實(shí)驗(yàn)室中先進(jìn)保持優(yōu)秀的指標(biāo)，其性能指標(biāo)顯著優(yōu)于國外產(chǎn)品，為樣品測量、科研實(shí)驗(yàn)提供保障。

（3）電致冷裝置

尺寸：31.8×31.8×28cm；

重量：21.4kg；

電源：交流220~250V，50Hz；

制冷劑：混合氣體，不含CFC；

連接軟管：壓縮機(jī)機(jī)箱和冷頭由3米長軟管連接；

使用環(huán)境溫度：-10^oC到50^oC；

使用環(huán)境相對濕度：2%~95%。

（4）鉛屏蔽

包裹在探頭外，形成一個(gè)小范圍的低本底環(huán)境。重量200公斤。

2.2  NaI探測器

作為全身計(jì)數(shù)探測器，放置于測量床下，進(jìn)行全身掃描，技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)如下：

晶體尺寸：4英寸×4英寸 ×16英寸探測器；

能量分辨率：對于Cs-137的661keV能量，為7%；

多道：4096道；

掃描時(shí)間：按照ANSI N13.30標(biāo)準(zhǔn)，一分鐘完成全身掃描；

重量：不大于30kg。

2.3 機(jī)械結(jié)構(gòu)

     主要完成高純鍺探測器支撐與位置調(diào)整，人體承載，全身掃描探測器軌道固定等功能。機(jī)械系統(tǒng)的六自由度定位可將探測器定位于精確的角度和位置，與四個(gè)低能高效率探測器相配合，實(shí)現(xiàn)探測效率的大化，并降低肺部钚鈾等放射性核素的探測限。較大的活動范圍，可實(shí)現(xiàn)對其他器官的測量，如甲狀腺、肝臟等。                                          

主要技術(shù)參數(shù)：

重量：不大于500kg（除低本底整體屏蔽室以外）；

尺寸：高1.6米，長1.8米（可擴(kuò)展），寬1.2米；

材料：不銹鋼；

探測器前后運(yùn)動范圍：50厘米；

探測器6自由度旋轉(zhuǎn)，在任意角度可固定；

全身掃描探測器控制電機(jī)：伺服驅(qū)動器，MR-J3-A，三菱，200瓦。

2.4   肺計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)采集與能譜分析軟件

    肺計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)采集與能譜分析軟件 GammaSharp為新一代HPGe能譜分析軟件，采用一鍵式全自動能譜分析功能為用戶提供初步的樣品放射性核素識別和活度信息，在此基礎(chǔ)上提供交互分析功能，實(shí)現(xiàn)能譜的精確分析。GammaSharp軟件內(nèi)置3000余種γ放射性核素同位素譜線系，來自ENSF（Evaluated nuclear structure data file）的核素庫，其射線分支比等信息精確可靠。軟件可直接讀取GSCOCH計(jì)算得出的效率刻度結(jié)果并自動進(jìn)行核素識別，活度計(jì)算，并給出活度小可探測限。多可同時(shí)獲取十個(gè)實(shí)時(shí)能譜。。

2.5 內(nèi)照射劑量評估軟件

GammaSharp軟件分析的結(jié)果可被劑量計(jì)算軟件調(diào)用，計(jì)算被測量人所受內(nèi)照射劑量，。其中的模型采用IAEA的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.6 無源效率刻度軟件

     肺計(jì)數(shù)器活度測量的基礎(chǔ)是效率刻度，肺的效率刻度非常困難，目前一般采用人體體模，并結(jié)合數(shù)百塊點(diǎn)源，這種方法的缺點(diǎn)是價(jià)格非常昂貴、需要大量的輻射源、不準(zhǔn)確。本公司為此開發(fā)了具有*水平的無源效率刻度軟件，經(jīng)過了中國輻射防護(hù)研究院3個(gè)體模的檢驗(yàn)，誤差在6%以內(nèi)，大大提高了肺計(jì)數(shù)器的現(xiàn)場應(yīng)用能力，較大降低了肺計(jì)數(shù)器的使用難度。

    效率刻度因子計(jì)算軟件GSCOCH（V1.0）基于人體胸buCT掃描數(shù)據(jù)計(jì)算效率刻度因子，解決了肺部放射性核素活度測量的大瓶頸，實(shí)現(xiàn)了放射性活度精確測量。獲得人體CT數(shù)據(jù)后，GSCOCH可自動提取肺部模型，對肺部進(jìn)行標(biāo)記，然后利用數(shù)值計(jì)算的方法，快速給出效率刻度因子，相對于傳統(tǒng)的蒙特卡洛方法節(jié)省了上百倍的時(shí)間。GSCOCH具備胸壁厚度調(diào)整功能，對于沒有CT數(shù)據(jù)的測量對象，在參考人模型基礎(chǔ)上通過調(diào)整實(shí)現(xiàn)測量個(gè)體的效率刻度因子計(jì)算。GSCOCH可在譜范圍內(nèi)的能量進(jìn)行刻度，實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)該軟件的gao誤差僅為6%。GSCOCH軟件典型界面如圖5所示意，計(jì)算結(jié)果與MCNP程序的比較如圖6。

三、LC-1技術(shù)特點(diǎn)

    采用無源效率刻度軟件，不需要昂貴的人體體模即開展精確測量，使得肺計(jì)數(shù)器的可操作性強(qiáng)，很容易實(shí)際應(yīng)用；

不僅測量肺，也測量甲狀腺等其他器官；

具備全身計(jì)數(shù)掃描測量功能；

測量的自動化程度高，自動生成報(bào)告；

測量與內(nèi)照射評估一體化；

測量程序符合IAEA相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

四、主要應(yīng)用領(lǐng)域

該系統(tǒng)主要應(yīng)用于核事故應(yīng)急測量，放射性從業(yè)人員內(nèi)照射檢查等領(lǐng)域，疾病預(yù)防與控制中心作為核應(yīng)急設(shè)備等。