Разработка радиационного киловольтметра для встроенной системы контроля рентгеновских диагностических аппаратов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Карягин, Максим Александрович

• Карягин, Максим Александрович
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Карягин, Максим Александрович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ НЕИНВАЗИВИОГО ИЗМЕРЕНИЯ АНОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1.1 Контроль параметров рентгенодиагностических аппаратов в условиях эксплуатации

1.2 Современное состояние отечественного парка неинвазивных киловольтметров

1.3 Отечественные разработки в области радиационных методов контроля параметров рентгенодиагностических аппаратов

1.4 Постановка проблемы исследований

ГЛАВА 2. ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ДЕТЕКТОРНОЙ СЕКЦИИ РАДИАЦИОННОГО КИЛОВОЛЬТМЕТРА

2.1 Физическая модель детекторной секции радиационного киловольтметра

2.1.1 Рентгенооптическая схема метода

2.1.2 Ослабление излучения в объеме фантома

2.1.3 Основные допущения, принимаемые при моделировании

2.2 Программа имитациониого моделирования

2.3 Результаты имитационного моделирования

2.3.1 Влияние анодного напряжения и фильтрации на величину коэффициентов приведенного рассеяния

2.3.2 Влияние размеров фантома на величину коэффициентов приведенного рассеяния

2.3.3 Характер спектров ослабленного и рассеянного излучений

2.3.4 Влияние вещества фантома на величину коэффициентов

приведенного рассеяния

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА КОЭФИЦИЕНТОВ ПРИВЕДЕННОГО РАССЕЯНИЯ

3.1 Описание экспериментального стенда

3.2 Результаты испытаний радиационного киловольтметра с фантомами из различных материалов

3.2.1 Результаты испытаний радиационного киловольтметра с фантомом из фторопласта

3.2.2 Результаты испытаний радиационного киловольтметра с фантомом из воды

3.2.3 Результаты испытаний радиационного киловольтметра с фантомом из селенита

3.2.4 Влияние суммарной фильтрации на величину коэффициентов

приведенного рассеяния

3.3 Связь коэффициентов приведенного рассеяния и величины слоя

половинного ослабления

ГЛАВА 4. ВСТРОЕННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ РЕНТГЕНОВСКОГО АППАРАТА 12Л7УР

4.1 Описание встроенной системы контроля рентгенодиагностических аппаратов

4.2 Методика и результаты калибровки встроенной системы контроля

4.3 Испытания встроенной системы контроля в составе аппарата 12Л7УР

4.3.1 Измерение анодного напряжения и суммарной фильтрации

4.3.2 Измерение радиационного выхода

4.4 Режимы работы встроенной системы контроля аппарата 12Л7УР

4.5 Автономное использование радиационного киловольтметра

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

В диссертации описаны исследования, выполненные автором в Оренбургском государственном университете. Основные результаты этих исследований опубликованы в работах [1-14]. Проведенный цикл работ посвящен разработке радиационного киловольтметра для бесконтактного измерения анодного напряжения и суммарной фильтрации по величине коэффициентов приведенного рассеяния и созданию встроенной системы контроля для палатных рентгенодиагностических аппаратов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка радиационного киловольтметра для встроенной системы контроля рентгеновских диагностических аппаратов»

ВВЕДЕНИЕ

Одним из направлений развития современного рентгеновского приборостроения является внедрение встроенных систем контроля режимов генерации тормозного излучения на основе радиационных киловольтметров. В цифровых рентгенодиагностических комплексах задачи контроля частично решаются посредством детектирующей системы самого аппарата. Тем не менее для самого массового сегмента малобюджетных палатных аппаратов, не оборудованных цифровыми системами визуализации, проблема контроля радиационных параметров в межповерочный период стоит особенно остро. Внедрение встроенных систем контроля гарантирует безопасность работы рентгеновских диагностических аппаратов (РДА) в процессе эксплуатации.

Основными параметрами, определяющими дозовую нагрузку и качество рентгенограмм, являются значения напряжения на электродах рентгеновской трубки и суммарная фильтрация излучения. Изменения данных параметров могут быть обусловлены вариациями режимов работы питающего устройства и дрейфом характеристик рентгеновских излучателей в результате износа анода и старения электроизолирующих материалов.

В условиях лечебно профилактических учреждений (ЛПУ) применяют сертифицированные неинвазивные приборы, осуществляющие контроль параметров РДА по генерируемому ими излучению. При этом в актуальном списке средств измерения РФ только универсальный дозиметр RTI Piranha (RTI

Electronilcs AB, Швеция) заявлен как прибор, позволяющий измерять радиационным методом анодное напряжение и суммарную фильтрацию.

Известные методы, разработанные российскими специалистами, как правило, не обеспечивают возможности одновременного определения анодного напряжения и суммарной фильтрации и в большинстве своем не получили практического внедрения.

Так, например, рентгеноспектральный метод измерений являлся предметом исследований И.П. Зубкова, Б.Г. Потапова, В.Н. Васильева, Ю.В. Ларчикова и М.Г. Петрушанского.

Используемые на практике неинвазивные приборы работают по рентгенооптической схеме со спектросмещающими фильтрами. Исследования H.H. Блинова, Л.В. Владимирова, Т.В. Даниленко, А. И. Лейченко, H.A. Шенгелия, Г.И. Бердякова послужили основой для создания единственного отечественного неинвазивного киловольтметра (УКРЭХ).

В работах Д.А. Муслимова, A.C. Лелюхина решалась задача определения практического пикового напряжения по величине градиента затухания излучения в веществе линейного полупроводникового детектора.

Известна также схема измерения анодного напряжения с рассеивающим фантомом (H.H. Блинов, Л.В. Владимиров, Т.В. Даниленко, А.И. Лейченко, Ю.В. Ларчиков). Авторами данной разработки было выявлено, что отношение сигналов детекторов, работающих в полях ослабленного и рассеянного излучений, определяется потенциалом анода рентгеновской трубки. Однако возможность измерения суммарной фильтрации излучения не рассматривалась. Развитие этого направления исследований и установление влияния фильтрации излучения, материала рассеивающего фантома и его геометрии на результаты измерений и разработка на этой основе нового метода измерения анодного напряжения и суммарной фильтрации будет способствовать повышению оперативности и качества контроля параметров рентгеновских излучателей и обеспечению безопасности эксплуатации РДА.

Цслыо работы являлось создание и исследование радиационного киловольтметра для встроенной системы контроля рентгенодиагностических аппаратов по анодному напряжению и суммарной фильтрации излучения на основе метода коэффициентов приведенного рассеяния.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи.

1. Рассмотреть радиационный метод измерения анодного напряжения, основанный на регистрации интенсивностей в полях рассеянного и ослабленного излучений. Найти критерий, позволяющий одновременно определять анодное напряжение и суммарную фильтрацию. Разработать рентгенооптическую схему измерения анодного напряжения и суммарной фильтрации на основе метода коэффициентов приведенного рассеяния.

2. Создать математическую модель радиационного киловольтметра. Исследовать влияние условий возбуждения рентгеновского излучения и параметров рентгенооптической схемы на величину коэффициентов приведенного рассеяния.

3. Определить структуру и состав радиационного киловольтметра. Обосновать выбор детекторов и осуществить схемотехническое проектирование. Создать действующий макет радиационного киловольтметра для встроенной системы контроля рентгенодиагностических аппаратов.

4. Выполнить экспериментальное исследование метода определения анодного напряжения и суммарной фильтрации на макете радиационного киловольтметра, сопоставить результаты моделирования с экспериментальными данными. Выявить ограничения метода и оценить эффективность его практического применения для контроля параметров рентгенодиагностических аппаратов.

5. Разработать методику калибровки радиационного киловольтметра для одновременного измерения анодного напряжения и суммарной фильтрации излучения. Провести испытания радиационного киловольтметра в составе встроенной системы контроля (ВСК) параметров рентгеновского аппарата

12Л7УР. Оценить достоверность полученных результатов и определить диапазоны погрешностей измерения анодного напряжения и суммарной фильтрации излучения.

При решении задач исследования использовались методы имитационного моделирования с применением системы математического моделирования МаЛСАБ, статистические методы обработки экспериментальных данных, методы численного решения систем нелинейных алгебраических уравнений.

Научная новизна исследований и практическая значимость работы

состоят в следующем:

- предложен метод измерения анодного напряжения и суммарной фильтрации излучения по величине коэффициентов приведенного рассеяния;

- разработана математическая модель радиационного киловольтметра, позволяющая оценивать влияние режимов генерации рентгеновского излучения на величину КПР для фантомов из различных материалов;

- разработана методика нахождения анодного напряжения и суммарной фильтрации по калибровочной характеристике;

-создан и интегрирован в состав рентгеновского аппарата 12Л7УР опытный образец радиационного киловольтметра (РК). Проведены его испытания и получены экспериментальные зависимости КПР для различных условий генерации излучения.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Метод коэффициентов приведенного рассеяния для определения анодного напряжения и суммарной фильтрации излучения.

2. Алгоритм и программа имитационного моделирования РК. Результаты имитационного моделирования, в виде зависимостей КПР от анодного напряжения и суммарной фильтрации излучения для фантомов из различных материалов, разных геометрических размеров.

3. Структурная схема экспериментального стенда и методика

восстановления значений анодного напряжения и суммарной фильтрации излучения по калибровочной характеристике.

4. Результаты экспериментального исследования опытного образца РК в составе ВСК в виде графиков и диаграмм. Калибровочная характеристика для экспериментального стенда и результаты испытаний для серийных рентгеновских аппаратов.

Реализация результатов работы. Разработанный радиационный киловольтметр для ВСК РДА внедрен на ЗАО «Уралрентген», осуществляющем производство рентгеновских аппаратов с дополнительной опцией встроенного контроля по анодному напряжению и суммарной фильтрации.

Прототип РК применяется в лаборатории ЗАО «Уралрентген» на стенде настройки рентгеновских излучателей. Предприятием начато серийное производство рентгеновских аппаратов 12Л7УР с ВСК.

Созданная программа имитационного моделирования используется при проведении лабораторных работ и выполнении проектных и экспериментальных работ студентами, дипломирующимися на кафедре проектирования и технологии радиоэлектронных средств Оренбургского государственного университета.

Апробация работы проведена на шестой Троицкой конференции «Медицинская физика и инновации в медицине» (ТКМФ-6) 2-6 июня 2014 (г. Троицк Московской области, 2014); Всероссийской научно-методической конференции «Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры» 29-31 января 2014 года (Оренбург, 2014); ежегодной Всероссийской научной школе-семинаре «Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине - 2013» 6-8 ноября 2013 года (Саратов, 2013); пятой Троицкой конференции «Медицинская физика и инновации в медицине» (ТКМФ-5) 4-8 июня 2012 (г. Троицк Московской области, 2012); восьмой Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» (Оренбург, 2009); шестой Всероссийской научно-практической конференции (с международным

участием) «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» (Оренбург, 2007).

По материалам исследований автором подготовлено четырнадцать печатных работ, в том числе пять научных статей, опубликованных в журналах из «Перечня...» ВАК. Программное обеспечение, разработанное при выполнении работы, зарегистрировано в Федеральной службе по интеллектуальной собственности и имеет соответствующее свидетельство.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка литературы из 86 наименований, четырех приложений и содержит 126 страниц основного текста, включая 81 рисунок и 10 таблиц.

В первой главе приведен аналитический обзор по теме диссертационной работы и рассмотрены известные методы и средства измерения напряжения генерирования тормозного излучения и суммарной фильтрации излучения. Проанализировано состояние парка неинвазивных киловольтметров, внесенных в перечень средств измерения РФ, дана оценка технических возможностей каждого из приборов, раскрыты их преимущества и недостатки.

Представлена ретроспектива исследований российских ученых, занимавшихся проблемой неинвазивных измерений параметров РДА. Дана краткая характеристика двухдетекторного и рентгеноспектрального методов измерений, рассмотрена миогодетекторная схема измерений по градиенту затухания излучения. Отмечены ограничения и недостатки этих методов. Обоснована необходимость дальнейшего совершенствования известных и поиска новых методов неинвазивного измерения анодного напряжения и суммарной фильтрации с целью повышения оперативности и качества радиационного контроля параметров РДА. Обозначена основная проблема, являющаяся предметом диссертационного исследования.

Во второй главе описана рентгенооптическая схема метода коэффициентов приведенного рассеяния для пеипвазивного измерения анодного напряжения и суммарной фильтрации излучения; проанализированы физические процессы, протекающие при формировании полей рассеянного и ослабленного излучений вокруг фантома заданной формы; определены ограничения математической модели РК и представлена блок-схема алгоритма программы имитационного моделирования; приведены результаты моделирования в виде графиков и диаграмм.

Построение математической модели РК осуществлялось в пакете математического моделирования МаШСАЭ. При моделировании учитывались процессы фотоэлектрического поглощения, когерентного и некогерентного рассеяния. В случае рассеяния рассчитывались вторичные события до момента поглощения или вылета рассеянного кванта, с учетом изменения энергии квантов и углов вылета.

Результаты моделирования показали, что расширение диапазона эффективной работы РК можно добиться путем применения фантомов из материалов с более высоким атомным номером. В случае использования фторопластового фантома цилиндрической формы чувствительность РК повышается с увеличением высоты и одновременным уменьшением радиуса фантома.

В третьей главе приведено описание макета блока регистрации РК и экспериментального стенда для его отработки; представлены структурная схема стенда и функциональная схема макета блока регистрации; представлены результаты экспериментального исследования в виде зависимостей КПР от условий возбуждения излучения и параметров рентгенооптической схемы.

Полученные экспериментальные зависимости качественно согласуются с результатами моделирования.

Экспериментально было установлено, что вариации тока анода и длительности экспозиции не влияют на результаты измерений. При этом

фокусное расстояние должно быть не менее 80 см. При меньших значениях величина КПР начинает быстро возрастать по мере уменьшения фокусного расстояния.

В главе четвертой описана методика калибровки опытного образца РК, представлена калибровочная характеристика опытного образца РК, дано описание сервисной программы для ВСК и приведены результаты контроля параметров для рентгеновских аппаратов различных типов.

Для калибровочной характеристики, построенной по экспериментальным точкам, относительные погрешности измерения анодного напряжения и суммарной фильтрации излучения не превышают 5 и 30 % соответственно.

В заключении перечислены основные результаты, достигнутые в ходе выполнения диссертационной работы, и сформулированы выводы, подытоживающие проведенные исследования.

В приложения вынесены: листинг программы имитационного моделирования радиационного киловольтметра, свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ, листинг программы формирования импульсов и листинг сервисной программы для ВСК.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ НЕИНВАЗИВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ АНОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Раздел посвящен обсуждению проблемы измерения анодного напряжения радиационными методами. Рассмотрены требования нормативных документов, регламентирующих процедуры неинвазивного контроля параметров рентгеновских излучателей. Проанализировано состояние отечественного парка неинвазивных киловольтметров, зарегистрированных в государственном реестре средств измерений. Представлена ретроспектива исследований, выполненных российскими учеными, занимавшимися проблемой неинвазивного измерения анодного напряжения. Выявлены ограничения и недостатки известных методов измерения.

1.1 Контроль параметров рентгснодиагностических аппаратов в условиях эксплуатации

Требования СанПиН 2.6.1. 1192-03 [15] предписывают контролировать следующие параметры:

- суммарную фильтрацию излучения от рентгеновского источника;

- точность соответствия уставок анодного напряжения на рентгеновской трубке;

- слой половинного ослабления;

- неравномерность временной характеристики анодного напряжения;

- погрешности уставок анодного напряжения и количества электричества;

- точность уставки длительности экспозиции.

Для контроля приведенных параметров необходимо специализированное оборудование, обеспечивающее метрологические требования контроля. В условиях лечебно-профилактических учреждений измерение анодного напряжения контактным методом практически невозможно вследствие труднодоступности высоковольтных цепей аппарата и сложности подключения

измерительного оборудования, поэтому для контроля анодного напряжения используются радиационные киловольтметры. Требования к радиационным измерителям анодного напряжения представлены в стандарте МЭК 61676 [16].

Контроль параметров необходим для обеспечения радиационной безопасности рентгенологических процедур и достижеиия высокого качества рентгеновского изображения как в период эксплуатации, так и после проведения ремонта оборудования в условиях ЛПУ.

Контроль радиационных параметров РДА осуществляют организации, имеющие лицензии на этот вид деятельности. Число таких организаций постоянно растет, что обусловлено увеличением количества рентгеновских аппаратов на балансе у больниц и медицинских центров. Необходимым условием лицензирования измерительных лабораторий является наличие специализированного оборудования, допущенного к использованию в РФ. Однако номенклатура средств измерений радиационных параметров, внесенных в государственный реестр средств измерений РФ, ограничена и не во всех случаях отвечает требованиям регламентирующих документов.

1.2 Современное состояние отечественного парка неинвазивных киловольтметров

В феврале 2013 года занесены в госреестр ряд универсальных дозиметров для контроля параметров рентгеновских аппаратов производства RTI Electroniks АВ, Швеция. Зарегистрировано два типа приборов RTI Piranha и RTI Cobia Smart R/F. Приборы этих серий имеют сертификаты соответствия для России.

Приборы серии RTI Piranha [17] осуществляют измерение следующих параметров: анодное напряжение (пиковое значение, kVp); воздушную керму; воздушную керму за импульс; произведение поглощенной дозы в фантоме на длину (в томографическом фантоме); длительность экспозиции; анодный ток; освещенность и яркость рабочего поля. RTI Piranha также позволяет определять количество импульсов, частоту следования импульсов, мощность воздушной

кермы, значение слоя половинного ослабления СПО (HVL), суммарную фильтрацию, форму анодного напряжения (осциллограмма), произведение ток -время. Результаты отображаются на ПЭВМ с помощью программного обеспечения Ocean, позволяющего одновременно наблюдать за всеми результатами измерений и легко экспортировать их в Excel. Связь дозиметра с ПЭВМ осуществляется с помощью Bluetooth либо USB - кабеля. Внешний вид прибора показан на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Внешний вид дозиметра Piranha (рисунок заимствован с официальный сайта компании RTI Electronics АВ, http://www.rti.se/ [17])

В состав серии входят различные модификации приборов, отличающиеся набором функций, дополнительными опциями, диапазоном измерения величин. Дополнительными опциями являются подключение детекторов для инвазивного и неинвазивного измерения экспозиции и для измерения яркости и освещенности.

RTI Piranha R/F&M 657 является моделью с максимальной комплектацией и с полным набором функций. Технические характеристики этой модели представлены в таблице 1.1.

RTI Cobia Smart R/F (рисунок 1.2) - максимально простой прибор для контроля основных электрических и радиационных параметров медицинских рентгеновских аппаратов. С помощью прибора осуществляется измерение анодного напряжения (пиковое значение, kVp), воздушной кермы, длительности экспозиции и определение слоя половинного ослабления СПО (HVL), мощности воздушной кермы, количества импульсов. Все измерения производятся с

помощью одного прибора и отображаются на широкоэкранном цветном дисплее. Детектор встроен в корпус прибора.

Рисунок 1.2 - Прибор Cobia Smart (рисунок заимствован с официальный сайта компании RTI Electronics АВ, http://www.rti.se/ [17])

Основные характеристики RTI Cobia Smart R/F даются в таблице 1.1. Прибор Nomex (номер в госреестре № 14958-95 [18]) производства PTW-Freiburg Германия является универсальным высокоточным дозиметром, погрешность измерения дозы которого составляет 1,5%, погрешность измерения анодного напряжения составляет 0,75% или 0,5 кВ. Особенностью построения прибора является размещенная в едином корпусе электроника и детекторная матрица (рисунок 1.3). Подключение осуществляется через USB напрямую к ноутбуку или ПК. Он может быть использован для контроля параметров аппаратов для рентгенографии, рентгеноскопии, стоматологии, компьютерной томографии и маммографии. NOMEX измеряет дозу, мощность дозы, время экспозиции, дозу за импульс, пульсации, анодное напряжение (kVpmax, kVpmean, PPV), общую фильтрацию (до 40 mm А1) и слой половинного ослабления при однократном воздействии излучения. Осуществляет расчет практического пикового напряжения (PPV) по алгоритму МЭК 61676 [16].

Рисунок 1.3 - Прибор Nomex (рисунок заимствован с официального сайта компании PTW-Freiburg, http://www.ptw.de/ [19])

Универсальный диагностический дозиметр NOMEX представляет собой автоматизированную измерительную микропроцессорную систему, включающую в себя измерительный пульт с дисплеем и встроенным цифропечатающим устройством, набор из трех ионизационных камер для измерения кермы в воздухе и мощности кермы в воздухе, детектор для измерения максимальных напряжений на рентгеновской трубке, детектор для счета числа импульсов рентгеновского излучения, маммографический детектор. Принцип измерения анодного напряжения базируется на двухдетекторном методе. Прибор соответствует всем требованиям стандарта [16], но срок действия свидетельства истек 01.05.2007.

Комплект DIAset UNIVERSAL X-ray QC производства PTW-Freiburg (Германия) зарегистрирован в Госреестре СИ РФ под номером 34724-09 [20] (срок действия свидетельства до 1.09.2014). Данный комплект представлен дозиметром DIADOS Е и измерительным прибором DIAVOLT UNIVERSAL, контролирующим параметры рентгеновского излучения.

Дозиметр DIADOS Е включает в свой состав блок управления и два подсоединяемых к нему полупроводниковых детектора, используемых для проведения измерений с различными типами рентгеновских аппаратов: рентгенографическими, стоматологическими, маммографичекими. Дозиметр DIADOS Е измеряет дозу, мощность дозы, время экспозиции, дозу за импульс, число импульсов, ток, заряд, заряд за импульс.

Приборы для контроля параметров рентгеновского излучения D1AVOLT UNIVERSAL (с серийными номерами до 0999) измеряют анодное напряжение на рентгеновской трубке, время экспозиции и относительное количество электричества (мАс). В измерители с заводскими номерами от 1000 и выше добавляется возможность измерения кермы в воздухе.

Анодное напряжение на рентгеновской трубке измеряется двухдетекторным методом, заключающимся в определения разности значений сигналов от двух полупроводниковых детекторов, установленных за фильтрами различной толщины.

В процессе измерения анодного напряжения приборами DIAVOLT UNIVERSAL вычисляются значения среднего напряжения kVmean, максимального напряжения kVmax, и практического пикового напряжения PPV (в соответствии со стандартом МЭК 61676:2002).

Приборы DIAVOLT UNIVERSAL имеют разъем для подключения осциллографа и через интерфейс RS-232 могут подключаться к компьютеру типа IBM PC, в который данные измерений передаются по средствам программного обеспечения DiaControl. Таким образом контролируются пульсации и форма кривой анодного напряжения. Внешний вид прибора представлен на рисунке 1.4, а основные технические характеристики приведены в таблице 1.1.

Рисунок 1.4 - Прибор DIAVOLT UNIVERSAL (рисунок заимствован с официального сайт компании PTW-Freiburg, http://www.ptw.de/ [19])

В сентябре 2013 года на смену одному из самых распространенных приборов в организациях, осуществляющих радиационный контроль параметров

медицинской техники в РФ, прибору Unfors Xi [21] (номер в госреестре №3504607, срок действия истек) [22] пришел прибор RaySafe solo R/F(HOMep в госреестре №54915-13) [23].

Прибор RaySafe solo R/F (рисунок 1.5) осуществляет измерение среднепикового анодного напряжения в диапазоне от 22 до 160кВ с погрешностью 2,5%, поглощенной дозы, мощности дозы, длительности экспозиции, анодного тока, количества электричества. Кроме того, этот прибор выполняет определение количества импульсов, частоты следования импульсов, слоя половинного ослабления СПО (HVL), формы анодного напряжения (осциллограммы). Срок действия свидетельства о внесении в Государственный реестр средств измерения РФ на прибор RaySafe solo R/F - до 23.09.2018.

Рисунок 1.5 - Универсальный дозиметр RaySafe solo R/F (рисунок заимствован с официального сайта компании Unfors RaySafe АВ, http://www.unfors.com/ [21])

В Госреестр (№22584-02) [24] внесен только один прибор отечественного производства - УКРЭХ, разработанный и выпускаемый Научно-практическим центром медицинской радиологии департамента здравоохранения города Москвы. Принцип действия прибора основан на сравнении интенсивности излучения за фильтрами различной толщины.

Детекторная секция состоит из трех детекторов типа сцинтиллятор-фотодиод. Подробно работа прибора описана в [25, 26]. Прибор УКРЭХ имеет ряд недостатков и выпускается в очень ограниченном количестве. Основные параметры представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Основные параметры радиационных приборов контроля

радиационного выхода рентгеновских аппаратов

Прибор ^^^ ^^ Параметр RTI Piranha R/F&M 657 RTI Cobia Smart R/F Nomex DIAVOL T UNIVERSAL RaySafe solo R/F УКРЭХ

Анодное напряжение значение PPV PPV kVpmax, kVpmean, PPV kVpmax, kVpmean, PPV kVpmax kVpmean kVpmean PPV

диапазон, кВ 35-155 (18-49) 38 -155 50-150 22-150 22- 160 40- 125

погрешность, % ± 1.5 (±0.7кН) ±2 ±0,75 ±2,5 ±3 ±5

Воздуш ная керма Диапазон, Гр 15 1(ГУ-1000 40 10-*-1000 3 10"y - 0,005 50 10"b -50 10 10"y-9999 -

Погрешность, % ±5 ±5 ±1.5 ±4,0 ± 10 -

Мощность воздушной кермы Диапазон, мГр/с 15 Ю'ь- 450 40 Ю"5-100 50 10"й 5 50 10"J-50 10 10"6-1000 6-200 Р/мин

Погрешность, % ±5 ±5 ±5 ±0,5 ± 10 ±20

Время экспозиции Диапазон, с 10~4- 2000 10"4-2000 - 3 10"4 -999 10"J-999,9 10""- 5

Погрешность, % (мс) ± 1 ±1 (± 0,33) - ± (0,3) ±3 ±5

Количест во импульс ов диапазон 1 - 65535 1 -9999 - - 1 -9999

Погрешность, импульс ± 1 ± 1 - -

СПО (НУЬ) Диапазон, мм А1 1,0014,0 1,214,0 - 1,0-14,0

Погрешность, мм А1 ±0,2 ± 10% или 0,2 мм A1

Суммарн ая фильтра ция Диапазон, мм А1 1,5-38 - до 40 - -

Погрешность, мм А1 ±0,3 - - -

Номер по РФ осреестру СИ 5256913 5256813 1495895 34724-09 5491513 22584-02

Срок действия свидетельства об утверждении типа СИ 31.01. 2018 31.01. 2018 01.05. 2007 1.09. 2014 23.09. 2018 29.10. 2017

На протяжении последних лет в РФ ведется разработка нового метода и прибора для радиационного контроля. Основные наработки в этой области представлены ниже.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Карягин, Максим Александрович, 2015 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников

1 Карягин, М.А. Радиационный киловольтметр для системы контроля рентгеновских диагностических аппаратов / М.А. Карягин, А.С. Лелюхин // Приборы.-2014.- №5.-С. 4-6.

2 Карягин, М.А. Влияние условий генерации рентгеновского излучения на величину коэффициентов приведенного рассеяния при измерениях анодного напряжения / М.А. Карягин, А.С.Лелюхин // Медицинская техника. - 2014.- №5. -С. 29-31.

3 Карягин, М.А. Определение напряжения на аноде рентгеновской трубки по генерируемому излучению / М.А. Карягин, А.С. Лелюхин // Вестник ОГУ. -2013. - №9.-С. 217-222.

4 Карягин, М.А. Состояние и перспективы развития методов и средств неинвазивного измерения напряжения на рентгеновских трубках / М.А. Карягин // Медицинская техника. - 2013. - №5. - С.24-27.

5 Карягин, М.А. Сравнение результатов измерения практического пикового напряжения при различных условиях генерации рентгеновского излучения / М.А. Карягин, Д.А. Муслимов, А.С. Лелюхин // Научно-технический вестник Поволжья.-2011.- №3.-С. 128-131.

6 Karyagin, М. A. Current State and Trends in the Development of Methods and Devices for Noninvasive Measurement of X-Ray Tube Voltage / M. A. Karyagin, // Biomedical Engineering. - 2014. - Vol. 47. - №5 January - P. 250 - 252.

7 Karyagin, M.A. Effect of X-Ray Generation Conditions on Reduced Scattering Coefficients in Anode Voltage Measurements / M.A. Karyagin, A.S. Lelyukhin // Biomedical Engineering. - 2015. - Vol. 48. - №5 January. - P. 261263.

8 Карягин, M.A. Экспериментальный стенд для контроля радиационных параметров рентгеновских излучателей / М.А. Карягин, А.С. Лелюхин // Медицинская физика и инновации в медицине (ТКМФ-6). VI Троицкая

конференция 2-6 июня 2014 г. Сб. трудов конференции. - Троицк, Москва.: типография ООО «Тровант», 2014. - С. 634 - 635.

9 Карягин, М.А. Радиационный киловольтметр для системы самотестирования реитгенодиагностических аппаратов / М.А. Карягин // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры: материалы Всероссийской научно-методическая конференции; Оренбург, гос. ун-т - Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2014. - С. 13 72-1376-CD-R [электронный ресурс].

10 Карягин, М. А. Измерение анодного напряжения рентгеновских диагностических аппаратов по величине коэффициента приведенного рассеяния / М. А. Карягин, A.C. Лелюхин, Д. А. Муслимов // «Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине-2013»: материалы ежегодной Всероссийской научной школы-семинара. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2013. - С. 190-192.

11 Карягин, М.А. Определение суммарной фильтрации рентгеновского аппарата с помощью радиационного киловольтметра / М.А. Карягин, М.Г. Петрушанский, Н.Г. Шилкин // Медицинская физика и инновации в медицине (ТКМФ-5). V Троицкая конференция 4-8 июня 2012 г. Сборник материалов. Том 1. - Троицк, Московская область: типография ООО «Тровант», 2012.-С. 373-374.

12 Карягин, М.А. Результаты разработки зарядочувствительного усилителя с применением аппаратно-программных средств / М.А. Карягин // Современные информационные технологии в науке, образовании и практике. Материалы VIII всероссийской научно-практической конференции (с международным участием). - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009. - С. 286-290.

13 Карягин, М.А. Автоматизированная система измерения параметров рентгеновских диагностических аппаратов / М.А. Карягин, М.Г. Петрушанский // Современные информационные технологии в науке, образовании и практике. Материалы VI всероссийской научно-практической конференции (с международным участием). - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2007. - С. 336-338.

14 Модуль расчета коэффициента приведенного рассеяния для модели радиационного киловольтметра: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2012618284 / М.А. Карягин, Д.А. Муслимов, А.С. Лелюхин. - зарег. в Федеральной службе по интеллектуальной собственности; заявка №2012615886 от 13 июля 2012; зарег. в Реестре программ для ЭВМ 12.09.2012.

15 Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.6.1.1192-03 Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований. - М.: ФЦГСЭН, 2003.- 47 с.

16 ГОСТ Р МЭК 61676-2006 Медицинское электрическое оборудование. Дозиметрические приборы, используемые для неинвазивпого измерения напряжения на рентгеновской трубке в диагностической радиологии. - М.: Стандартинформ, 2007. - 24 с.

17 Официальный сайт компании RTI Electronics АВ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.rti.se/.

18 Свидетельство о внесении в Государственный реестр средств измерения РФ № 14958-95 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.vniims.ru/.

19 Официальный сайт компании PTW-Freiburg [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.ptw.de/.

20 Свидетельство о внесении в Государственный реестр средств измерения РФ № 34724-09 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.vniims.ru/.

21 Официальный сайт компании Unfors RaySafe АВ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.unfors.com/.

22 Свидетельство о внесении в Государственный реестр средств измерения РФ №35046-07 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.vniims.ru/.

23 Свидетельство о внесении в Государственный реестр средств

измерения РФ №54915-13 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.vniims.ru/.

24 Свидетельство о внесении в Государственный реестр средств измерения РФ №22584-02 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.vniims.ru/.

25 Бердяков, Г.И. Устройство контроля радиационных и электрических характеристик рентгеновских аппаратов УКРЭХ / Г.И. Бердяков // Медицинская

техника-2002-№5-С. 18-21.

26 Бердяков, Г.И. Типовой ряд радиационных киловольтметров / Г.И. Бердяков, H.H. Блинов //Медицинская техника-2005 -№5.-С. 19-21.

27 Устройство для калибровки анодного напряжения рентгеновского излучателя по слою кратного ослабления: а. с. 1103372 СССР: МПК Н 05 G 1/26/ Блинов H.H., Карадимов Д.С., Кускова Н.М., Мишкинис Б.Я., Петухов Н.Н, Смехов М.Е.(СССР). - № 3497812/18-25; заявл. 06.10.82; опубл. 15.07.84, Бюл. № 26. - 2 с.

28 Устройство для калибровки анодного напряжения рентгеновского аппарата по слою кратного ослабления: а. с. 1144196 СССР : МПК Н 05 G 1/26/ Блинов H.H., Лейченко А.И., Смехов М.Е., Урванцева И.Л., Шенгелия H.A.(СССР).- № 3663913/24-25; заявл. 21.11.83; опубл. 07.03.85, Бюл. №9.-2 с.

29 Устройство для калибровки анодного напряжения рентгеновского аппарата по слою кратного ослабления: а. с. №1144197 СССР: МПК Н 05 G 1/26/ Блинов H.H., Бардина Н.Д., Кускова Н.М., Лейченко А.И., Шенгелия H.A. (СССР). -№ 3663914/24-25; заявл. 21.11.83; опубл. 07.03.85, Бюл. № 9. -2 с.

30 Устройство для калибровки анодного напряжения рентгеновского аппарата по слою кратного ослабления: а. с. №1144198 СССР: МПК Н 05 G 1/26/ Блинов H.H., Лейченко А.И., Смехов М.Е., Шенгелия Н.А.(СССР). - № 3663925/24-25; заявл. 21.11.83; опубл. 07.03.85, Бюл. № 9. -2 с.

31 Даниленко, Т.В. Метод комплексного контроля радиационных и электрических характеристик РДА и его приборная реализация: автореф. дис. ... канд. тех. наук 05.11.10 / Даниленко Тимур Васильевич. - М., 1990.- 21 с.

32 Ларчиков, Ю. В. Развитие рентгеноспектрального метода измерения высокого напряжения для РДА и его приборная реализация: : автореф. дис. ... канд. тех. наук 05.11.10/ Ларчиков Юрий Викторович. - М., 1995.- 19 с.

33 Устройство для измерения высокого напряжения на рентгеновской трубке : а. с. 1261142 СССР : МКП Н 05 G 1/26 / H.H. Блинов, Т.В. Даниленко, А.И. Лейченко (СССР). - № 3898761/28-25; заявл. 25.05.85; опубл. 30.09.86, Бюл. №36.-2 с.

34 Устройство для измерения высокого напряжения на рентгеновской трубке : а. с. 1233307 СССР : МКП Н 05 G 1/26 / А.И. Лейченко, H.H. Блинов, А .Я. Глиберман, Т.В. Даниленко, И.И. Ковалев, Г.А. Четверикова, Р.В. Ставицкий, Б.Я. Мишкинис (СССР). -№ 3784715/24-25; заявл. 01.09.84; опубл. 23.05.86, Бюл. № 19. - 4 с.

35 Устройство для измерения времени рентгенографической выдержки: а. с. 1284012 СССР : МКП Н 05 G 1/28 / H.H. Блинов, Т.В. Даниленко, А.И. Лейченко (СССР).-№ 3928468/28-25; заявл. 12.07.85; опубл. 15.01.87, Бюл. № 2. -3 с.

36 Устройство для определения высокого напряжения на рентгеновской трубке : а. с. 1536525 СССР : МКП Н 05 G 1/26 / H.H. Блинов, Л.В. Владимиров, Т.В. Даниленко, А.И. Лейченко, Ю.В. Ларчиков (СССР). - № 4417656/28-25; заявл. 27.04.88; опубл. 15.01.90, Бюл. №2.-3 с.

37 Даниленко, Т.В. Методы и средства контроля основных параметров рентгенодиагностических аппаратов / Т.В. Даниленко // Труды института (ВНИИИМТ), вып.8, М., 1987 г.

38 Рентгенотехника: Справочник. В 2-х кн. Кн.1. / Под общ. ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1992. - 368 с.

39 Зубков, И.П. Рентгеноспектральный измеритель высоких напряжений/ И.П. Зубков, Ю.В. Ларчиков // Измерительная техника - 1993- №2 - С. 68-70.

40 Ларчиков, Ю.В. Рентгеноспектральный измеритель высоких напряжений для рентгеновских аппаратов / Ю.В. Ларчиков, И.П. Зубков // Медицинская техника - 1993-№4 - С. 53-55.

41 Zubkov, I. P. High voltage measurement by means of X - ray spectra / I. P. Zubkov, Larchikov Yu. V.// Measurement Techniques. Vol 36, №2, P. 232 - 234.

42 Краснов, M. JI. Интегральные уравнения: введение в теорию / М. Л. Краснов. - М.: Наука, 1975. - 302 с.

43 Бердяков, Г. И. Компактный рентгеновский мультиметр с мобильным компьютером / Г. И. Бердяков, Н. Н. Блинов (мл.) // Медицинская техника-2004,-№5.-С. 53-55.

44 Бердяков, Г.И. Применение многофункционального рентгентестера УКРЭХ в рентгенодиагностических кабинетах / Г.И. Бердяков, Ю.В. Ларчиков, Г.М. Ртищева, H.A. Шенгелия //Радиология - Практика. - 2007. - № 2. - С. 57-58.

45 Бердяков, Г.И. Контроль характеристик рентгенодиагностических аппаратов в условиях эксплуатации / Г.И. Бердяков, Н. Н. Блинов // Медицинская техника.-2014.-№5.-С. 16-18.

46 Устройство контроля радиационных и электрических характеристик рентгеновских аппаратов дистанционное «УКРЭХ» Руководство по эксплуатации ВУКФ.941529.01.00 РЭ. - Москва, 2005.

47 Петрушанский, М.Г. Разработка метода спектрального преобразования и программно-аппаратных средств для измерения параметров излучателей рентгенодиагностической аппаратуры: дис. ... канд. техн. наук: 05.11.10 / Петрушанский Михаил Георгиевич. - Москва, 2006. - 129 с.

48 Муслимов, Д. А. Исследование методов и средств неинвазивного измерения напряжения генерирования тормозного излучения: дис. ... канд. техн. наук: 05.11.10 / Муслимов Дмитрий Алексеевич. - Москва, 2011. - 141 с.

49 Муслимов, Д. А. Определение практического пикового напряжения по скорости затухания тормозного излучения в полупроводниковом детекторе / Д. А. Муслимов, А. С. Лелюхин // Медицинская техника. - 2012. - № 1. - С. 18-22.

50 Муслимов, Д.А. Определение практического пикового напряжения по восстановленным спектральным распределениям тормозного излучения / Д.А. Муслимов, A.C. Лелюхин, К.А. Гамалей // Медицинская техника. - 2011. -№5. - С. 34-39.

51 Ranallo, F.N. The Noninvasive Measurement of X-Ray Tube Potential / F.N. Ranallo // Medical Physics Department, PhD Thesis, University of Wisconsin, (1993).

52 Dosimetry in diagnostic radiology: an international code of practice / Technical Reports Series No. 457. - Vienna: International Atomic Energy Agency, 2007.-372 c.

53 IEC 61676:2002 Medical electrical equipment. Dosimetric instruments used for non-invasive measurement of X-ray tube voltage in diagnostic radiology. -Geneva: International Electrotechnical Commission, 2002.

54 IEC 61674:2012 Medical electrical equipment. Dosimeters with ionization chambers and/or semiconductor detectors as used in X-ray diagnostic imaging. -Geneva: International Electrotechnical Commission, 2012.

55 Kramer, H. M. The practical peak voltage of diagnostic X-ray generators / H. M. Kramer, H. J. Selbach, W.J. lies // Br. J. Radiol. 71 (1998), pp. 200-209.

56 Baorong, Y. Experimental determination of practical peak voltage / Y. Baorong, II. M. Kramer, II. J. Selbach, Lange B. // Br. J. Radiol. 73 (2000), pp. 641649.

57 Всероссийский научно-исследовательский Институт Метрологической Службы, Государственный реестр средств измерений допущенных к использованию в Российской Федерации [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.vniims.ru/.

58 ГОСТ Р МЭК 61674-2006 Медицинское электрооборудование с ионизационными камерами и/или полупроводниковыми детекторами в рентгеновской диагностике. - М.: Стандартинформ, 2007. - 33 с.

59 Нурлыбаев, К., Метрологическое обеспечение средств контроля электрических и радиационных параметров рентгеновских аппаратов / К. Нурлыбаев, Л.Л. Синников, Д.В. Ярына // Анри. - 2007. - №2. - С. 53-57.

60 Шалимов, С.В. Технико-экономическое сравнение приборов для контроля РДА / С.В. Шалимов // Медицинский алфавит. Радиология. - 2008. -№2. - С. 6-8.

61 Владимиров, Jl.B. Радиационные методы контроля параметров рентгенодиагностических аппаратов / Л.В. Владимиров, Ю.Л. Владимиров, A.A. Козлов // Медицинская техника - 2007 - №5 - С. 35-37.

62 Владимиров, Л.В. Радиационный метод определения напряжения генерирования рентгеновского излучения. Состояние и перспективы / Л.В. Владимиров, A.A. Козлов, В.А. Лыгин, А.Н. Рябкин // Медицинская техника.-2000.-№5,-С. 15-19.

63 Жутяев, С.Г. Спектральное распределение тормозного излучения в рентгеновских трубках с вольфрамовым анодом / С.Г. Жутяев, Г.И. Смелик, А.Б. Мишкинис, Б.Я. Мишкинис, Э.Г. Чикирдин // Медицинская техника - 2001 -№4.-С. 3-5.

64 Жутяев, С.Г. Исследование характеристик рентгенодиагностических излучателей. Взаимосвязь спектрального распределения тормозного излучения с его дозиметрическими характеристиками / С.Г. Жутяев, Г.И. Смелик, А.Б. Мишкинис, Б.Я. Мишкинис, Э.Г. Чикирдин // Медицинская техника - 2001-№5.-С. 15-17.

65 Нелипа, Н.Ф. Введение в теорию многократного рассеяния частиц / Н.Ф. Нелипа. - М.: Атомиздат., 1960. - 159 с.

66 Павлинский, Г.В. Основы физики рентгеновского излучения / Г.В. Павлинский. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. - 240 с.

67 Черняев, А.П. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом / А.П. Черняев. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 152 с.

68 Дворянкин, В.Ф. Определение мгновенной эффективной энергии тормозного излучения рентгеновских трубок / В.Ф. Дворянкин, Ю.М. Дикаев, A.A. Кудряшов, A.A. Соколовский // Измерительная техника - 2003. - №8. -С. 56-58.

69 ХСОМ: Photon Cross Sections on Personal Computer // by M.J. Berger and J.H.Hubbell / National Bureau of Standards / 1987.NBSIR 87-3597.

70 Соболь, И.М. Численные методы Монте-Карло / И.М. Соболь. - М.: Наука, 1973.- 312 с.

71 ГОСТ Р МЭК 61267-2001 Аппараты рентгеновские медицинские диагностические. Условия излучения при определении характеристик - М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. - 20 с.

72 Ляпидевский, В.К. Сцинтилляционный метод детектирования излучений/В.К. Ляпидевский.-М.: Изд. МИФИ, 1981, - 88 с.

73 Преобразователи измерительные регистрирующие В-480: Сертификат об утверждении типа средств измерений в Госреестре средств измерений Республики Беларусь [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://auris.ru/rus/products/cert_B480.htm.

74 Многоканальный аналого-цифровой преобразователь В-480. Руководство по эксплуатации [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http ://auri s. ru/rus/products/b480. htm.

75 Кипер, Р. А. Свойства веществ: Справочник по химии / Р. А. Кипер. -Хабаровск, 2013. - 1016 с.

76 Рентгеновские питающие устройства РПУ ВЧ/3. Руководство по эксплуатации: ЮВИЕ. 943157. 000 РЭ. - Истра, 2014. - 73 с.

77 Савчук, В.П. Обработка результатов измерений / В.П. Савчук. -Одесса: ОНПУ, 2002. - 54 с.

78 Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1985. -248с.

79 Прикладная дозиметрия / Под общ. ред. проф. К.К. Аглинцева. - М.: Госатомиздат, 1962. - 248 с.

80 ГОСТ Р 50267.28-95 Изделия медицинские электрические. Часть 2 Частные требования безопасности к диагностическим блокам источника рентгеновского излучения и рентгеновским излучателям. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1995. - 15 с.

81 Денискин, Ю.Д. Медицинские рентгеновские трубки и излучатели / Ю.Д. Денискин, Ю.А. Чижунова. -М.: Энергоатомиздат, 1984. - 209 с.

82 Тихонов, А.Н. Методы решения некорректных задач / А.Н. Тихонов, В .Я. Арсенин. - М.: Наука, 1974. - 224 с.

83 Дзядык, В. К. Введение в теорию равномерного приближения функций полиномами / В. К. Дзядык. - Главная редакция физико-математической литературы издательства «Наука», 1977. - 512 с.

84 Мышкис, А.Д. Элементы теории математических моделей / А.Д. Мышкис. - М.: КомКнига, 2007. - 192 с.

85 Методические указания МУ 2.6.1.2944-11 Контроль эффективных доз облучения пациентов при проведении медицинских рентгенологических исследований. - 2011. - 26 с.

86 Брегадзе, Ю.И. Прикладная метрология ионизирующих излучений / Ю.И. Брегадзе, Э.К.Степанов, В.П. Ярына. -М.: Энергоатомиздат, 1990. - 264 с.

127

Приложение А Листинг программы имитационного моделирования

га га

ГнП

га га га га га га га га га га" га га га га га fr

F

Reference:Di\0 О 1 Referenced ДО О 1 Referencs:D:\0 С 1 Refers ncs:D:\D С 1 Reference:D:\D О 1 Reference:D:\B О 1 Reference:D:V.D О 1 Reference:D:\D О 1 Reference:D;\0 О 1 Reference:D:'i,0 О 1 ReferencäiD:\D О 1 Reference: D;\D О 1 Refers nee: D Л,D О 1 Referenced,'\D 0 1 Reference:D:\0 О 1 Reference:D:\0 О 1 Reference:D:\D О 1 Reference:D:\D О 1 Reference;D:\D О 1 -Refers псе: D:\0 0 1-Reference:D:\0 0 1-Reference:D:\Ü О 1 -

- 201S\RKV!Ce4eHi!q XCO

- 2015\RKV',Сечения XCO

- 2015'iRKV',Сечения XCO

- 2015\ЯЮЛСвчения XCO

- 2015\РХ'.ЛСечения XCO

- 2015\RKV',Сечения XCO

- 2015\RkV,Сечения XCO

- 20 lSARKV',Сечения XCO

- 201S\RKV'Cs4eHHH XCO

- 2015У«С\ЛСачения XCO

- 20l£\RWiСечения XCC

■ 2015'i.R!0.'',Сечения XCC

■ 2015\RKV'iСечения XCO

- 2015\RKv",Сечения XCO

- 201Б^Ю.",Сэчения XCO

- 2 015', R KV' Ca ч e н и я XCO

- 2015\RKV',Сечения XCO

- 201S\RKV',CS46hhr XCO 2015\RKV',Сечения XCOI 201S\RKViCe4SH»H XCOI 2015\RKV,Сечения XCOf 201S'.RKV,Сечения XCOf

• Селенит. CaS04

• Графит. С

• Фторопласт, C2F4

■ Ляпис (Нитрат Серебра), AgN03

■ Рутил, ТЮ2

AI tct 300.xnvcd[R) ,',' ist 3Q0.xmcd{R) CF2 tot 3D0.xmcd(R) CF2 ine 30Q.xmcd{R) CF2 coh 3Q0.xmcd[R) CF2 ph 30ö.smcd(R) PyrarYn02 tot 3Q0.xmcd{R) Рутиг\ТЮ2 ph 30Q.xmcd{R) Pynir\Ti02 inc SC'O.xm-cdfR} Pythj-'i,Ti02 coh 300.xmcd(F.) Селенит \5elenrt tot 3C0.xmcd{R) Селенит\5е1епЛ ph 3QQ.xmcd{R) Сатенит\5а1епй inc 3üD.xrr,cdl*R} Ce.ieHtrr\5e!enit coh 300.xn>cd(R) Нитрат Cepe6pa\AgN03 tot 3G0.Krncd(R) Нитрат Cepefips\AgN03 ph 300.xmcd(Rj Hm-рат Сере5рг\.йдГ.'03 inc 300.xnr>cd(R) Нитрат CepeSp=\AgN03 coh 300,xmcd(R) cch 300,xmcd(R) tct 300.xmcd ph ЗОО.хтсс inc 300.x-mcd(R;

Для работы - исправить ссылки на коэффициенты fantom:= 5 Выбор материала фантома

Параметры фантома

г

см!

-"1 if ШОШ = 1

OS if fantom = 2

л 15 if £агЛош= d

1 if äntom = 4

4 if fantom = 5

Р:= 0.0

(iWcx(E):= Svk(74,E)

1000 if Е < 2 ^Va(E) if 2 < Е < SO Vv'tütfE) otherwise

p:=pi.(l-P) —

см:

h:= - см

R := h

— CM

•y.v

R = : I CM

p AI := 2.^03 r,rcw3

|JAI(EJ :=

iOOO if E < 2 AltonE) otherwise

tJV:= 0.G005 см P_W:= 19.3 г.'смЗ

С2а(Е) := ехрЕ-^З'-МУ-^"©)] <3«Е,1_А1) := ехр[-(р_-и1_А1.цА1гЕ})]

ток анода } := 1-Ю-" А

1 анодз 1:= 74.

0'= 1 ~ 80)

Екл1 := 59.33 Ек]Ъ1 := 67.28 ик := 65.3

Параметры детектора Сй!

Сз := 55 С« := 132.505 I := 53 С1 := 126.905

Сс51 := Сс2 + С[

С'СЕ

N1 :=

С'1 Сем

Сс£1 Хсг + XI = з

ц_Св1(Е) := Хс^-ЦСзД) + Гм-Бук^Е)

Р Сз1:= 4.51 — смЗ

1 Сг! := 0.23 см

'дЬ.Егаах^ А1}:=

Ра{Е) := 3 - гхр[-(р_С51.1_С5Х|а_Сз1(Е»]

3.8-Ю8^-: - Гк<ЖЕ,1 А!)-Оа;Е}} ИЕ>1

к Е

О оЛегтзе

. .14 3.8-10 ~ 0.953-0 к:= 110 ■_)--

Х'л(Епах) := к

('Етах

ч 1.67

_ 5

ХЗ(Еиах) := к-

0.25.: - 1;

8.8- -1: + х«<Е«яш0

^ )

п п ,„5 - - ' Етах , , _ Э.Э-10 -- 1 ; + \3(ЕсааХ'

■(ЖЕд_А1).СЗа(Е) ¡1" (ЕЬа! - 0.1) <Е< <ЕЬД + 0.1) Етах 2 Цк ■ОГ(Е^_АП.Оа(Е :. И (ЕкрЗ - 0.1) < Е < (ЕкЯ! + 0.1) ■-. Етах > Цк

о&егтзе 0 11" Е < 2

3.3■ 10®^• ? ^^ - 1 !■ 0£(Ел_А1)-С>а(Е> о&ептее

х:= 50 Е/л :=

ЫЕ) :

-^(Ьл)

Ел =29.3-

сЧ&л) = 1

а(Е)

Сечения взаимодействия

цА 1Е> := 5е1е]±_ю1(Е) ^ «пош = 1 Сш^Е) 1ГГшош=2 СР2к>(:ГЕ) ¡Г ¿аглот = 3 АаХОЗ^с^СЕ) 1Г:а.п:ош=-ТЮ2 тот(Е) 1{ ¿ш:ош= 5

сп'Е} :=

8г1епй_шс(Е} + 5е1епй_соЬ;Е) 11" £нкош.= 1 Стс(Е) + Ссо1:(Е.) ^ £шош = 2 СР2шс(Е) + СРЛсоН'Е) £аыош = 3 А|ХОЗ_1Пс(Е) + АгХОЗ_соЬ(Е} ¿£ £аг.тош=4 Т102_тсСЕ) + Т]02_соа(Е) ¡5 £аглош = 5

\(Е) :=

8е1еш1_ркСЕ) + 5е1епй_шс(Е) + 5е1еш1_соЬ(Е) 11" ппгош = 1 СрЬ(Е) + Слпс(Е) + СсоцЕ) ¡1 :атош = 2 СР2рЬ(Е) + СР2шс(Е) + СР2соЬ.Е) йглош = 3 АгКОЗ_р1Ш + АгХ03_1Г.с(Е) + А гХОЗ_соЬ|Е; И' «йот = ТЮ2_рЬ|.Е) + ТЮ2_1пс(Е) + Тз02_соп(Е) ¿апхош = 5

т(Е) ■

5е!еш1_рЬ(Е) шйот= 1 С'рЬГЕ) ¡£ £ас:ош = 2 СЕ2рЬ(Е) и" £аиош = 3 АгХ03_рЬ(Е) 1Г £ап1ош = 4 Ti02_ph.CE) 1Г йшйш = 5

|1(Е; := \(Е)

и Е) :=

5е1еш1_1ас(Е) £атш = 1 Стс(Е) £а1*гош = 2 СЕ2тс(Е> ¡£ £гглот = 3 А§Х03_шс(Е) глиош = 4 ТЮ2_1Пс(Е"; 1£ 1Ш'0Ш = 5

¿П-Е>:= -

цА1(Е).р_А1

Тормозной спектр

Е3ей:= 10 кэВ

Энергия кантов. кэВ

п :=

Дня расчета установить не менее - п=5

:= 0.22 Собственная фильтрация, см г_А1 = 0.1 Дополнительный тильтр. см

Etbf(Emax,t_Al) =

Ef ■

while i<2 lGn

white > TOL 4 — radi~|) break if i| > 0

у radf-,)

E (Enax- x + 3 Eniax v

H .= histozramC 3 0 ,Etbf( 12 0,0.1),

д/vV

M.= hi£tosram( 3 0, Etbfi 120,0.5))

if T<

- ■ (Qf(E ,t_Al_sob))

\ ^ f

X — E i

l —i+ 1

1 — 0 J <-0

while i < lenrfi(Ef> ~r - 2

E «г- Ef i

if L_Ak;~,,E}> t_Al

E oat — E ~ J

j -j + 1

L <— i -Ь 1

E_out

Угол вылета рассеянного фотона

while ~> TOL 11 •— mdt",) P — TT-rtid'Y'

tf i) 1 —

1 + cosUD"

[1 + t-(l - cosy}))]'

1 +

¿■■(3 - со<|1)Г

11 + cosfpr1 [1 + г•(! - cosCli»].

break

while - > TOL i| rnd(~,;

p TMni-,) 1

if 1) < —1 +COS(pr

lo. — 1}

break

Координаты и энергия рассеянного фотона

ш — О

Е2, — Ей

'Л"Ы1е о <п < 11 |х: г + |У: г < к~

1

Е2

ЧЕ2<)1

спЕ2,,|

511

Ш " 311

Ф 2тг га;!^) ф — тт пк!

с;

Счс) lí п = О Е о&епуззе

Х2 *-Х2 +|1 зицф1 =о*(Ф)|

т+1 ш га

У 2 ., У2 +|1 зш!'<:>':тГФ')| т+1 т т

11 — 11 + | I С03,О!| п:гН т т 1

"ш+1

Е2

I +Е2 •

(1 - С05!>))>

^ Л = О

т 5П

Е2 с&ептее

т

Х2

кгМ

У2

т+1

"ш+1

"ш+1

V"

11

Ьгеак 11' пк!~,) < 1 -

т+1 1

Ц.Е2

Ш+1

Модель взаимодействия

ЕДЕсоах, 1_А1 ,и) :=

ЕЛ <н Е:Ъ£(Еп1ахД_АГ) 1 <-0 г^-0 £0

т*- 0 иО . к О

} о

К •-»

\ о

\vhile I < [епгЛСЕЛ)

Е -нЕЛ. 1

Ь <-Ц-„ Е)

II" [.> 1х 1

Е оис ЕЛ

- } I

о&етчЧ'е

т-А.'-,) <

сг(Е)

[И.'Е) -

к^к+ 1

-1+1 Е_01Д Е_т 2_т

\rhile ш < 1епг!Ь£Е_т) 1 <- 1

Г

1

5Ы

•зЫ <-т£К>!) ХО Е^Ш-сой^-ТТЗВД

т 4

V0 - ЯлШ-2ш(:.7тг]]2> ш ' '

го ъ Н1

т — то

VI) ХО ,У0 ,20 ,Е т I

т т т — т

: Р2г.

т О

Г

т 1

Z <нР"> m

E 4— P2

XOÛ *-P2, m 4

YOO i— P2-m

ZOO r-P2,

ш 5

EÛO P2, m

ш i— ш + 1 XOÛ YOO ZOO X Y Z E

white p < length®

Г h-ZOO I vn

A MXÖQ + — P P 2

L P

—í^-iX -XOÛ i ZOO P P

h - ZOO

YOO +•——^гт-'iY - YOO i p Z -ZOO P P

P P

О - ZOO

АО

P

ВО -p

xoo +

p Z -ZOO ' p p p

-,x - xoo

0 - zoo

YOO +

-—-iY - YOO

p Z - ZOO p P

if Z > h .•

p

|A Г+ iB , . P P J

<R~

Edl.<-E

t P IT-Í+ )

if |X Г + 1Y f > ■■• 0<z <h p p p

EdQhO î- E г P

r t-r+ I

if Z >1ia lA r + |B f > R"

p P p

Ed2h í-E

к <■— к +

if Z <0 i АО Г+ |B0 f > R*

P P1 P1

Ed20 *-E

\ p

X X + 1

P4-P+ 1

Ed2 f- stackCEd2h0,Ed2h,Ed20> Edpr ц— stack(E_out,Edl)

Dl t- leng-Ji(E_out) + lenñlíEdl) D2 tengthCEd2)

i «HO

ч j

fc^-0 a «i— О m(-0 1 «нО

while i < lengÜi'Eápr) PI PdiEdpr i

if rad(7) < PI

Elint t— Edpr. J - i

j H + i -Í + 1

j-1

Vvdl Elin^

k= 0

while tL< lensnhiEd2)

P2 Pdi Ed2 i n

if rad;-f) < P2

Elint Ed2 m n

m m + 3

nf-n+ 1

ш-1

\Vd2 У E2intj 1 = 0

kpr

Vvd2 S-Vvdl D1 if u= 0 D2 if u= 3 E_in if u = 2 E_out if u = 3 D2

if u = -

SD1 kpr if u = 5 Ed2 if u = б Edpr if u = i

и=4 - расчет кпр идет по числу квантов и=5 - расчет кпр идет по энергии выделенной квантами в детекторе

и = 4 Етах = 80

О 2: ^А1_с1ор = 0 36 11_А1_<Ьр = 0 72

= ^А1_гоЬ+ ^АЫор =0 53

и = 4

E2(60,t_Al_dop,u) = .

Е2 (15 0,11_А1_аор,и) =

E2(S0,t_Al_dop,u) =

E2(150,tl_Al_dop,u) = | 1

Для расчета - включить правой кнопкой Enable