BX3-BR生物γ輻照系統(tǒng)

簡(jiǎn)介：

BX3-BR生物γ輻照器可以放射出不同能量的γ射線，對(duì)屏蔽層中的生物樣品進(jìn)行照射和刻度。輻照系統(tǒng)由：照射室，氣驅(qū)動(dòng)放射源，屏蔽層，安全連鎖裝置和控制系統(tǒng)組成。

系統(tǒng)組件介紹：

照射室：

屏蔽箱內(nèi)置有一個(gè)輻照室，可預(yù)定義照射量率來輻照生物樣品。輻照室的內(nèi)部尺寸為：805mm（長(zhǎng)） x 440mm(寬)x 650mm（高）.也可另選其它尺寸的照射室。機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)以4RPM（轉(zhuǎn)/分鐘）的速率轉(zhuǎn)動(dòng)樣品。轉(zhuǎn)臺(tái)上有一個(gè)定位柵格，并且還有螺紋孔，使用夾具安裝固定設(shè)備更容易。兩個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)位置可用，一個(gè)在輻照室的*，其中一個(gè)靠近放射源，可以接受更高的照射量率。兩個(gè)彎曲形狀通風(fēng)孔，以防輻射泄露，并能讓新鮮的空氣進(jìn)入照射室，這些孔也能用連接電離室進(jìn)行輻射測(cè)量。通過前門可以進(jìn)入照射室。當(dāng)門關(guān)閉時(shí)，離外表面12英寸（30.5cm）的地方的照射量率小于0.5mR/h.

放射源

放射源經(jīng)雙不銹鋼外包殼封裝，屬于特殊形式的放射源., 放射源置于不銹鋼源棒中，源上下由鎢合金覆蓋,這樣能限制射線沿著源棒上下輻射.通過氣壓缸把源送到屏蔽位置或輻照位置.氣壓缸上面的傳感器顯示源的位置.在屏蔽位置,源被周圍的鉛和鎢*屏蔽.

不同強(qiáng)度的源產(chǎn)生不同的照射量率:

源的大小                 輻照室中心照射量率

2000 Ci 的 ¹³⁷Cs          1.1 Gy/min (110 R/min)

1000 Ci 的¹³⁷Cs            0.65 Gy /min (65 R/min)

450 Ci 的 ¹³⁷Cs            220 mGy /min (22 R/min)

200 Ci 的¹³⁷Cs            100 mGy /min (10 R/min)

100 Ci 的 ¹³⁷Cs            50 mGy /min (5 R/min)

衰減器組：

有三個(gè)衰減器（×2，×4，×10），可單個(gè)使用，也可結(jié)合使用，衰減倍數(shù)能達(dá)到×80去掉衰減器可以得到更高的照射量率，每個(gè)衰減器通過氣體控制系統(tǒng)進(jìn)行操作?？刂破聊豢梢钥刂扑p器，并指明每個(gè)衰減器的所在位置。

線性定位軌道

直線定位軌道（LPS）上的固定儀器的平臺(tái)，定位的準(zhǔn)確度可達(dá)±0.1 mm。儀器可在60cm的范圍內(nèi)移動(dòng)，利用改變距離、每個(gè)源設(shè)置X80的衰減器等因素來改變照射量率。在射線束中心軸上的測(cè)量?jī)x器在縱軸方向可調(diào)范圍為12cm。每個(gè)放射源的動(dòng)態(tài)變化范圍為16,000.Y軸可調(diào)范圍為12cm ，X軸和Y軸上的尺寸確定源的位置。15cmX15cm的平臺(tái)有1cmX1cm的網(wǎng)格，每隔10cm鉆一個(gè)孔，用來對(duì)儀器進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

使用電腦操作系統(tǒng)時(shí)， LPS通過步進(jìn)電機(jī)和軟件控制來移動(dòng)。在控制屏幕上選取位置（或者輸入照射量率），平臺(tái)會(huì)自動(dòng)移向位置。電腦可顯示出設(shè)備的預(yù)設(shè)位置與實(shí)際位置?？捎脢A具固定多種儀器。

源升降系統(tǒng)   

放射源可以通過手動(dòng)升降或計(jì)算機(jī)控制氣動(dòng)控制系統(tǒng)從屏蔽位置垂直移送到輻照位置。

對(duì)于手動(dòng)控制系統(tǒng)，操作人員通過升降桿將源提至輻照位置。

對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來講，源是通過氣動(dòng)控制系統(tǒng)來移動(dòng)。氣動(dòng)控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，源棒就會(huì)移向照射位置。系統(tǒng)停止運(yùn)行后，源棒回到屏蔽層。氣動(dòng)控制系統(tǒng)上的傳感器可以顯示源的位置。

屏蔽

輻照器有兩個(gè)屏蔽室，一個(gè)用于存放放射源，一個(gè)用于作為輻照室。裝放射源的屏蔽室的材質(zhì)為鋼殼密封鉛圓柱體，表層被鉛所覆蓋。尺寸大約直徑35.6cm x高53.3cm，輻照室屏

蔽層為箱式狀，大約尺寸為66cm（寬）x55.9cm（深） x61.0.cm.（高）內(nèi)部。尺寸為30.5cm（寬）x30.5cm（深） x30.5cm（高），照射室的通道是階梯形狀，這樣可以更好屏蔽射線。它是在輻照室的側(cè)面，并用封閉碰鎖門保存。另外在輻照期間，防護(hù)門是關(guān)閉的，安全起見，門有連鎖裝置。

輻照器重量大約為3175.1kg，標(biāo)準(zhǔn)的鉛厚度15.25cm，能夠充分屏蔽，使離屏蔽層表面30.5cm.的輻射水平限值在0.5mR/h.

安全聯(lián)鎖系統(tǒng):

該輻照系統(tǒng)是一個(gè)十分安全的操作系統(tǒng)，所有關(guān)系到源照射的組件都采用了“故障安全”設(shè)計(jì)。在進(jìn)行照射之前，安全連鎖裝置必須要*符合。緊急關(guān)閉按鈕阻止或停止照射。通道連鎖裝置中斷快門的電源，阻止照射。輻照器和通道門上的警示燈顯示照射狀態(tài)。整個(gè)設(shè)計(jì)已達(dá)到甚至超過ANSI的N43.3和NCRP88的要求。

EMO按鈕：緊急關(guān)閉按鈕（EMO）,蘑菇狀，位于輻照器和控制板上。當(dāng)按下EMO按鈕時(shí)，源返回到屏蔽位置。

狀態(tài)顯示系統(tǒng)：在輻照器的頂端裝有紅色報(bào)警燈。源沒有*被屏蔽時(shí)，紅色報(bào)警燈一直顯示。當(dāng)源*被屏蔽時(shí)，綠燈顯示。在控制臺(tái)上，指示燈顯示源位置，衰減器位置及聯(lián)鎖狀態(tài)。

氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：我們所設(shè)計(jì)的氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在任何情況下都會(huì)屏蔽放射源，低壓?jiǎn)?dòng)低壓開關(guān)，阻止操作。如果照射螺線管失效，源仍處于屏蔽位置。

非程序關(guān)閉：當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)不正常時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)使源處于屏蔽狀態(tài)。當(dāng)正在進(jìn)行照射時(shí)，如果出現(xiàn)下列情況，源都會(huì)返回到屏蔽位置：

1. 按下“EMO”按鈕
2. 按下“Return”按鈕
3. 照射時(shí)間到
4. 電源中斷
5. 系統(tǒng)被關(guān)閉
6. 發(fā)生錯(cuò)誤（包括沒有氣壓或通道聯(lián)鎖被打開）

控制系統(tǒng)

控制面板有一個(gè)定時(shí)器、照射、復(fù)位、緊急關(guān)閉按扭和鍵入電源開關(guān)。電子控制器控制輻照時(shí)間。監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障，如：氣體控制系統(tǒng)低氣壓或測(cè)試源的位置等。操作者界面是LCD顯示器，鍵盤上有多功能鍵。通過鍵盤輸入輻照時(shí)間，顯示預(yù)設(shè)時(shí)間和輻照運(yùn)行時(shí)間。輻照用的轉(zhuǎn)臺(tái)，能通過開關(guān)使它旋轉(zhuǎn)或停止。

當(dāng)按下輻照按鈕時(shí)，所有的連鎖電路設(shè)置正確，啟動(dòng)電磁閥并把源輸送到被輻射位置。位置傳感器確認(rèn)源的位置。當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間結(jié)束或按下復(fù)位鍵時(shí)，源將回到屏蔽位置。位置傳感器確認(rèn)源回到屏蔽位置。如果按下緊急關(guān)閉按鈕時(shí)，輻照將會(huì)停止或結(jié)束，輻照不能恢復(fù)，直到緊急關(guān)閉按鈕復(fù)位或重新設(shè)置后，才可以重新輻照。電源開關(guān)鍵處于接通位置時(shí)，該電源開關(guān)鍵不能動(dòng)，除非電源被切斷。

基于軟件的控制系統(tǒng):

• 計(jì)算照射量率和衰減校正
• 自動(dòng)設(shè)置輻照器
• 自動(dòng)刻度輻照器
• 數(shù)據(jù)采集與分析，記錄到數(shù)據(jù)庫

基于計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化控制軟件其有以下優(yōu)勢(shì)：通過多項(xiàng)式方程計(jì)算照射量率，自動(dòng)設(shè)置輻照器，自動(dòng)校準(zhǔn)，操作更加簡(jiǎn)單。計(jì)算機(jī)屏幕顯示聯(lián)鎖裝置狀態(tài)，照射/屏蔽狀態(tài)，預(yù)設(shè)和使用時(shí)間，預(yù)設(shè)軌道和實(shí)際軌道位置， 射線編碼及電流選擇，自動(dòng)設(shè)置過程和步驟。自動(dòng)控制器采用型號(hào)的計(jì)算機(jī)，包括輸入和輸出的電子接口，線性定位軌道及靜電計(jì)。通過計(jì)算機(jī)，可計(jì)算出所需要刻度測(cè)量點(diǎn)的照射量率。這種計(jì)算是根據(jù)多項(xiàng)式方程來計(jì)算的，結(jié)果和射線束編碼/電流/位置所采集的測(cè)量數(shù)據(jù)相匹配。當(dāng)時(shí)間或照射量其中的一個(gè)被改變時(shí)，將重新計(jì)算照射量率并且顯示。一鍵設(shè)置程序加快了儀器的刻度，并通過快速更新輻照器的配置來提高刻度劑量?jī)x準(zhǔn)確度。

當(dāng)改變衰減器、軌道定位、電流、照射量率、時(shí)間和照射時(shí)間等其中一個(gè)參數(shù)時(shí)，控制程序?qū)⒆詣?dòng)配置相應(yīng)的編碼，這些配置是按照用戶定義的過程和步驟來進(jìn)行的。

輻照器刻度需要收集許多測(cè)量的數(shù)據(jù)來確定位置的照射量率，這些數(shù)據(jù)必須是從每個(gè)射束編碼中收集來的。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制下，這個(gè)過程是自動(dòng)的。計(jì)算機(jī)通過GPIB接

口連接靜電計(jì)。一旦操作者設(shè)置了序列，控制系統(tǒng)就按照這個(gè)序列進(jìn)行照射，采集靜電計(jì)中的照射量率并把結(jié)果保存在電子表格中。這個(gè)序列一直持續(xù)直到所有的數(shù)據(jù)采集完了。使用曲線方程擬合方式把這些數(shù)據(jù)輸入到多項(xiàng)式方程中。把這個(gè)方程編入軟件控制程序中。基于控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)通過自動(dòng)和簡(jiǎn)化刻度過程的許多步驟使系統(tǒng)操作更簡(jiǎn)單。