组织等效正比计数器结构优化设计
2014-08-07张伟华王志强肖雪夫刘毅娜李春娟骆海龙
原子能科学技术 2014年5期
关键词:结构
张伟华,王志强,肖雪夫,刘毅娜,李春娟,骆海龙
(中国原子能科学研究院 放射性计量测试部,北京 102413)
组织等效正比计数器(TEPC)系统可直接模拟测量人体细胞组织的吸收剂量及剂量当量,已被广泛应用于微剂量学、辐射防护等领域的基础学科研究。探测器的结构设计(电子学设计)主要考虑气体电离增益、电场均匀性、电子学噪声等。圆柱体计数器端效应的问题可通过以下方法解决[1]:在圆柱体计数器末端各附加一场管(金属管),场管的作用使弯曲的电场线终止于场管而不是阳极,这样计数器的灵敏区域变为由圆柱壁和两个垂直于阳极的场管界面所组成的区域。此方法设计的探测器制作工艺较复杂,且损失了部分灵敏区体积。近年来,文献[2]以场成型电极取代场管,该电极在结构上对原电极进行了改进,既可抑制端效应,又不会损失灵敏区体积。球体计数器的优点是其响应的各向同性,缺点是阳极丝末端电场有畸变即端效应。为解决这一问题,通常采用金属丝绕制成螺旋管,环绕阳极丝装配即可形成场强均匀的正比区。但螺旋管易震动而产生颤噪噪声,为了降低噪声,文献[3]舍弃螺旋管通过阳极丝末端的支撑结构达到抑制电场畸变的目的。
本文利用Ansoft公司的Maxwell软件,分别对球体加金属螺旋管结构及圆柱体加场管结构的TEPC的电场分布进行模拟,并对两者的结构模拟结果进行比较。为检验探测器结构是否有效抑制末端电场畸变,设计制作流气式TEPC,对其电场分布的均匀性进行实验测试。……
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