剂量测量

• • • •
下述情况不存在带电粒子平衡： 1、辐射源附近 2、两种物质界面 3、高能辐射，此时产生的次级粒子的动能 很大，当初级辐射穿过等于次级带电粒子 的平均射程的物质厚度时有明显的减弱。
• 在带电粒子平衡条件下，若韧致辐射损失 的能量可以忽略，则比释动能与吸收剂量 相同。
空腔电离理论
• 常用电离室来测量X射线照射量和吸收剂量。 当把电离引入到测量物质中进行测量时， 它在测量物质中构成了一个气体空腔。在 射线的作用下，在空腔单位体积气体中所 产生的电离与单位体积的周围物质中所吸 收的辐射能量有关，收集空气气体中的电 离电量就可以知道空腔周围物质所吸收的 能量。
• 用EM表示 • 则 EM＝EASγ • 即在单位体积室壁材料中损失的能量为单位气体 体积中损失能量的Sγ倍 • 在假定：次级电子在空腔中是以电离形式连续损 失能量，不出现能量较高的可以引起再电离的二 次电子。 • 则EA＝JW • J是单位气体体积中产生的离子对数目，W为平均 电离能。 • EM＝SγJW－－－布拉格－格雷电离关系式
布拉格－格雷空腔电离理论
• 设想在物质中有一个充有气体的小空腔A， 在X射线的照射下，产生次级电子，次级电 子穿过空腔产生电离，这电离可以是X射线 在空腔气体中打出的，也可以是在室壁材 料中打出的次级电子产生的。假定空腔的 尺寸很小，远小于次级电子的最大射程， 有以下三个假定成立：
• 1、X射线在空腔中所产生的次级电子电离 可以忽略。 • 2、空腔中次级电子的注量、能谱分布和周 围室壁材料中的相同。 • 3、在空腔周围的临近物质中，X射线的照 射是均匀的。 • 在以上假定下考虑室壁物质吸收能量和空 腔气体吸收能量的关系。
• X（γ）射线的照射量和吸收剂量主要是按 照这一关系式建立的空腔电离室来进行测 量。 • 由于历史原因，人们对照射量研究很多， 测量方法比较成熟。测得某点的照射量可 以方便的欢送到其它物质的吸收剂量 • 测量照射量的电离室基本上有两种：自由 空气标准电离室和空气等效壁材料的空腔 电离室。
Biblioteka Baidu
• 空腔电离室的室壁材料和工作气体要选用 空气等效材料和空气，其室壁厚度要选择 满足电子平衡条件。照射量是测量X（γ） 射线在单位质量的空气中转交给次级电子 的能量。按照空腔电离理论，空腔中电离 量。反映了室壁材料所吸收的能量。当电 子平衡时，它就反映了X（γ）射线转交给 室壁单位质量的空气等效材料的次级电子 能量，这正是所要测量的照射量。
第八章 剂量测量
吸收剂量:单位质量的物质吸收的电 离辐射的能量。单位Gy 比释动能：电离辐射在单位质量物 质中释放的电离粒子的总 动能
8.1 电子平衡
• 设间接电离辐射照射体积为V的物质，在其中任 取一点P，围绕P点取一小体积元ΔV。 • 电离辐射传递给小体积元ΔV的能量，等于它在小 体积元ΔV内产生的次级带电粒子动能的总和，次 级带电粒子有的产生在产生在ΔV 内，有的产生在 ΔV外， 在ΔV产生的带电粒子，有的跑出ΔV，在 ΔV外产生的带电粒子也可以进入。当进入ΔV的 带电粒子与离开ΔV的带电粒子的总能量荷谱分布 达到平衡时，就称P点存在带电粒子平衡，对于X 射线，次级粒子为电子。称为电子平衡。
• 设室壁物质和空腔气体对电子的阻止本领分别为 SM和SA，相对阻止本领为Sγ • Sγ= SM/SA • 设想另有一个受相同X射线照射的介质，其材料 和空腔A的室壁材料完全相同，在其中圈出一小 块体积B，其形状与空腔A相似，其线性尺寸只有 空腔A的1/ Sγ用ΔS和ΔV表示空腔的截面积和体积。 • 则 ΔSA＝ Sγ2ΔSB • ΔVA＝ Sγ2ΔVB
• 可以看出一个电子在穿过空腔A、B几何上 相似的路径时，它们在其中损失的能量是 相同的 • 由第二个假定，可知在空腔A和B出处的电 子注量率是相同的，则穿过空腔A、B的电 子总数关系为ΔNA＝ Sγ2ΔNB • 所有次级电子在空腔A、B中损失的总能量 为ΔEA＝ Sγ2ΔEB • 因而在空腔A、B单位体积中损失的能量 • EA ＝ΔEA / ΔVA ＝ EB/Sγ
电子平衡条件
• 物质中的一点P，在电离辐射的照射下，如 果满足下列条件，则此点存在电子平衡。 • 1、由小体积ΔV向各个方向伸展的距离d， 至少大于由初级辐射所产生的带电粒子的 最大射程R，在d>R的区域内辐射的强度荷 能谱不变。 • 2、在上述同样的区域内，介质对次级粒子 的阻止本领及对初级辐射的质能吸收系数 不变。