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在建立60Coγ射线空气比释动能基准时,通过引进电离室室壁修正因子Kwall来修正电离室室壁对光子吸收和散射作用引起的γ射线减弱效应,可以提高空气比释动能的测量精度。关于如何准确确定该修正因子值的问题在近些年受到国际电离辐射学界的极大关注和持续研究。
目前我国国家基准装置中确定空气比释动能标准时使用的壁修正因子Kwall仍然是采用传统的实验外推方法得到的,国内目前还没有采用MC方法研究壁修正因子Kwall的相关报道。为了保证和进一步提高我国60Coγ射线空气比释动能测量的准确度,开展壁修正因子Kwall的实验测量与理论计算相结合的研究工作,具有重要意义。
本工作针对不同形状和不同体积的多种石墨空腔电离室,采用实验测量法和MC模拟方法系统地研究60Coγ射线辐射场中电离室的相对响应及空气比释动能的壁修正因子Kwall,对确定壁修正因子Kwall的不同方法进行了比较,并推荐了60Coγ射线照射下不同标准电离室的壁修正因子值。结果发现MC模拟计算的电离室相对剂量率与实验测量的相对电离电流在0.2%内符合,而传统的线性外推法确定的壁修正因子比MonteCarlo模拟计算结果约偏低1.0%。分析发现传统的线性外推确定壁修正因子的方法只是粗略估计的方法,而MC模拟计算方法可以较为准确的确定壁修正因子。另外,我们利用MC模拟程序对可能引起电离室响应和壁修正因子变化的因素,包括γ射线光子束能量分布、光子束状态(平行束或发散束)、电离室石墨壁密度等进行了模拟分析。利用MonteCarlo方法计算空气比释动能的壁修正因子是可行的,计算结果是可靠的,其优势在于不受电离室空腔体积和形状的限制,只需按照实际情况编写用户程序即可以得到准确的结果,此方法是一条准确确定比释动能壁修修正因子Kwall的有效途径。