环境X射线防护板的研究

论文摘要

随着X射线在医疗领域应用的不断发展,X射线的防护成为辐射防护与环境保护的关键技术问题。传统X射线防护方案关注X射线的透射率,即降低X射线对外部环境和人员的损伤,而在医疗检测过程中X射线的反射率直接影响了病人的辐射损伤。本文设计了一种新的X射线防护方案,该方案同时兼顾降低X射线防护板的透射率和反射率,其是由不同金属材料按一定比例混合而成,其主要材料有:BaSO4、Fe3O4、NMnO2、Cu、Smo、Gdo、Bio、Wo和不饱和聚酯树脂,并采用基于蒙特卡罗模拟方法的MCNP软件对该X射线防护方案性能进行了计算,在模拟中所选取的X射线能量在60keV到200keV之间,防护板的厚度取在1mm到9mm之间,同时计算X射线的反射率和透射率。由于不同金属原子对不同波长和能量的光子的吸收能力不同,本文所采用的X射线防护板是由不同原子所组成的,其比单金属原子制作的防护板(比如铅板)具有更高的吸收率,能有效降低透射率和折射率。本文的模拟主要是分为以下两个部分:首先,对给定能量的X射线,计算了不同厚度防护板的反射率和透射率。其次,对于最佳厚度的防护板,计算了防护板的反射率和透射率。最后,由不同板厚、成本以及给定板厚效率的角度出发,选择出最合理的防护厚度。本文的研究结果为X射线防护板的工程设计和产业化提供了理论支撑。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• Acronyms And Abbreviations
• Chaterl Introduction
•   1.1 Introduction
•   1.2 Problem Statement
•   1.3 Objective Of Thesis
•   1.4 Thesis Outlines
• Chapter 2 Background Of X-Ray
•   2.1 Introduction To X-Ray
•   2.2 Advantages And Risks Of X-Rays
•     2.2.1 Advantages of X-Ray
•     2.2.2 Risks Of X-Ray
•   2.3 Characteristics of X-Ray Emission
•   2.4 Elements Of X-Rays
•   2.5 X-Rays Production
•   2.6 Some Applications Of X-Rays
•   2.7 Electron Energy
•     2.7.1 Potential
•     2.7.2 Kinetic
• Chapter 3 Principle Of X-Ray Interaction,Protection And Absorption
•   3.1 Principle Of X-Ray Interaction
•     3.1.1 Coherent Scattering
•     3.1.2 Compton Effect
•     3.1.3 Photoelectric Effect
•     3.1.4 X-Ray Photon Interactions Pair Production
•     3.1.5 X-Ray Photon Interactions Photodisintegration
•   3.2 Absorption Of X-Rays
•   3.3 Radiation Protection Of X-Ray
•   3.4 Criteria For The Selection Of A Shield Material
•     3.4.1 Attenuation Neutrons
•     3.4.2 Thermal Heat Removal
•     3.4.3 Attenuation Of Neutron Particles
•   3.5 X-Ray Rooms:Design,Materials And Protection Barriers
•     3.5.1 Warning Signs
•     3.5.2 Occupancy Of X-Ray Rooms:Calculation Of Safety Aspects
•     3.5.3 Room Size
•     3.5.4 Walls: Materials And Lead Equivalence
•     3.5.5 Windows
•   3.6 Shielding Calculations
•     3.6.1 Exponential Attenuation Of X Rays
•     3.6.2 Design Goal（P）
•     3.6.3 Uncontrolled P=0.1 Mgy/Y Will Satisfy 0.25 Msv/Y
•     3.6.4 Occupancy Factor,T
•     3.6.5 X-Ray Beam Transmission
•     3.6.6 Archer Equation For Transmission Curves
•     3.6.7 Workload（W）
•     3.6.8 Update On Workload Data
•     3.6.9 Models For Diagnostic X-Ray Shielding Calculations
•     3.6.10 Calculation Of Primary Kerma
•     3.6.11 Scatter Radiation
•     3.6.12 Leakage Radiation
• Chapter 4 X-Ray Protection Plate Design And Simulation
•   4.1 Methodology
•   4.2 System Model
• Chapter 5 Conclusion And Future Work
•   5.1 Conclusion
•   5.2 Future Work
• References
• Acknowledgements
• Publications during master

文章来源

类型: 硕士论文

作者: Khalid Hajnuor Osman Abdelwahid

导师: 刘洋

关键词: 软件,蒙特卡罗模拟,射线能量,板厚,穿透比

来源: 华北电力大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 物理学,材料科学

单位: 华北电力大学(北京)

分类号: TB34;O434.1

DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2019.001196

总页数: 56

文件大小: 5164K

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