井型电离室轴向响应对放射性活度测量的影响*

李小双 宋家斑 邹建新 袁杰 韩刚 陆小军 赵超 / 上海市计量测试技术研究院

0 引言

放射性活度计主要由井型电离室和静电计组成，γ射线在电离室内气体中产生次级电子，次级电子电离空气产生正负离子对，在灵敏体积内的电场作用下，电子、正离子分别向两极漂移,在外接电路中形成微电流；电流的大小与入射线的强度成正比；静电计以补偿法准确测量微电流，经放射性活度标准刻度后转换为放射性活度显示。放射性活度计常用于测量放射性溶液及放射性药物的活度，在同位素生产和医疗卫生部门得到了广泛应用[1]。诊断、治疗病人使用放射性药物的活度依赖于活度计的测量，故而其准确性非常重要。

井型电离室是一种4π电离室，由于几何结构的符合性电子学效应等因素，在井内不同深度处的输出电流会有变化。采用刻度误差优于±1 mm钢直尺和封装在青霉素瓶内的放射性标准溶液，从井内底部往上，每间隔1 cm为一测量点，每个点位测量10次取平均值，由测量结果分析研究井的轴向位置对活度计输出值的影响。

1 实验

1.1 实验设备

主要设备有：美国CAPINTEC公司生产的CRC-25R型放射性活度计，仪器序列号为252798；北京恒昌高科科学技术有限公司生产的RM-905a型活度计，仪器序列号为NOT-HC052；刻度误差优于±1 mm钢直尺；封装在青霉素瓶内的1 mL137Cs核素标准溶液，外加带辐射防护安全装置的实验操作台。

1.2 实验方法

在实验室环境对实验结果的影响可忽略的条件下，将137Cs核素标准溶液从井型电离室底部，沿着电离室轴向，逐一向上移动，每间隔1 cm重复读取10次活度计示值，取平均值作为该点位的测量值。

1.3 实验数据

CRC-25R型活度计的井型电离室深度为25.4 cm，RM-905a型活度计的井型电离室深度为27.5 cm，标准溶液表面距离瓶底部2 mm，以标准溶液的中心位置作为原点，向上沿着轴向改变137Cs核素标准溶液位置，得到实验数据如表1所示。

2 结果分析

为了更加直观地比较两种活度计的示值变化，以活度示值为横坐标，轴向距离为纵坐标，将两种不同类型活度计所测数据标示如图1、图2所示。

图1 137Cs核素标准溶液轴向位置变化对CRC-25R型活度计示值的影响

表1 轴向改变137Cs核素标准溶液位置时活度计的示值

由图1可知，随着放射源在轴向方向上的移动，活度计的示值先是有个微小幅度的变大，稳定一小段之后，开始大幅减小。

图2 137Cs核素标准溶液轴向位置变化对RM-905a型活度计示值的影响

由图2可知，随着放射源在轴向方向上的移动，活度计的示值先是有个大幅度的上升，平缓变化一小段之后，大幅减小。

随放射源位置的改变，活度计示值与极大值的相对偏差如表2所示。

表2 两种型号活度计的极大值相对偏差

由图1、图2还可以看出，对于同一137Cs放射源，两种不同型号活度计均会有一个极大值区域。随着放射源持续上移，活度示值随之减小。由表2可知，CRC-25R型活度计示值的极大值出现在靠近井底位置，在向上5 cm范围内示值变化仅为0.3%，RM-905a型活度计示值的极大值出现在距井底10 cm处，±1 cm范围内示值变化小于1%。

放射性活度计井型电离室响应灵敏度的轴向变化可通过活度计示值与极大值的相对偏差随放射源位置的变化来反映，见图3、图4。

图3 CRC-25R型活度计示值与极大值的相对偏差随放射源位置的变化

图4 RM-905a型活度计示值与极大值的相对偏差随放射源位置的变化

从图3和图4可以直观地看出，CRC-25R和RM-905a型活度计井型电离室响应灵敏度的轴向分布，不同型号放射性活度计其井型电离室的响应灵敏区域有差异，放射性溶液或放射源在井型电离室内的轴向位置直接影响活度测量结果的准确性。放射性活度计的刻度校准应针对其最灵敏探测响应区域[2]。用放射性活度计测量放射性溶液或放射源活度时，放射性溶液或放射源必须保持在井型电离室响应最灵敏区域内。

JJG377-1998放射性活度计检定规程规定工作级活度计的基本误差不超过6%，标准级活度计的基本误差不超过4%[3]。检定测量时如果参考源位置偏离最灵敏响应区域，则活度计示值偏低，将导致检定结果失准。

3 结语

放射性活度计是重要的放射性活度测量仪器，也是核医学诊疗的常用仪器，其测量准确度直接影响核医学诊疗效果与患者健康。对目前最常用的CRC-25R和RM-905a型活度计放射性活度轴向响应测量实验的结果显示：不同型号放射性活度计其井型电离室的响应灵敏区域有差异，CRC-25R型活度计响应最灵敏区域为井型电离室底部向上5 cm范围内，区域内活度计示值变化为0.3%；RM-905a型活度计响应最灵敏区域为井型电离室内距底面9～11 cm范围内，区域内示值变化小于1%。