Gafchromic? MD-V3 膠片是一款放射變色劑量測定膠片,專為定量測量高能光子的吸收劑量而設(shè)計。MD-V3 是一款自顯影膠片,非常適合無沖洗環(huán)境。由于放射變色膠片無需曝光后處理,因此無需處理任何化學(xué)品,且無需暗室即可操作和使用。
美國Ashland MD-V3放射變色膠片產(chǎn)品簡介:
GafChromic MD-V3 是用于定量測量高能光子吸收劑量的自顯影膠片,專為測量電離輻射的吸收劑量而設(shè)計。該膠片對能量為0.2MeV或更高的光子具有能量無關(guān)的響應(yīng)。GAFCHROMIC MD-V3可直接替代GAFCHROMIC MD-V2-55膠片。
Gafchromic? MD-V3放射變色劑量膜的結(jié)構(gòu)如圖1所示。該薄膜由厚度約為10μm的活性層構(gòu)成,活性層包含活性成分、示蹤染料、穩(wěn)定劑以及其他賦予薄膜近乎能量無關(guān)響應(yīng)的成分?;钚詫拥暮穸瓤赡芤蚺味杂胁町?。活性層夾在兩層厚度為120μm的啞光聚酯基底之間。

圖 1:GafChromicMD-V3 劑量介質(zhì)的結(jié)構(gòu)
美國Ashland MD-V3放射變色膠片主要特性和優(yōu)勢:
? 動態(tài)劑量范圍:1 Gy至100 Gy
? 無需曝光后處理即可實時顯影
? 能量依賴性:從 100keV 到 MV 范圍,響應(yīng)差異較小
? 接近組織等效
? 高空間分辨率 - 可分辨至少 5μm 的特征
? 可在室內(nèi)光線下操作 - 無需暗室
? 活性涂層用于檢測低能光子和電子
? 采用專有新技術(shù),在活性層中加入標(biāo)記染料
– 可使用三通道劑量測定法進(jìn)行非均勻性校正
– 降低紫外/可見光敏感性;
? 啞光聚酯基底,可消除平板掃描儀上的牛頓環(huán)偽影
? 響應(yīng)均勻性提高

相比上一代產(chǎn)品(Gafchromic MD-V2-55),新增及改進(jìn)功能:
? 采用專有新技術(shù),在活性層中加入標(biāo)記染料,可與 FilmQA Pro 3.0 軟件配合使用,實現(xiàn)多通道劑量測量,并校正掃描儀和膠片偽影,包括均勻性問題
? 降低橫向響應(yīng)依賴性
? 可實現(xiàn)通道間一致性測量,作為完整性檢查
? 降低對紫外線/光的敏感性
? 采用新型啞光膠片基底,消除膠片掃描過程中產(chǎn)生的牛頓環(huán)偽影
? 提高了響應(yīng)的一致性
? 可在高達(dá)140°F(60°C)的溫度下保持穩(wěn)定
與之前的 MD-V2 和 MD-55 膠片相比,Gafchromic? MD-V3 重要的特點是加入了黃色標(biāo)記染料。配合 RGB 膠片掃描儀和 FilmQA Pro? 軟件使用,MD-V3 膠片中的標(biāo)記染料能夠充分發(fā)揮多通道劑量測定的優(yōu)勢。使用標(biāo)記染料并非強(qiáng)制性的要求。您可以繼續(xù)僅使用紅色通道進(jìn)行劑量測定,但這樣就無法享受多通道方法帶來的所有優(yōu)勢,而這些優(yōu)勢能夠顯著提升膠片劑量測定的準(zhǔn)確性。
性能數(shù)據(jù)和實用用戶指南:
GafChromic MD-V3 劑量膠片在正常室內(nèi)光線下至少可以放置數(shù)小時而不會產(chǎn)生明顯影響。但是,建議不要將膠片長時間暴露在室內(nèi)光線下,而應(yīng)在不使用時將其置于黑暗處。當(dāng) GafChromic? MD-V3 膠片中的活性成分暴露于輻射時,會發(fā)生反應(yīng),形成一種藍(lán)色聚合物,其吸收波長約為 633 nm。
GafChromic MD-V3 放射變色劑量膠片可以使用透射式密度計、膠片掃描儀或分光光度計進(jìn)行測量。如圖 3 所示,使用紅光測量可以增強(qiáng) MD-V3 的響應(yīng)。使用分光光度計時,掃描膠片并使用峰值吸光度可以獲得良好響應(yīng)。大多數(shù)密度計測量的波長范圍較廣,而用于測量彩色膠片的透射式密度計則測量可見光譜內(nèi)各個窄帶的顏色,例如可見光、紅色、綠色和藍(lán)色。這類密度計在攝影行業(yè)中應(yīng)用廣泛。
為了快速獲取二維信息,平板彩色掃描儀可以很好地兼容所有 GafChromic 膠片,包括 MD-V3 膠片。市面上常見的專業(yè)照片掃描儀,例如 EPSON Expression 10000XL、V750、V700 和 1680 平板彩色掃描儀,均可使用。這些掃描儀均為彩色掃描儀,能夠以每通道 16 位色深測量膠片的紅、綠、藍(lán)三原色分量。
顯示了 MD-V3 膠片在 RGB 彩色掃描儀上的典型劑量響應(yīng)曲線。我們建議將校準(zhǔn)曲線擬合為以下形式的函數(shù):
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其中 dx(D) 表示劑量 D 時掃描儀通道 x 中膠片的吸光度,a、b、c 為待擬合的方程參數(shù)。這些函數(shù)的優(yōu)點如下:
? 它們易于反演,可以確定密度與劑量的關(guān)系,或劑量與密度的關(guān)系;
? 它們符合膠片密度隨曝光量增加而增加,但在高曝光量下趨于恒定值的物理事實——多項式函數(shù)通常在其擬合數(shù)據(jù)范圍之外與物理事實不符;
? 由于這些函數(shù)具有上述合理的物理事實,因此所需的校準(zhǔn)點更少,從而節(jié)省時間和膠片:
? 覆蓋 1 – 100 Gy 的劑量范圍需要 4-6 個劑量點,例如 0、5、10、25、50 和 100 Gy。

圖 2:GafChromic MD-V3 在所有顏色通道中的響應(yīng)
曝光后變化:
GafChromic MD-V3劑量膜中的活性成分是一種輻射敏感單體。暴露于輻射后,該活性成分聚合形成染料聚合物。
傳統(tǒng)上,當(dāng)需要在曝光后幾小時內(nèi)進(jìn)行測量時,消除曝光后密度增長效應(yīng)造成的誤差的一種實用有效的方法是在曝光后固定時間進(jìn)行密度或光吸收測量?;蛘撸绻麑y量延遲到曝光后 24 小時或更長時間,則可以有效地消除因測量時間不當(dāng)造成的誤差。
圖 3 中的數(shù)據(jù)顯示了 GafChromic MD-V3 放射變色劑量膠片的曝光后密度增長情況。圖中繪制了幾個膠片樣品在不同 X 射線吸收劑量下的密度隨曝光后時間的變化曲線。結(jié)果表明,密度變化率符合典型的化學(xué)反應(yīng)衰減規(guī)律,在曝光后隨時間持續(xù)快速下降,并在大約 24 小時后變得非常緩慢。密度增長可以用對數(shù)函數(shù)很好地擬合。

圖 3 MD-V3 的曝光后密度增長
劑量分割:
本研究旨在確定劑量分割對 GafChromic MD-V3 劑量膠片響應(yīng)的影響。首先測量了兩個膠片樣品的初始密度。每個膠片樣品測量五 (5) 次。使用 120 kVp 的 X 射線,經(jīng) 2 mm 厚的鋁膜過濾,對膠片施加約 50 Gy 的總曝光劑量。其中一個樣品的總劑量被分割成五次,每次 10 Gy,間隔 30 分鐘。另一個樣品則一次性接受 50 Gy 的劑量,持續(xù)數(shù)分鐘。曝光 24 小時后,對樣品進(jìn)行復(fù)測,每個樣品再次在五個 (5) 個不同的位置進(jìn)行讀數(shù)。密度差值通過曝光后密度值減去曝光前密度值計算得出。由于兩個樣品的總曝光量略有不同,因此將凈密度值歸一化,使其對應(yīng)于 50 Gy 的吸收劑量。計算得到的平均密度變化如表2所示。在實驗誤差范圍內(nèi),單次曝光和分次曝光的結(jié)果無法區(qū)分,表明劑量分割效應(yīng)不存在。
劑量分割對GafChromic MD-V3劑量膠片響應(yīng)的影響:
| 總劑量(Gy) | 分次次數(shù) | 凈密度變化 |
| 50 | 1 | 0.753±0.004 |
| 50 | 5次,每次間隔30分鐘 | 0.756±0.003 |
能量依賴性:
GafChromic MD-V3劑量膠片分別用150 kVp X射線和Cs137照射,吸收劑量分別為25 Gy和70 Gy。使用X-Rite 310 T測量得到的平均凈密度變化如表3所示。結(jié)果表明,在實驗誤差范圍內(nèi),膠片對輻射能量的響應(yīng)非常相似。
輻射能量對GafChromic MD-V3劑量膠片響應(yīng)的影響:
| 劑量(Gy) | 150kVp | Cs137 |
| 25 | 0.461 | 0.466 |
| 70 | 0.777 | 0.77 |
美國Ashland MD-V3放射變色膠片技術(shù)參數(shù):
| 劑量率響應(yīng) | 以3.4Gy/min和0.034Gy/min的劑量率進(jìn)行10Gy曝光時,凈密度差異小于5% |
| 光照穩(wěn)定性 | 每1000lux·d光照強(qiáng)度下密度變化<0.005 |
| 黑暗穩(wěn)定性(預(yù)曝光) | 23℃時密度變化:<5×10??/天; 冷藏時密度變化:<2×10??/天 |
| 均勻性 | 感光響應(yīng)值與平均值的偏差優(yōu)于3% |