Comparison of Air Kerma Values of X-Ray at 60 ~ 250 kV Therapeutic Level in China
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摘要: 治疗水平电离室剂量计是医院放射治疗用的主要计量器具,也是国家强制检定计量器具,其剂量测量的准确是开展精准放疗的关键。为保证量值准确与统一,2019至2020年中国计量科学研究院作为主导单位组织了全国60 ~ 250 kV X射线空气比释动能的量值比对。共有11个实验室参加此次比对,所有参比实验室均建立60 kV、100 kV、135 kV、180 kV和250 kV的参考辐射质。本次比对采用“花瓣式”比对方式,在辐射场中完成两只传递标准电离室的校准测量,得到不同辐射质下的校准因子及测量不确定度。比对结果表明各参比实验室归一化偏差均小于1,比对结果满意。Abstract: Radiotherapy level ionization chamber dosimeter is the main measuring instrument for radiotherapy in hospitals, and it is also the national compulsory verification measuring instrument. The accuracy of its dose measurement is the key carrying out precision radiotherapy. To ensure the accuracy and unity of the quantity value, from 2019 to 2020, National Institute of metrology, China, as the leading laboratory, organized the national comparison of the 60 ~ 250 kV X-ray air kerma. A total of 11 laboratories participated in the comparison, and all reference laboratories established 60 kV, 100 kV, 135 kV, 180 kV, and 250 kV reference radiation. The calibration factor and measurement uncertainty under different radiation were obtained by calibrating two transfer standard ionization chambers in the radiation field using the petal comparison method. The comparison results show that the normalized deviation of each reference laboratory is less than 1, and the comparison results are satisfactory.
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Key words:
- therapeutic level /
- X-ray /
- air kerma /
- domestic comparison /
- uncertainty
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表 1 传递标准的相关参数
Table 1. Parameters of transfer standard
电离室型号 TW-30013 A12 序列号 010009 XA133249 结构 指型 指型 灵敏体积/cm3 0.6 0.64 壁材料 0.335 mm PMMA,1.19 g/cm3
0.09 mm 石墨,1.85 g/cm3Plastic 收集极直径/mm 1.0 1.1 极化电压/V +400 +300 刻度因子Gy/C 5.352E+7 4.571E+7 表 2 比对参考的技术文件
Table 2. Reference technical documents adopted for comparison
表 3 各参比实验室比对辐射质
Table 3. Comparison of radiation among reference laboratories
/mmCu 参比实验室 60 kV 100 kV 135 kV 180 kV 250 kV 中国计量科
学研究院0.065 0.150 0.491 0.999 2.515 A 0.06 0.15 0.505 0.999 2.505 B 0.06 0.115 0.498(1) 1.011 2.507 C 0.06 0.15 0.51(1) 1.02 2.50 D 0.068 0.152 0.488 0.99 2.50 E 0.06 0.158 0.515 1.011 2.55 F 0.06 0.15 0.47 1.0 3.0 G 0.067 0.146 0.495 0.993 2.528 H 0.072 0.184 0.545(1) 1.12 2.55 I 0.061 0.162 0.475 1.038 2.426 J 1.90(2) 0.165 0.48(1) 1.0 2.5 K 0.067 0.15 0.49 0.98 2.47 注: (1)表示管电压为130kV;(2)处的单位为 mmAl。 表 4 TW30013-010009的稳定性
Table 4. Stability of TW30013-010009
辐射质 60 kV 100 kV 135 kV 180 kV 250 kV 比对前 0.925 0.914 0.905 0.906 0.906 比对中 0.926 0.913 0.904 0.905 0.904 比对后 0.924 0.912 0.904 0.905 0.904 稳定性/% 0.18 0.21 0.17 0.14 0.19 表 5 A12-XA133249的稳定性
Table 5. Stability of A12-XA133249
辐射质 60 kV 100 kV 135 kV 180 kV 250 kV 比对前 1.016 1.002 0.992 0.994 0.994 比对中 1.015 1.000 0.991 0.993 0.992 比对后 1.018 1.003 0.993 0.995 0.995 稳定性/% 0.29 0.28 0.23 0.19 0.24 表 6 TW30013-010009的比对结果
Table 6. Comparison results of TW30013-010009
参比实验室 60 kV 100 kV 135 kV 180 kV 250 kV A 0.9990 1.0024 1.0051 1.0032 1.0025 B 0.9979 0.9991 1.0007 1.0010 1.0025 C 0.9958 0.9991 0.9941 0.9944 0.9981 D 0.9979 1.0002 1.0007 0.9999 1.0014 E 0.9925 0.9947 0.9963 0.9944 0.9948 F 0.9990 1.0002 1.0029 0.9999 1.0014 G 0.9904 0.9893 0.9908 0.9911 0.9926 H 0.9947 0.9980 0.9996 0.9977 0.9970 I 0.9936 0.9980 0.9996 1.0010 1.0025 J 0.9979 1.0046 1.0085 1.0065 1.0102 K 1.0077 1.0068 1.0073 1.0032 1.0036 表 7 A12-XA133249的比对结果
Table 7.
Comparison results of A12-XA133249 参比实验室 60 kV 100 kV 135 kV 180 kV 250 kV A 1.0066 1.0053 1.0067 1.0051 1.0064 B 0.9997 1.0023 1.0027 1.0011 1.0024 C 1.0007 1.0013 0.9997 0.9980 0.9993 D 0.9938 0.9984 0.9956 0.9970 0.9953 E 0.9790 0.9814 0.9846 0.9830 0.9853 F 1.0007 1.0023 1.0027 1.0011 1.0034 G 0.9849 0.9854 0.9886 0.9880 0.9893 H 0.9968 0.9993 1.0017 0.9991 1.0004 I 0.9899 0.9954 0.9977 0.9991 1.0004 J 0.9849 0.9894 0.9906 0.9970 1.0004 K 1.0017 1.0013 1.0027 0.9991 0.9993 表 8 参比实验室的最终比对结果
Table 8. Final comparison results of the participating laboratories
参比实验室 60 kV 100 kV 135 kV 180 kV 250 kV A 1.0028 1.0039 1.0059 1.0041 1.0044 B 0.9988 1.0007 1.0017 1.0010 1.0024 C 0.9982 1.0002 0.9969 0.9962 0.9987 D 0.9959 0.9993 0.9982 0.9985 0.9984 E 0.9858 0.9881 0.9904 0.9887 0.9900 F 0.9999 1.0013 1.0028 1.0005 1.0024 G 0.9877 0.9873 0.9897 0.9895 0.9909 H 0.9957 0.9987 1.0006 0.9984 0.9987 I 0.9917 0.9967 0.9986 1.0000 1.0014 J 0.9914 0.9970 0.9995 1.0018 1.0053 K 1.0047 1.0041 1.0050 1.0011 1.0015 表 9 基准测量不确定度分析
Table 9. Uncertainty analysis of primary standard measurement
基准电离室 A(%) B(%) 电离电流 0.02 0.05 位置 0.01 0.06 体积 0.04 修正因子 0.02 0.13 湿度 0.03 温度 0.01 0.04 气压 0.01 0.01 物理常数 0.35 空气比释动能率 0.033 0.387 表 10 传递标准测量不确定度分析
Table 10. Uncertainty analysis of transfer standard measurement
传递标准 A(%) B(%) 空气比释动能率 0.033 0.387 电离电流 0.10 0.12 传递电离室位置 0.01 0.11 长期稳定性 0.20 温度 0.01 0.04 气压 0.01 0.01 相对标准不确定度 0.479 相对扩展不确定度(k=2) 1.0% 表 11 参比实验室等效度结果
Table 11. Degrees of equivalence results of reference laboratories
参比实验室 60 kV 100 kV 135 kV 180 kV 250 kV Di Ui Di Ui Di Ui Di Ui Di Ui (mGy·Gy−1) (mGy·Gy−1) (mGy·Gy−1) (mGy·Gy−1) (mGy·Gy−1) A 2.8 15.3 3.9 15.3 5.9 15.3 4.1 15.3 4.4 15.3 B −1.2 11.9 0.7 11.9 1.7 11.9 1.0 11.9 2.4 11.9 C −1.8 13.6 0.2 13.6 −3.1 13.6 −3.8 13.6 −1.3 13.6 D −4.1 9.1 −0.7 9.1 −1.8 9.1 −1.5 9.1 −1.6 9.1 E −14.2 14.6 −11.9 14.6 −9.6 14.6 −11.3 14.6 −10.0 14.6 F −0.1 7.5 1.3 7.5 2.8 7.5 0.5 7.5 2.4 7.5 G −12.3 11.5 −12.7 11.5 −10.3 11.5 −10.5 11.5 −9.1 11.5 H −4.3 26.8 −1.3 26.8 0.6 26.8 −1.6 26.8 −1.3 26.8 I −8.3 9.8 −3.3 9.8 −1.4 9.8 0.0 9.8 1.4 9.8 J −8.6 11.1 −3.0 11.1 −0.5 11.1 1.8 11.1 5.3 11.1 K 4.7 12.8 4.1 12.8 5.0 12.8 1.1 12.8 1.5 12.8 表 12 各参比实验室En值表
Table 12. En values of reference laboratories
参比实验室 60 kV 100 kV 135 kV 180 kV 250 kV A 0.154 0.212 0.325 0.228 0.244 B −0.075 0.047 0.110 0.066 0.156 C −0.104 0.014 −0.185 −0.225 −0.076 D −0.305 −0.053 −0.135 −0.114 −0.122 E −0.801 −0.673 −0.541 −0.641 −0.564 F −0.011 0.102 0.225 0.038 0.190 G −0.807 −0.829 −0.677 −0.688 −0.595 H −0.149 −0.046 0.023 −0.057 −0.047 I −0.590 −0.236 −0.098 0.002 0.102 J −0.572 −0.202 −0.032 0.120 0.355 K 0.288 0.250 0.310 0.070 0.091 -
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