输出剂量的测量与控制

输出剂量的测量是由安装在辐射头内的平行板电离室来承担的。这种电离室既要即时监测输出剂量的准确性，也要测量射野内的剂量分布状态，因此，用于高能医用电子直线加速器剂量测量用的电离室一般是采用多极多层射线穿透型平行板电离室，实际上是由多个平行板电离室组合构成的剂量测量装置。

高能医用电子直线加速器剂量测量用的多层平行板电离室的基本结构原理，见图2-13-10A。其中第1层（PLATE1）一般是用来测量射野内剂量均匀性的极板，所以这一层会包括形如图2-13-3中的径向和横向所示的两组对称测量极板；第4层（PLATE4）和第5层（PLATE5）是用来测量输出剂量的两片独立极板，测量数据分别称为第一通道剂量和第二通道剂量，2个剂量通道是为了进一步保证输出剂量测量的可靠性而设置的；其他几层是用来产生电离电场的极板，根据不同的机型，一般是连接-600～-300V的直流负电压。在各个极板之间，一般充以氮气或其他气体，也有的以空气作为电离介质。每一个平行板电离室的基本工作原理，见图2-13-10B。由图2-13-10可见，每个平行板电离室包括一个收集极、一个负高压极和接地极。当有射线穿过电离室时，极板间的空气被电离而形成正离子和负离子，在负高压电场的作用下，正离子向负高压极漂移，负离子则向收集极漂移，在极板间形成离子流。当正、负离子到达两极板时，均被中和还原为空气分子，然后继续电离，从而在外电路中形成电离电流。显然，射线能量越强，形成的电离电流越大，这样，通过外接电阻形成电离信号，就可以输出到控制电路进行监视与控制。图2-13-10中虚线框内的部分称为灵敏体积，由于周边接地极的存在，使灵敏体积内的电场比较均匀，以保证电离电流能够真实地反映极板间的电离状态。灵敏体积外的少部分负离子直接入地，不会形成电离电流。因此，在负高压不变的情况下，灵敏体积内的电场强度也是固定不变的。只要灵敏体积和极板间的气体保持稳定，电离电流就能够真实地反映极板间的电离状态，也就可以真实反映输出剂量的多少。这就是平行板电离室的基本工作原理。以上平行板电离室的工作原理，不但适用于X射线的测量，也适用于电子线的测量。因此，一般来讲，一台医用加速器只用一套电离室即可，但电子射线的穿透能力较弱，为了既能准确测量输出的电子射线，又不造成电子射线的严重衰减或X线污染，各个极板必须选用非常薄的软导电材料和非导电材料进行特殊设计制作。通常是采用在厚度为微米级的塑料薄膜上镀一层石墨类导电材料的方法制作电离室的各个电极。由于长期接受射线照射，很容易老化破裂，所以这种电离室的寿命相对较短。为此，也有的安装两套电离室，一套用于测量X射线，极板可以采用陶瓷或铝板等比较厚的材料制作；另一套专门用于测量电子射线，极板也是用薄膜材料制作，可以在一定程度上延长电离室的使用寿命。

图2-13-10　多层平行板电离室

输出剂量的均整性控制原理已在导向系统中有所介绍。输出剂量准确性的基本控制原理，是将两个剂量通道的测量信号送到两个控制电路分别进行放大处理和累积计算，并将测量计算结果送到计算机进行比较与控制。正常情况下，完成预置的照射量之后就停止照射；当两个剂量通道的测量结果不一致时，也会停止照射，待找出原因或重新调节之后才能继续工作，这样，可使输出剂量测量结果的可靠性得到有效保障。