阅读说明：本技术 一种用于高能电子束剂量测量的平板电离室 (Flat ionization chamber for high-energy electron beam dose measurement ) 是由 龚岚 周媛媛 程金星 王庆波 于艾 于 2020-05-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种用于高能电子束剂量测量的平板电离室,包括外电极和内电极；所述外电极为空气等效材料制成的帽装结构,其与下方的外电极后盖构成一个密闭的扁平气腔,气腔底部设有绝缘板；所述内电极固定于绝缘板上,外围环绕有保护环。本发明采用的空气等效材料作为外电极,测量更加准确；解决现有技术中用于测量电子束剂量测量的难题,能真实反映辐射束梯度变化；采用固定帽缘结构,装配简单、接触良好、空气空隙少,改善了空腔电离室的一致性,提高了产品的合格率,同时实现了产品的坚固性和耐用性。(The invention discloses a flat ionization chamber for measuring high-energy electron beam dosage, which comprises an outer electrode and an inner electrode; the outer electrode is a cap structure made of air equivalent material, and forms a closed flat air cavity together with the lower outer electrode rear cover, and the bottom of the air cavity is provided with an insulating plate; the inner electrode is fixed on the insulating plate, and a protective ring is surrounded on the periphery of the inner electrode. The air equivalent material is used as the outer electrode, so that the measurement is more accurate; the problem of measuring electron beam dosage in the prior art is solved, and the gradient change of a radiation beam can be truly reflected; adopt fixed cap reason structure, the assembly is simple, the contact is good, the air space is few, has improved the uniformity of cavity ionization chamber, has improved the qualification rate of product, has realized the tightness and the durability of product simultaneously.)

一种用于高能电子束剂量测量的平板电离室

技术领域

本发明涉及电子束剂量测量技术领域，具体为一种用于高能电子束剂量测量的平板电离室。

背景技术

1958年，Shonka, F.R，Rose, J.E，Failla, G等发表了导电塑料等效组织、空气、聚苯乙烯的文章，开拓了空气等效塑料的研究，将空气等效材料运用于电离室的制作。利用空气等效材料制作电离室室壁，对初级辐射与空气具有近似相同的吸收系数、并对次级电子具有近似相同的原子阻止本领，物理特性坚固、耐用、稳定，是一种电离室制作的优良材料。

国外对空气等效材料的研制起步很早，已经有现成的产品，如：C-552空气等效材料。国外已经将空气等效材料用于制作标准电离室的生产，如FC23-C Farmer、PR-06CFarmer、PR-06G Farmer等。国内有四川中测辐射科技有限公司在从事该材料研究开发，生产的CT长杆电离室已经用于CT剂量测量，能量响应小于3%，申请了专利【用于CT指数测量的笔型电离室，专利号：ZL200520036437.7】。

鉴于国内空气等效材料的研究和电离室的制作情况，中国测试技术研究院开展了电离室的制作工艺研究，研制了一种体积为0.6cm³的指形电离室用于放射治疗绝对剂量测量，此电离室坚固、耐用、稳定，但不能用于高能电子束剂量测量。

医用直线加速器是一种利用微波电磁场加速电子并且具有直线运动轨道的加速装置，主要用于肿瘤患者放射治疗，现在已经得到广泛应用。但是对于高能电子束射线的剂量检测，通常还是采用的指形电离室。由于高能电子束射线主要用于皮肤表面的浅层肿瘤的治疗，其剂量衰减梯度变化较大，因此在较低能量≤10MeV的电子束的吸收剂量测量不适宜采用指形电离室测量。

综上，现有技术的缺点主要有二个：

1、通常采用指形电离室测量。目前国内测量水吸收剂量通常采用指形电离室，但是在电子束能量偏低的情况下，指形电离室不能真实反映辐射束梯度变化的特点。

2、采用有机玻璃涂石墨作为室壁材料。国外有针对于电子束能量偏低的水吸收剂量测量的平板电离室，但是其室壁采用有机玻璃涂覆石墨导电层，其有效原子序数略小于空气的有效原子序数，因此在空腔中产生的电离电荷略少于自由空气电离室。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种结构紧凑，腔内散射扰动效应小，扰动影响小、有效测量点易于确定的用于高能电子束剂量测量的平板电离室。

本发技术方案如下：一种用于高能电子束剂量测量的平板电离室，包括外电极和内电极；所述外电极为空气等效材料制成的帽装结构，其与下方的外电极后盖构成一个密闭的扁平气腔，气腔底部设有绝缘板；所述内电极固定于绝缘板上，外围环绕有保护环。

进一步的，所述绝缘板和外电极之间还支撑有第一绝缘支撑环和第二绝缘支撑环；第二绝缘支撑环位于外圈，其底部内侧设有内凹圈；第一绝缘支撑环位于内圈，其底部外侧设有外凹圈，内侧设有内凹圈；所述保护环嵌于第二绝缘支撑环的内凹圈和第一绝缘支撑环的外凹圈之间；所述内电极嵌于有第一绝缘支撑环的内凹圈内，且与保护环处于同一平面。

更进一步的，所述外电极底部外沿设有凹台，外电极后盖外沿设有与所述凹台配合安装的凸台。

更进一步的，还包括一端通过螺纹与所述外电极连接的支柱前端，支柱前端的另一端与支柱后端固定连接。

更进一步的，所述绝缘板上开有用于内电极和保护环的走线以及填补背部的电离空腔的小槽。

更进一步的，所述内电极为直径为10mm的有机玻璃涂覆石墨，其边缘设有镀金压片；其入射窗的厚度为1mm。

更进一步的，所述保护环的宽度不小于气腔高度的1.5倍。

本发明的有益效果是：本发明采用空气等效材料作为外电极，测量更加准确；解决现有技术中用于测量电子束剂量测量的难题，能真实反映辐射束梯度变化；外电极和外电极后盖采用固定帽缘结构，装配简单、接触良好、空气空隙少，改善了空腔电离室的一致性，提高了产品的合格率，同时实现了产品的坚固性和耐用性。

附图说明

图1为本发明一种用于高能电子束剂量测量的平板电离室的俯视图。

图2为图1中B-B处的剖面图。

图中：1-外电极；2-外电极后盖；3-保护环；4-内电极；5-支柱前端；6-支柱后端；7-绝缘板；8-第一绝缘支撑环；9-第二绝缘支撑环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，一种用于高能电子束剂量测量的平板电离室，包括外电极1和内电极4；所述外电极1为空气等效材料制成的帽装结构，其与下方的外电极后盖2构成一个密闭的扁平气腔，气腔底部设有绝缘板7；所述内电极4固定于绝缘板7上，外围环绕有保护环3。

本实施例采用空气等效塑料作为室壁材料，并用环氧树脂作为粘合剂，具有极间距小，扰动影响小、有效测量点易于确定等优点，对电子束吸收剂量的校准和沿线束入射方向剂量梯度变化较大区域的测量有明显的优点和较高的测量精度。

如图2所示，本实施例绝缘板7和外电极1之间还支撑有第一绝缘支撑环8和第二绝缘支撑环9；第二绝缘支撑环9位于外圈，其内侧底部设有内凹圈；第一绝缘支撑环8位于内圈，其底部外侧设有外凹圈，内侧设有内凹圈；所述保护环3嵌于第二绝缘支撑环9的内凹圈和第一绝缘支撑环8的外凹圈之间；所述内电极4嵌于有第一绝缘支撑环8的内凹圈内，且与保护环3处于同一平面。第一绝缘支撑环8和第二绝缘支撑环9采用高绝缘的聚四氟氯乙烯加工而成，加工的凹圈分别放置保护环和内电极，确保保护环和内电极处于同一平面；对保护环3和内电极4实现高绝缘隔离，加工表面光滑，减少漏电损失。

本实施例的电离室采用空气等效材料作为电离室外电极，保持电离室的坚固性和耐用性；有一个扁平气腔，气腔高度为2mm，内电极被保护环环绕，保护环宽度不小于气腔高度的1.5倍，为了减少径向射线束不均匀性的影响，内电极的直径较小，为10mm，入射窗的厚度为1mm。

本实施例的外电极采用空气等效材料，配合后盖，形成独立的电场空间，减少外电场干扰。具体的，外电极1底部外沿设有凹台，外电极后盖2外沿设有与所述凹台配合安装的凸台，构成的这种帽缘结构便于加工，安装时的位置控制准确，装配简单、接触良好、空气空隙少，改善了空腔电离室的一致性，提高了产品的合格率，同时实现了产品的坚固性和耐用性；电离室外部接缝处均用环氧树脂粘接确保防水性能良好。

内电极采用直径为10mm的有机玻璃涂覆石墨，易加工，变形小，其灵敏高度通过绝缘支撑环1和2来确定，内电极边缘采用一个镀金压片，用于焊接引线收集内电极上的电离电荷。内电极涂覆的石墨导电性能良好，减少收集电荷损耗。

保护环采用纯铜镀金便于焊接，宽度为3mm，确保灵敏体积边缘处电场保持均匀，减少漏电损失；绝缘板上开有小槽，用于内电极和保护环的走线以及填补背部的电离空腔，防止增大额外的电离体积。增加保护极，减少漏电损失，并确保灵敏体积边缘处电场保持均匀。

还包括一端通过螺纹与所述外电极1连接的支柱前端5，支柱前端5的另一端与支柱后端6固定连接。支柱前端5和支柱后端6采用铝合金制成，与线缆的高压极相连，通过螺纹连接到外电极上，能实现电压的无衰减导通，并且保护线缆不被外力损坏，可以通过夹具实现固定作用。