腕式剂量计(多佩戴在手腕)是一种肢端个人剂量计^[1]，内置热释光或光激发光(OSL)探测器，可监测Χ、γ、β等多种射线所致的肢端皮肤剂量当量^[2]，广泛应用于手部操作放射源、在X射线下进行介入等手术操作^[3]，和注射放射性核素等各类从事可能受到非均匀照射的四肢个人剂量监测^[4]。监测职业外照射个人剂量当量弱贯穿辐射H_p(0.07)，适用于体表 0.07 mm深处的器官或组织的皮肤剂量当量监测^[5]，是各个国家的法规中规定需要定期检定的法定剂量计之一^[6]。近年来，随着介入放射学及核医学等放射诊疗工作广泛深入的开展，按照国家卫生计生委要求各省市上报医用辐射防护监测网数据的相关规定^[7]，国内各相关个人剂量监测机构发放的腕式剂量计数量不断增加，急需建立腕式剂量计标准曲线来进行量值溯源和质量控制，为此，中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所——医用放射诊疗设备应用质量控制实验室(SSDL 国家二级标准剂量学实验室)，按照国际电工委员会(IEC)发布的相关标准^[8]，结合我国现行的国家标准(GB)技术规范^[9]，本研究分别测定了X、γ标准辐射场校准点空气比释动能等基本参数^[10],进口并加工了国际标准化组织(ISO)推荐的圆柱模体，利用国内外公布的H_p(0.07)的转换因子，完成了热释光腕式剂量计(TLD)线性、能量响应等剂量学指标的验证工作，建立了用于照射腕式剂量计标准曲线的X、γ标准辐射场^[11]，从而可提供对腕式剂量计H_p(0.07)的校准服务。

1. X射线源：X射线源是由德国Philips公司生产的MG324双极恒电压高稳定度X射线机提供。该机为辐射剂量学专用X射线机型，峰值管电压为60~250 kV连续可调，调整步节为0.2 kV^[12]。

2. γ射线源：γ射线源是由美国Hopewell公司生产的G-10型γ 双源辐照装置提供。该装置为个人剂量计专用刻度机型，分别安装了活度为3.7×10¹⁰Bq(1 Ci)和3.7×10¹¹Bq(10 Ci)的两枚¹³⁷Cs标准γ源。实验室还配备有1台⁶⁰Co γ标准源照射器。辐射场的长期稳定性是由LS01电离室和精密数字电流积分仪构成的测量系统完成的。

3．标准剂量仪：标准剂量仪由PTW-UNIDOS标准剂量仪(德国 PTW 公司)主机，配置体积为1 000 cm³标准空气电离室(Model 32002 LS01，德国 PTW 公司)，以完成辐射场空气比释动能的测量^[13]。标准剂量仪具有优良的能量响应特性，其校准因子可溯源到中国计量科学研究院和国际原子能机构(IAEA)次级标准剂量学实验室^[14]。

4．附属检测设备：附属检测设备包括的温度计和气压表，由国家计量院和国家气象局定期进行校准，配置的测量车、轨道和激光定位仪等附属检测装置的技术指标和性能满足辐射剂量学的测量要求。

5.圆柱模体：圆柱模体是ISO推荐照射腕式剂量计时专用，由组织等效材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成、直径为73 mm,高为300 mm的充水圆柱体。照射腕式剂量计之前，需先将其腕带套在圆柱模体中心位置，使装有TLD元件的一面朝向X射线管焦点侧(或γ放射源中心)，并通过激光定位仪仔细调整，确定腕式剂量计及柱模体的空间位置。根据光阑准直器的发射角、X射线管焦点(或γ放射源中心)至参考点的距离，确定照射野的尺寸以一次照射4只腕式剂量计较为适宜。

6. TLD腕式剂量计及测量系统：选用北京光润意通辐射监测设备公司生产的腕式剂量计，该剂量计由1只TLD热释光剂量元件密封盒及1副系带组成。每只密封盒内封装了4片GR-200A型直径为4.5 mm、厚度为0.8 mm的LiF(Mg,Cu,P)圆片型TLD热释光剂量元件。由北京瑞福特辐射测量仪器有限公司提供的一套CTLD-250型热释光读数系统，完成全部TLD剂量元件的测量，验证剂量线性和能量响应等剂量学特性。

7. 标准辐射场空气比释动能的测量及H_p(0.07)标定方法：按照ISO 4037窄束、重过滤的N系列规范^[15]，在60~250 kV范围内选定了7种常用峰值管电压作为X射线参考辐射的检测条件，选用¹³⁷Cs及⁶⁰Co作为γ标准源。

8. 参考条件系列值的确定：使用PTW-UNIDOS标准剂量仪，分别测量距离X射线管焦点1.5 m处、距离γ标准源中心2.0 m处校准参考点在100 s的空气比释动能率值，计算出H_p(0.07)的相应参考条件系列值。

9. 建立线性校准曲线：首先选用80 kV(N80)的X射线，在柱模体上照射5组(每组4只)腕式剂量计，分别选取H_p(0.07)的累积剂量值0.20、0.50、1.00、5.00和10.00 mSv，作为线性标准曲线的5个约定真值。

10. 照射能量响应特性曲线：针对本次腕式剂量计验证能响特性，在60～250 kV的X射线能量范围内，选择了N60、N80、N100、N120、N150、N200和N250等7个能量点，加上¹³⁷Cs、⁶⁰Co两个γ标准辐射场，共照射9组(每组4只)腕式剂量计，各组累积照射H_p(0.07)标准值均为1.0 mSv，以研究其在48 keV~1.33 MeV能量范围内的响应特性^[16]。

11．腕式剂量计的测量：将照射完毕的腕式剂量计放置24 h之后，取出TLD元件，使用CTLD-250型热释光读数系统，逐组完成全部TLD剂量元件的测量，进行数据处理。

1.标准辐射场的基本参数：研究建立的腕式剂量计X、γ标准辐射场空气比释动能率测量结果，以及个人剂量当量H_p(0.07) 的参考值等基本参数见表 1。其中，空气比释动能率测量结果的不确定度为5.0%(k=2)。

表 1(Table 1)

表 1 X和γ射线标准辐射场基本参数 Table 1 The basic parameters of the X and γ standard radiation fields X、γ 能量点 峰值管 电压 (kV) 平均 能量 (keV) 空气比 释动能率 (μGy/100 s) 转换 系数a Sv/Gy Hp(0.07) (μSv/100 s) N60 60 48 414.8 1.33 551.7 N80 80 65 406.4 1.39 564.9 N100 100 83 402.4 1.38 555.3 N120 120 100 402.2 1.35 470.6 N150 150 118 406.2 1.32 543.0 N200 200 164 404.5 1.27 513.7 N250 250 208 403.7 1.24 500.6 137Cs — 662 190.7 1.15 219.3 60Co — 1 250 6.1 1.12 6.8 注：a 转换系数是指在采用圆柱模体校准剂量计时，从空气比释动能(Gy)转换到腕式剂量计测量个人剂量当量Hp(0.07，Sv)所使用的转换系数。其中60～250 kV X射线的7个转换系数选自GB/T 12162.3[9]；137Cs及60Co的γ射线转换系数选自EJ/T 1178[1]，表中的“—”为γ射线没有峰值管电压

表 1 X和γ射线标准辐射场基本参数 Table 1 The basic parameters of the X and γ standard radiation fields

2. 标准曲线的线性特性：验证腕式剂量计在80 kV(N80)常用X射线照射条件下，H_p(0.07)标准曲线的线性特性，通过计算每组平均值、扣除本底等热释光剂量学等数据处理，完成的剂量线性曲线，得到线性方程y=0.983 7x，其校准因子为0.983 7，线性相关系数为0.999 9，见图 1。

图 1 腕式剂量计线性标准曲线 Figure 1 The standard curve for linearity of wrist dosimeters

3．能量响应特性验证：根据获得的60 kV至⁶⁰Co的光子能量范围内(48 keV至1.33 MeV)，9个能量点照射下、腕式剂量计的测读结果，通过数据处理和制表，各能量点H_p(0.07)的测量值(mSv)，均归一到¹³⁷Cs的测量值(mSv)，得到的能量响应范围在±30%。完成的腕式剂量计验证能量响应特性验证，其结果见表 2。

表 2(Table 2)

表 2 腕式剂量计X和γ射线能量响应特性 Table 2 The energy response of wrist dosimeters for X and γ rays X、γ能量点 平均能量(keV) 响应值 归一(137Cs)后响应值 N60 47 1.19 1.20 N80 65 1.01 1.02 N100 84 0.82 0.83 N120 101 0.79 0.80 N150 111 0.76 0.77 N200 165 0.80 0.81 N250 206 0.81 0.82 137Cs 662 0.99 1.00 60Co 1 250 1.05 1.06

表 2 腕式剂量计X和γ射线能量响应特性 Table 2 The energy response of wrist dosimeters for X and γ rays

本实验室新建的用于校准H_p(0.07)个人剂量计的标准辐射场，是在X、γ射线标准辐射场中，专门为了校准腕式剂量计使用的。与之前建立的校准指环剂量计(使用棒模体)的标准辐射场相比，二者虽然都是用于校准H_p(0.07)个人剂量计的标准辐射场，但用于照射的剂量计不同、使用的模体不同，因此，对于不同X、γ能量点而言，从空气比释动能(Gy),转换到腕式剂量计测量个人剂量当量(Sv),所使用的H_p(0.07)转换系数均有差异。另一方面，目前临床所采用的一部分X射线能量是属于医学影像辐射线质，即国际原子能机构(IAEA)推荐的辐射诊断(RQR)线质范围^[17]，对于RQR线质应采用什么转换系数有待进一步深入研究，不断满足医学影像、放射诊疗领域质量控制和溯源性的需求。

通过TLD线性校准曲线及能量响应特性等辐射剂量学指标的验证，新建的H_p(0.07)标准辐射场能满足ISO相关剂量计实验的技术指标的要求，这也与国外的文献报道相一致^[18-19]。各项检测结果表明，本实验室研究和建立的腕式剂量计X、γ标准辐射场，也符合我国现行国家标准的要求和技术规范，可以用于国际比对、照射常规剂量计标准曲线的技术服务、并为开展相关的研究工作提供实验条件。