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(tái)、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(píng)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(píng)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(píng)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(dòng)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(duì)濕度：2%~95%；

系統(tǒng)對(duì)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(tái)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(duì)于5.9keV，小于800eV，對(duì)于1332keV，小于2.2keV； 相對(duì)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(jí)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(duì)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(duì)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(dòng)范圍，可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)能譜分析功能為用戶提供初步的樣品放射性核素識(shí)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(dòng)進(jìn)行核素識(shí)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(píng)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(dòng)提取肺部模型，對(duì)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(duì)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(duì)于沒有CT數(shù)據(jù)的測量對(duì)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(dòng)化程度高，自動(dòng)生成報(bào)告；

測量與內(nèi)照射評(píng)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。