(60)钴在射线数字成像检测系统中的应用
钴60放射治疗机简介
钴60放射治疗机简介钴-60治疗机是一种医院对肿瘤的放射治疗大型医疗设备，了解其主要结构与工作原理非常重要。
1. 钴60治疗机的基本结构钴-60治疗机一般由以下部分组成： ①一个密封的钴-60放射源； ②一个源容器及防护机头； ③具有开关的遮线器装置； ④具有定向限束的准直器；⑤支持机头的治疗机架，用以调节线束方向； ⑥治疗床；⑦计时器及运动控制系统； ⑧辐射安全及联锁系统。
钴-60治疗机的主机一般结构图机架旋转角度手控器机头 准直器治疗床旋转机架 立式机架FYC 一50H 型回转式钴60治疗机操作台结构图2. 钴60治疗机的工作原理钴源采用气动机构来推动，治疗时，只要使电磁阀通电，将气源接通，气缸活塞推杆使将钴源筒推出300毫米，停留在放射口处，进行照射。
当定时照射结束(是用定时钟控制治疗时间)，钴源筒便主动退回，将钴源稳定。
可靠地停放在贮藏位置，治疗过程中当突然发生断电时，钴源筒能自动返回原位，以确保治疗安全。
源位置指示灯治疗方式选择电源开关紧急停机时间计数器预备照射钴-60治疗机实验教学模型简介由于钴-60治疗机是一种医院大型医疗设备，主要用于对肿瘤的放射治疗，具有强放射性，直接用于实验教学无论从医院工作上，还是同学们身体健康方面上都是不便和不利的。
以前的相关实验教学是学生到医院钴60治疗机房去，由老师带领学生快速地边看边介绍一遍，学生无法透彻理解其结构和工作原理，更无法亲自动手做实验，甚至直接组装设备。
大三学生张杰和曹新德在胡俊峰老师精心指导下，开发了“钴60治疗机实验教学模型”，解决了钴60治疗机实验课无法避免高放射性的难题，改变了国内钴60治疗机无实验教学设备（模型）的现状。
钴-60治疗机实验教学模型主要解决当今钴60治疗机实验教学中存在的学生无法透彻理解其结构和工作原理，更无法亲自动手做实验的实际问题。
钴60治疗机实验教学模型的成功开发得到了学校郑葵阳副院长的大力支持与校内外专家的热情鼓励，实现了从简陋装置到成型教学实验设备的成功转化。
钴60医学应用
钴60医学应用
钴-60是一种放射性同位素，常用于医学应用中的放射治疗和放射诊断。
在放射治疗中，钴-60被用作外部放射疗法的源，用于治疗恶性肿瘤。
钴-60放射线具有较高的穿透能力，能够深入人体组织，从而对肿瘤进行辐射治疗。
它可以通过一个设备被定位于病人体内，通过连续辐射照射肿瘤区域，以达到杀死癌细胞的目的。
在放射诊断中，钴-60常被用于核医学检查中的射线生产。
通过采用特定的装置，可以利用钴-60产生射线，用于影像学检查，如CT扫描和放射性核素造影。
这些影像技术可以帮助医生确定病变的位置、性质和程度。
尽管钴-60在医学应用中有一定的优势，但由于其放射性辐射带来的健康风险，必须严格控制和管理其使用。
医学应用钴-60的使用需要专业的人员指导和规范操作，以确保安全性和有效性。
Co60 钴
Co60 钴-60辐射全解！2009-12-15 19:48:36| 分类：生活常识| 标签：|字号大中小订阅首先，告诉大家，金属钴（读音Gǔ）是一种金属，而钴60则是金属钴的一种同位素，具有放射性，可以用来治疗癌症等，不过使用时要注意保护，放射线对人伤害很大。
钴的性质：钴（Co），原子序数27，原子量58.9332。
元素名来源于德文，原意是妖魔。
1735年瑞典化学家布兰特发现并分离出钴。
钴在自然界分布很广，但在地壳中的含量仅为0.0023%，占第34位。
钴矿主要有辉钴矿、方钴矿等，海洋底的锰结核中钴的含量也很大，天然水、泥土和动植物中都有钴。
自然界存在的稳定同位素只有钴59。
cobalt-60钴-60（Co）是金属元素钴的放射性同位素之一，其半衰期为5.27年。
它会透过β衰变放出能量高达315 keV的高速电子成为镍-60，同时会放出两束伽马射线，其能量分别为1.17及1.33 MeV。
元素钴的一种放射性同位素(见放射性)。
符号□Co，简写为60Co。
钴60是β- 衰变核素，发射β- 和γ射线，β-射线的最大能量为0.315兆电子伏,γ射线的能量有1.173210和1.332470兆电子伏两种。
半衰期为5.272年。
3.7×10□贝可的钴60重8.85×10_□毫克。
3.7×10□贝可的钴60点源在1厘米远处的照射量率为13.2伦琴／时。
钴60属高毒性核素,对全身有影响，对人体的有效半减期为9.5天，在人体中的最大容许积存量为3.7×10□贝可。
钴60在放射性工作场所空气中和露天水源中的最大容许浓度分别为0.33和370贝可/升。
钴60的化学性质与元素钴相同。
产生钴60的核反应有以下各种：59Co(n，γ)60Co、59Co(d，p)60Co、62Ni(d，□)60Co、63Cu(n,□) 60Co和铋的散裂裂变反应等。
只有第一种核反应具有工业生产意义。
钴60辐射安全距离
钴-60辐射安全距离
钴-60（Co）是一种放射性核素，其半衰期为5.27年。
在辐射安全方面，应避免长时间在钴-60辐射源的近距离范围内，以减少不必要的辐射暴露。
根据国际放射防护委员会（ICRP）的建议，对于外部放射性辐射源，计算辐射安全距离时需要考虑辐射源的活度和半衰期等因素。
对于钴-60辐射源，根据ICRP第108号出版物《放射性核素内照射的实践和防护建议》中的推荐值，其辐射安全距离为500米。
在500米的距离范围内，钴-60辐射源对人体的影响相对较小。
但需要注意的是，即使在辐射安全距离以外，仍然存在一定的辐射风险，因为辐射物质会随着时间和距离的增加而逐渐减弱，但不会完全消失。
因此，在接近放射性辐射源时，应采取适当的防护措施，如佩戴防护服、手套等，避免不必要的辐射暴露。
总之，钴-60辐射源的辐射安全距离为500米，在此距离范围内，应采取适当的防护措施以减少不必要的辐射暴露。
射线检测的设备和器材简介
射线检测的设备和器材简介1. 引言射线检测是一种非破坏性检测技术，通过利用射线对物体进行检测，可以获取物体内部的结构、组成以及缺陷等信息。
在工业领域，射线检测被广泛应用于材料品质控制、设备检测、安全检查等方面。
本文将介绍射线检测中常用的设备和器材。
2. 射线源射线源是射线检测中的关键部分，它产生并释放射线用于照射待检测物体。
常见的射线源包括：•X射线管：X射线管通过加高压将电子加速到很高的速度，使其撞击目标金属靶产生X射线。
•放射性同位素：如钴-60、铯-137等放射性同位素可作为射线源，其放射性衰变产生γ射线。
3. 辐射探测器辐射探测器用于测量和记录射线通过待检测物体后的强度变化，从而获得物体内部的信息。
常见的辐射探测器有：•闪烁体探测器：闪烁体探测器由闪烁晶体和光电倍增管组成。
当射线照射到闪烁晶体上时，晶体会发出光信号，光信号被光电倍增管读取并转化为电信号。
•气体探测器：气体探测器包括GM计数器和比例计数器。
GM计数器通过检测射线照射到气体中产生的电离效应来测量射线强度。
比例计数器利用气体中的稀有气体与射线相互作用的特性来区分不同能量的射线。
•固态探测器：固态探测器是一种基于半导体材料的探测器，如硅、锗等。
射线入射到固态探测器中会产生电离效应，产生的电荷被探测器读取并转化为电信号。
4. 图像获取系统图像获取系统用于记录辐射探测器获取的电信号，将其转化为可视化的图像。
常见的图像获取系统包括：•透视系统：透视系统是通过将待检测物体置于射线源和辐射探测器之间，记录射线通过物体的强度变化。
透视系统可以实时观察射线通过物体的情况。
•平板探测器：平板探测器是一种将辐射探测器与数字成像技术相结合的系统。
辐射探测器将获取的电信号转化为数字信号，通过图像处理算法得到高分辨率的二维图像。
5. 数据分析与处理数据分析与处理是射线检测的关键一步，它将图像获取系统获得的数据进行处理和分析，提取出待检测物体的内部结构和缺陷信息。
钴辐射剂量
钴辐射剂量
钴辐射剂量是指人类暴露在钴-60辐射下的剂量。
钴-60是一种放射性同位素，具有高能γ射线的特点，常用于医学、工业和科研领域中。
钴辐射剂量的计量单位是格莱(Gray, Gy)，表示单位质量(1千克)吸收辐射的能量。
钴辐射剂量也可以使用更小的单位希沃特(Sievert, Sv)表示，希沃特单位用于估算各种辐射类型对人体的伤害。
对于钴辐射剂量而言，100格莱的剂量大约等于100希沃特，即1格莱约等于1希沃特。
因此常将钴辐射剂量以希沃特为单位表示。
人类对辐射的敏感程度因人而异，不同剂量的钴辐射对身体的影响也不同。
通常来说，剂量越高，对身体的伤害就越大。
小剂量的钴辐射对人体的影响相对较小，可能只会引起胃肠道症状、恶心和呕吐等短期症状。
但是长期接触高剂量的钴辐射会引起严重的健康问题，如放射性综合症、白血病和癌症等。
钴辐射剂量的限值由国际原子能机构和各个国家的辐射保护机构制定。
对于职业暴露的工作人员，限制剂量通常为1希沃特/年，这是为了保护他们免受辐射危害。
而对于公众而言，通常限制剂量要低于1毫希沃特/年，以确保其暴露在辐射下的风险极低。
为了减少钴辐射剂量对人体健康的影响，必须采取适当的防护措施。
这包括在辐射源附近设置辐射防护设施，限制人员暴露时间和距离，使用适当的防护装备等。
总的来说，钴辐射剂量是辐射保护领域中一个重要的概念，它直接关系到人们对辐射源的保护和安全。
了解钴辐射剂量的含义和限制，能够更好地保护人们的生命和健康。
钴60辐射安全距离
钴60辐射安全距离
钴-60是一种放射性同位素，它的半衰期为5.27年。
在钴-60衰变过程中会释放出高能射线，如伽马射线。
根据国际原子能机构（IAEA）的建议，人类暴露于钴-60辐射的情况下，需要采取一些措施来确保安全。
钴-60的辐射安全距离与暴露时间和射线强度有关。
一般来说，国际原子能机构推荐暴露于钴-60辐射的人员在安全距离内待上不超过一分钟。
在距离钴-60辐射源10厘米处，剂量率大约为1毫希沃特每小时（mSv/h），在这个剂量率下不应长时间接触。
辐射剂量通常按每小时毫希沃特（mSv/h）或每年毫希沃特（mSv/y）来衡量。
而安全距离则根据剂量率来确定，确保在规定的暴露时间内保持剂量在可接受范围内。
需要注意的是，钴-60的辐射是无法感知的，因此必须依靠辐射检测仪器来测量钴-60辐射源周围的射线水平。
如果您发现钴-60辐射源或怀疑暴露于钴-60辐射源，请立即远离该源，并通知相关当局以便采取适当的安全措施。
总之，遵守国际原子能机构和当地安全机构的指导意见可以有效降低钴-60辐射对人身安全产生的影响。
钴 -60 放射源辐射防护知识
钴-60放射源辐射防护知识及事故案例浙江省辐射环境监测站2011年3月23日目录1钴-60放射性核素的来源、特性、形状 (1)2钴-60放射源的应用 (2)3钴-60放射源的射线特征 (2)3.1γ射线的特点 (3)3.2钴-60放射源的屏蔽和防护设计 (3)4钴-60放射源的外照射危害 (3)5外照射防护 (4)5.1外照射防护的基本原则 (4)5.2外照射防护的一般方法 (4)6钴-60放射源以及它熔入炼钢炉的污染特性 (6)7辐射事故类型 (6)8辐射事故案例 (7)事故1：台湾“辐射屋”事件 (7)事故2：墨西哥华雷斯城（Ciudad Juarez）放射性污染事故8事故3山东省济宁市金乡县华光辐照厂钴-60辐照装置超剂量照射事故81钴-60放射性核素的来源、特性、形状钴-60是金属元素钴的放射性同位素之一，它是人工放射性核素，目前由核反应堆生产出来。
把金属钴丝放进核反应堆进行核反应产生钴-60放射性核素。
钴-60的半衰期是5.27年。
在放射源使用过程中，常常用半衰期来表示放射性变化的快慢。
所谓半衰期，就是放射性核素衰变掉一半所需要的时间。
每经过一个半衰期，放射源的活度也就只剩原来活度的一半了。
半衰期越长，表明这个放射源活度变化得越慢，半衰期越短，表明这个放射源的活度变化得越快。
每种放射性核素都有一个特有的半衰期，其范围从几百万分之一秒到几十亿年。
钴－60衰变时会放出γ和β射线。
主要利用它的γ射线。
钴-60有极强的放射性。
通常将放射源放在铅罐里面。
2钴-60放射源的应用钴-60放射源使用非常广泛，在工业、农业、医疗和科研等各个行业都有使用。
下表列出了各种钴-60放射源的主要用途。
表1钴-60放射源的主要用途和活度范围用途活度范围，Bq（Ci）用途活度范围，Bq（Ci）辐照装置>1014（≈3×103）医疗照射108～6×1014（3×10-3～1.6×104）仪表刻度、检查106～1014(3×10-5～3×103)核仪表108～2×1012（3×10-3～6×101）工业照相109～1013（3×10-2～3×102）注：放射性活度是用符号A来表示。
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本系统已用于部分工业零部件的无损检测 ,能 检查出铸件的气孔 、夹渣及缩松等缺陷 ,效果良好 。 图 2 为北京 212 型吉普车发动机曲轴的检测图像 ; 图 3 为大型柴油机铸铁缸盖的检测图像 (查缩松 、劈 缝 ,能看到 1mm 厚劈缝) ;图 4 为锁及电池的检测图 像 ;图5为大型柴油机铸铁活塞的检测图像 (查缩
Keywords γ: radiograp hy ; Radiograp hic inspection system ; Digitized imaging
目前 ,应用感光胶片或荧光屏2电视系统成像的 传统射线无损检测技术已遍及各工业领域 ,但这些 系统在穿透厚度 、检测速度和动态范围等方面难以 满足在线检测要求 。现在射线无损检测领域正经历 从模拟型射线探测成像技术向采用阵列探测器及计 算机图像处理技术的射线数字成像技术 (DR) 的发 展 。由于普通阵列探测器在探测效率与探测灵敏度 方面的限制 ,现有的射线数字成像系统无法满足厚 重工件对穿透厚度的要求 。
丝杠传动机构的轴向间隙很小 ,具有较高的重 复定位精度 。拖车步进精度为 12μm ,拖动系统的 速度调节范围为 0～30mm/ s ,速度波纹度 < 2 %。
2 系统性能指标
目前射线数字成像系统尚无国际和国内标准 , 参考现有 X 射线胶片成像标准 ,一般用以评价工业 DR 检测系统性能的指标有 ①像质计 ( IQ I) 指标 :一 定厚度铁板下能分辨出的丝型像质计的最细铁丝直 径或孔型像质计上的最小孔径与铁板厚度之比 。 ② 对比灵敏度 (CI) 指标 :一定厚度铁板下能观察到的 最薄铁片厚度与铁板厚度之比 。 ③穿透本领 ( SP) : 能够观察到后面全吸收体 (铅块) 的最大铁板厚度 。 ④动态范围 :系统空载情况下的输出信号与系统所 能测到的最小信号变化量之比 。 ⑤ 检测速度 :在保
该系统可改变射线源强度 ,广泛适用于 20cm 铁 (或等效吸收厚度) 以下的不同质量厚度的检测对 象 。系统还可用于大中口径炮弹的装药量和底隙的 在线实时检测 。
1 系统组成
钴60 工业 DR 检测系统组成如图 1 所示 ,系统由 射线源装置 、准直器装置 、阵列电离室 、前置放大器 、 数据采集与转换系统 、图像处理系统以及拖动系统 组成 。除内部嵌有电机驱动卡 、A/ D 采集卡和显示 卡的工控机与图像监视器外 ,其它各模块均位于扫 描现场 。扫描现场与控制台的工控机之间的数据信
关键词 :γ射线检验 ;射线检验系统 ;数字化成像 中图分类号 : T G115. 28 文献标识码 :A 文章编号 :100026656 (2002) 0720292203
APPL ICATION OF 6C0o SOURCE TO IND USTRIAL D IGITAL RAD IOGRAPHIC NOND ESTRUCTIVE TESTING SYSTEM
TONG Jian2min , ZHOU Li2ye , L I Yi2qiang , GU Bo2hua ( Institute of Nuclear Energy Technology , Tsinghua University , Beijing 100084 , China)
Abstract : An industrial DR(digital radiograp hy) nondestructive testing system is described , in which 6C0o gamma2ray source is used. The workpiece inspected is laid on a drag flat which is running t hrough sector shadow of emission gamma2 ray in uniform velocity. The transmitting gamma2ray is detected by gas2pressurized ion chamber array. The signals are processed by PC to form two dimensional perspective image of t he workpiece. Then t he internal defects of t he workpiece can be detected. The system has t he advantages of large space penetrating , high performance of image quality and techni2 cal properties , low cost for running and maintenance , simple operation and high safety and reliability. So it has a wide ap2 plication prospect .
扇形结构的外壳与探测单元保证了各探测单元 探测效率的一致性 ,同时也减弱了像素间的串扰 ,并 改善了探测器的空间响应特性 。电极排列采用错齿 式支撑与保护环结构 ,保证了电极片的平整与牢固 , 也解决了小像素电离室电极片间距过小时的漏电流 保护问题[2 ] 。该阵列电离室对60钴γ射线的平均探 测效率达 41. 8 %。 1. 4 电流积分型前置放大器阵列
3 系统特点
(1) 综合性能优良 系统空间分辨力指标已达 到胶片成像的国标要求 , IQ I 指标是在 散 射 体 为 10cm 铁板情况下得到的 ,常规 X 射线检测系统 、γ 胶片系统或γ荧光屏系统是难以达到的 。由于系统 的动态范围大 ,因而可获得胶片成像与荧光屏 ——— 图像增强器成像无法达到的对比灵敏度指标和穿透 能力 ,在被检测体质量厚度较大时 ,其优势更加明 显 。系统成像速度远高于胶片成像 ,对厚重工件可 根据其最大尺寸选择阵列探测器的探测单元数 ,对 每个工件能保证一次扫描完成检测 ,因此本系统可 实现在线实时检测 。
(2) 运行维护费用低 系统用电负荷仅几百 瓦 ,耗电极省 。系统运行只需图像存储光盘 ,其成本 比胶片低得多 ,且数据管理方便 、灵活 ,可长期储存 。 探伤资料和产品相关信息可统一实现数字化管理 , 并与工厂信息系统联网 ,实现产品的全寿命质量跟 踪管理 ,提高产品质量监督管理水平 。
源装置包括移动式60 钴γ 射线工业探伤机[1 ] 、 源输送装置 、铅屏蔽罐和快门等 。系统选用60 钴源 的活度为 1. 11～11. 1 TBq (30～300Ci) ,可根据被检 工件的最大质量厚度选择 。60 钴γ 射线源的优点是 可产生高能光子 ,能量的单色性好 、输出稳定可靠 、 体积小 ,其能谱为稳定的双峰 ,能量分别为 11173 和 1. 332MeV ,半衰期为 5. 27a (年) 。 1. 2 准直器装置
拖动系统由传动装置 、工件平台 、步进电机 、驱 动器 、控制卡及行程开关等构成 。计算机控制系统 负责检测扫描的过程控制 、辐射安全连锁控制和系 统运行状态监控等 。可根据不同工件设计固定支架 和装卸工装 ,为确定工件内部缺陷深度 ,可将工件固 定在旋转定位支架上 ,进行 0°和 90°两次扫描 ,计算 机对两幅图像对照处理可确定缺陷位置 。
表 1 列出了本系统各项性能指标 (60 钴源活度 约 2. 59 ×1012Bq) 。图 2 为北京 212 型吉普车发动 机曲轴的检测图像 。
表 1 60钴工业 D R 无损检测系统性能指标
对比灵敏 丝型像质 孔型像质
度/ %
计/ %
计/ %
(10cm 铁) (10cm 铁) (10cm 铁)
·292 ·
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童建民等 : 6钴0 在射线数字成像检测系统中的应用
图 1 系统组成示意图
号和控制信号通过屏蔽电缆传送 。 1. 1 射线源装置
系统采用专门研制的电流积分型前置放大器阵 列 。整个阵列布置在一块双面电路板上 ,满足了小 像素阵列探测器对前放体积限制的要求 。
该前放能对阵列探测器每一路信号电流实现连
续积分测量 ,死时间不到积分时间的百分之一 ,因此 系统在扫描成像中的射线强度信息几乎没有损失 。 在每个积分周期结束前 ,前放将上个周期信号电流 的积分结果经同轴电缆串行输出到位于控制台处的 工控机内 。前放的积分时间可通过系统软件设置 。 1. 5 数据采集与转换电路
铁穿透 厚度 mm
动态 范围
检测 速度 mm/ s
0. 44
1. 2
2. 0
210 ≥10 000 20
图 2 发动机曲轴检测图像
电等的抗干扰能力强 ,但现场需增加隔振措施 。 (5) 升级潜力大 在本系统基础上 ,在扫描过
程中加入工件旋转运动 ,增加三维图像重建软件 ,可 将本系统升级为工业 CT 无损检测系统 ,进一步提 高复杂工件内部微细缺陷 (如铸铁内部缩松 、夹渣 、 气孔等) 的检测能力 。
系统中的数据采集与转换功能由多功能数据采 集卡完成 。采集卡的最高采样频率为 100kHz ,转换 精度为 16bits ,采用外触发工作方式 。 1. 6 图像显示与处理软件
系统用 Microsoft Visual C + + 语言开发的多功 能软件 ,为数据采集 、拖动系统的监控以及图像的显 示与处理提供了操作平台 。拖动电机的速度和运转 方向 、采样周期 、图像宽度等参数可预先设置 。图像 扫描时 ,可以直观看到动态展宽的实时检测图像 、图 像的灰度值 、几何放大倍数和对比度等显示参数 。 系统软件具有多种平滑 、锐化 、边沿提取和伪彩色等 数字图像处理功能 ,还可对图像中的可疑区进行局 部放大分析 。本系统还能对图像进行模式识别 ,自 动判断缺陷尺寸和性质 。 1. 7 拖动及计算机控制系统