含碳材质的放射剂量仪制造技术

本案研发出基于碳材料（诸如，碳粉、碳纤维、碳纳米颗粒、及纳米碳管之辐射剂量计。该剂量计可含有单一组件或以１－Ｄ、２－Ｄ、及３－Ｄ构形之方式排列的多重感应组件。各个感应组件由两个电极构成，并在该等电极之间置有碳材料。可将该等感应组件设置于具有弹性的基质上以产生具有弹性的剂量计。此外，可将该等碳感应材料设置于透明基质上以产生透明剂量计。可以该等碳材料制造透明及／或具有弹性的剂量计。可使该等感应组件连接外部电源。在该等组件暴露在辐射光束下时，以电流侦测电路测量该等碳材料之电阻系数或电导系数的变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于一种具有基于碳的感应组件的侦测装置，以及其运作及建构方法， 且更特定言之，本专利技术涉及一种具有基于碳的感应组件的剂量计。
技术介绍
剂量计已惯常用于校正及监测放射治疗设备(如，体外远隔放射线治疗用的直线 加速器)。在放射治疗之过程中，使用病患体内剂量计监测传递至病患之剂量，以避免对健 康组织产生不想要的暴露。部分常用的剂量计包括电离室、热发光剂量计(TLDs)、辐射显影 及辐射显色胶片、以及半导体性硅二极管及金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFT)剂量 计。然而，各个这些剂量计都有某些缺点。例如，电离室的大实体尺寸限制了其空间分辨率。此外，电离室需要高偏压以达成 可接受的电离收集效率。这些缺点限制了其在体内剂量测量的应用。TLDs的缺点包括对于环境条件、处理流程、以及加热条件的敏感性。在经常使用 TLDs时，其精确度低，且其信息会在读出过程中损毁。无法进行实时测量，且无法提供有关 剂量率的信息。当TLD最初接触极高剂量并在其后再次用于测量极低剂量时，会产生另一 种主要问题。胶片剂量计的常见缺点之一是对于剂量之非线性反应。此外，辐射显影胶片及辐 射显色胶片两者皆不具组织等效性。辐射显影胶片的另一种缺点是辐射能依赖性。活性材 料(溴化银)的高原子序数会造成对于低能量X射线的明显过度反应。就辐射显色胶片而言，其可自行显影。但是，其需要数小时来使颜色变化足够稳定 而能进行评估。光学密度随时间的变化亦具有温度依赖性，并会显示光学密度的增加。UV 光会造成辐射显色胶片在未接触游离辐射情形下的颜色变化。MOSFET剂量计的缺点包括温度依赖性以及有限的使用寿命。由辐射所诱发的电荷 会造成MOS晶体管之阈值电压的改变。然而，温度的变化也会产生阈值电压的改变。因此， 需要使用其它措施来消除温度之干扰。
技术实现思路
本专利技术之目的是提供一种剂量计，其具有基于碳的感应组件以侦测辐射光束。该 基于碳的组件并不须与任何其它物质(诸如，聚合物)共混合，且其较佳(虽然并不须)为 半导性。一种用于侦测辐射之侦测装置包含至少一个基于碳的感应组件。各个感应组件在 其上具有两个电极，该等电极与电源连接。该至少一个感应组件可接触辐射，并由电流侦测 器，侦测在辐射与该至少一个感应组件作用时于该等电极间所产生的电流。一种侦测辐射之方法使用了具有至少一个感应组件的辐射侦测装置。该至少一个 感应组件在其上具有两个电极，该等电极与电源连接。该至少一个感应组件可接触辐射并 具有输出线。该方法包含将该侦测装置放置于辐射光束的路径上，该辐射光束造成电流在该等电极之间流通，测量该等输出线处的电流，并测定该辐射光束的剂量。一种建构侦测装置以侦测辐射的方法，该侦测装置具有至少一个基于碳的感应组 件，该方法包含将两个电极置于各个感应组件上，将该等电极与电源连接，将输出线与各个 感应组件连接，并安置电流侦测器以侦测该等输出线中流通的电流。一种侦测辐射的方法使用了具有至少一个感应组件的剂量计。该至少一个感应组 件在其上具有两个电极，该等电极与电源连接。该至少一个感应组件可接触辐射并具有输 出线。该方法包含将该剂量计放置于辐射光束的路径上，该辐射光束造成电流在该等电极 之间流通，测量该等输出线处的电流，并测定该辐射光束之剂量。附图说明图IA是基于碳纤维板的感应组件的图解透视图IB是图IA中感应组件的图解侧视图2A是基于胶片的感应组件的图解透视图2B是图2A中感应组件的图解侧视图2C是图2A中感应组件的图解顶视图3A是具有多重感应组件的剂量计的图解透视图3B是图3A中剂量计的图解顶视图4A是具有多重感应组件的剂量计的另一具体实例的图解顶视图4B是图4A中剂量计的图解顶视图4C是图4A中剂量计的图解侧视图5A是具有外罩并在感应组件的同侧具有控制电路的剂量计的图解侧视图5B是具有外罩并在感应组件的对侧具有控制电路的剂量计的图解侧视图6A是透明感应组件的图解透视图6B是图6A中透明感应组件的图解侧视图7A是有弹性的感应组件的图解顶视图7B是图7A中有弹性的感应组件的图解透视图8A是显示使用透明及有弹性的剂量计的图解侧视图8B是显示使用图8A中剂量计的图解端视图9A显示在接触辐射的对象身上使用剂量计；且图9B显示形成手套形状的剂量计的用途。图10是用以测试本专利技术之实验设计的说明图。图IOA是通过基于奈米碳管胶片的剂量计的奈米碳管胶片的电流变化的图解用光子束，以剂量率的函数表示。图IOB是通过基于奈米碳管胶片的剂量计的奈米碳管胶片的电流变化的图解，使 用电子束，以剂量率的函数表示。图IOC是通过基于碳纤维板的剂量计的碳纤维板的电流变化的图解，其场域大小 为Ixlcm2及1. 8x1. 8cm2,使用光子束，以剂量率的函数表示。图IOD是说明通过基于碳纤维板的剂量计的碳纤维板的电流变化的图解，使用光 子束，以监测单位的函数表示。图IOE是说明通过基于碳纤维板之剂量计的碳纤维板的电流变化的图解，使用光 子束，以场域尺寸的函数表示。图IOF是说明通过基于奈米碳管胶片之剂量计的奈米碳管胶片的电流的图解，使 用光子束，以场域尺寸的函数表示。图IOG是说明通过基于奈米碳管胶片之剂量计的奈米碳管胶片的电流的图解，使 用6MV光子束，以胶片密度的函数表示。图IOH是说明通过基于奈米碳管胶片之剂量计的奈米碳管胶片的电流的图解，以 电子束能量的函数表示。图101是说明通过平坦及弯曲构形之基于奈米碳管胶片之具有弹性的剂量计的 具有弹性的奈米碳管胶片的电流的图说。图IOJ是说明通过基于奈米碳管之数组的电流的图解，使用间隔开及关之光子 束，以时间的函数表示。图IOK是说明通过基于奈米碳管的数组的电流的图解，使用间隔开及关之电子 束，以时间的函数表示。具体实施例方式该剂量计包含一或多个个别的基于碳材料的感应组件。各个感应组件可独立运作 为辐射感应器。该感应组件是基于各种不同的基于碳的材料的其中一种，其可为半导性或 非半导性，包括但不限于碳纤维板、碳纤维胶片、碳板、碳奈米颗粒、碳胶片、或奈米碳管胶 片。本专利技术的优点之一为用于制造该感应组件的碳材料可以原始状态使用，且并不须与另 一物质(诸如，聚合物)混合。用这样的方式，本专利技术的感应组件可较包含复合材料之其它 感应器具有便宜许多之制造成本。有许多方法可制造此等碳剂量计。剂量计的制造方法更特定而言如下(i)当使 用碳纤维板作为感应材料时，该板是夹放于两个塑料支撑物之间。各个支撑物皆具有一个 开口，以使辐射可与该碳纤维板直接作用。电极系制造于下方之支撑物上，以产生与碳纤维 板之电接触；(ii)当使用碳纤维胶片或奈米碳管胶片作为感应材料时，该碳纤维胶片或奈 米碳管胶片是旋转涂布于透明且具有弹性的基底上，该基底具有预先制造于其上的电极； 及(iii)亦可将碳颗粒及材料喷雾涂布于透明且具有弹性的基底上。在所有情况下，输出 线皆是与电极连接，以测量该感应材料之电阻系数或电导系数的变化。电流侦测电路可测 量各个感应组件的电离电流信号。该等信号接着多任务化，并由数据撷取(DAQ)卡之输入 通道撷取。来自该等感应组件的集合信号可提供该辐射光束的2D平面度轮廓。剂量计会根据入射辐射光束的剂量率而产生电流反应。且该等光束之剂量信息是 由该等电流反应以及辐射光束的传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于侦测辐射的侦测装置，其包含至少一个基于碳的感应组件，各个感应组件在其上具有第一电极及第二电极，该等电极与电源连接，该至少一个组件可接触辐射，并由电流侦测器，侦测在该辐射与该至少一个感应组件作用时于该等电极间所产生的电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-15 60/988,256一种用于侦测辐射的侦测装置，其包含至少一个基于碳的感应组件，各个感应组件在其上具有第一电极及第二电极，该等电极与电源连接，该至少一个组件可接触辐射，并由电流侦测器，侦测在该辐射与该至少一个感应组件作用时于该等电极间所产生的电流。2.如权利要求1所述的侦测装置，其中该至少一个感应组件是位于基底上。3.如权利要求2所述的侦测装置，其中该电流侦测器是固定在该基底上的至少一个感 应组件的对侧。4.如权利要求1所述的侦测装置，其中该至少一个基于碳的感应组件包含形成于碳纤 维板、碳纤维胶片、碳板、碳胶片、碳奈米颗粒、或奈米碳管胶片中的其中之一或多者的碳材 料。5 如权利要求1所述的侦测装置，其中具有多重感应组件。6.如权利要求5所述的侦测装置，其中该多重感应组件是置于二维数组中。7.如权利要求5所述的侦测装置，其中该多重感应组件是置于nxm的二维数组中(其 中η和m可为相同或不同的整数)。8.如权利要求5所述的侦测装置，其中该多重感应组件是置于nxmxk的三维数组中 (其中n、m和k可为相同或不同的整数)。9.如权利要求5所述的侦测装置，其中各个感应组件是予以连接而独立运作为辐射感 应器。10.如权利要求1所述的侦测装置，其中该至少一个感应组件包含作为感应材料的碳 纤维板，该碳纤维板是夹放于上方塑料支撑物以及下方塑料支撑物之间，各个支撑物皆具 有一个洞，以使辐射可与该板直接作用。11.如权利要求10所述的侦测装置，其中该第一及第二电极是固定于下方塑料支撑物 上，并与该碳纤维板具有电接触。12.如权利要求1所述的侦测装置，其中该基于碳的感应组件包含作为感应材料的碳 纤维胶片及奈米碳管胶片的其中之一，其中该胶片是被旋转涂布于透明的基底上。13.如权利要求2所述的侦测装置，其中该基底具有弹性。14.如权利要求2所述的侦测装置，其中该至少一个感应组件具有感应材料，藉此碳颗 粒及材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰TW姚，马家志，
申请(专利权)人：约翰TW姚，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]