随着核技术的飞速发展和广泛应用,核技术应用的剂量监测越来越受到人们的重视。生物剂量计能够反映受照人员的损伤程度,具有物理和化学剂量计不可替代的作用,但仍具有适用剂量范围窄、分析工作量大等缺点。针对现有生物剂量计应用的不足和新型剂量计的开发需求,本文基于蛋白质的辐照损伤效应开发了一种新型的宽量程生物剂量计,并对这种剂量计在γ和碳离子辐照下的响应规律进行研究。主要研究结果如下:(1)研究了使用平板扫描仪评估胶片响应的影响因素,建立了基于Gafchromic胶片的蛋白质溶液剂量的测量方法。选择2000 dpi为扫描分辨率,其具有近高斯分布且无多峰问题。通过改变聚焦设置,胶片像素值的相对标准偏差降低了36%~50%。为了避免扫描位置和胶片均匀性的影响,推荐辐照前后在相同位置扫描胶片。控制扫描仪工作温度在15~24°C,以得到稳定的胶片响应。提出评估胶片响应的标准操作流程,减小了胶片校准曲线的95%置信区间。通过选择合适的剂量拟合范围和加权平均剂量方法,实现了胶片剂量的精确测量。结合胶片剂量和蒙特卡罗计算得到的剂量转换因子,实现了蛋白质溶液的剂量测量。(2)建立了γ辐照下蛋白质损伤程度与蛋白质种类、辐照剂量、蛋白质溶液浓度及剂量率间的响应关系,完成了γ辐射的蛋白质辐照损伤生物剂量计的响应研究。随着受照剂量的增加,蛋白质损伤程度逐渐加大,且不同蛋白质具有不同的响应模型。蛋白质溶液浓度越大则越难发生降解,通过改变牛血清白蛋白溶液的浓度实现了2.3~2555.7 Gy的剂量测量。此外,剂量率也会影响蛋白质的辐照损伤效应,高剂量率下蛋白质损伤程度更小。(3)完成了碳离子辐照下新型剂量计的响应研究,并与γ辐射的响应进行了对比。通过构建的碳离子辐照蒙特卡罗模型,证明了辐照剂量分布的均匀性。对于不同的蛋白质种类,碳离子引起蛋白质损伤的响应模型不同,相比于γ辐射相同蛋白质的响应模型也不相同。比较碳离子和γ辐射下蛋白质损伤程度与剂量间的响应关系,确定了达到相同损伤程度时碳离子剂量和γ剂量间的差异,并提出利用这种差异实现混合辐射场剂量测量的方法。最后,利用蒙特卡罗模拟研究了中子和质子辐照下的剂量深度曲线、剂量均匀性和实验所需的辐射场强度,完成了中子和质子下进行蛋白质辐照损伤生物剂量计研究的辐射场设计。本文开发了一种基于蛋白质辐照损伤效应规律的宽量程生物剂量计,不仅可以实现受照体的剂量测量,还进一步加强了辐射生物效应和辐射损伤机制研究,对确定受照体的生物效应和健康评估具有重要的意义。