辐射剂量与防护final

辐射度谱分布
pE. j (r) dp j (E, r) / dE
E
PJ (E.r) pE. j (r)dE
0
pj (r) pj (.r) pE. j (r)dE
0
pE. j (r) d4N j (t, E,, r) / dtdEdda
pE,J(r)能揭示辐射场的最详尽的内涵，是完整的描述辐 射场的一个辐射学量。
电离辐射剂量与防护
康玺
系馆315 Tel: 8281887 E-mail:kangcy2011@
电离辐射剂量学：研究电离辐射能量在物质中的 转移和沉积的规律，特别是转移和沉积的度量 （量的定义、测量、计算等）的科学。
剂量计算或测量两种基本途径： （1）辐射场本身测量—辐射场粒子数、辐射的能谱分 布、辐射能量沉积本领 （2）直接或间接测量沉积能量
质质量时能，量其转能移量系 转数移（给带tr电/）粒：子描数述值不。带只电涉粒及子带穿电过粒物子 获得的能量，而不涉及这些能量是否被物质吸收。
质物量质能时量，吸不收带系 电数粒（子被en物/质）吸：收描的述能不量带。电粒子穿过
en / (tr / )(1 g)
当次级带电粒子动能较小、物质原子序数较低时，轫 致辐射弱，g值接近于零，此时en/ 值近似tr/值。
dN / da
da┴ θ da
da┴ = dacosθ
定义： Φu=dN/ da┴ 为单向辐射场的粒子注量。
一般情况：各向辐射场
da P
定义：Particle fluence (粒子注量)Φ： Φ=dN/da，m-2 Energy fluence（能量注量）Ψ：Ψ=dR/da，j.m-2
按能谱分布：
连续慢化近似射程
穿过厚度为x的吸收层的粒子数为N(x)，则平均投影
射程可写为：
R 1
x[dN(x) / dx]dx
N0 0
连续慢化近似射程r0 假设带电粒子与物质的每次相互作用损失的能量足
够小，以致于可以把带电粒子损失能量的过程看成是连
续慢化过程，则初始能量E的带电粒子在介质中穿行路
程质量厚度的期望值可表示为：
总阻止本领:
总线阻止本领带电粒子通过物质时在单位路程上损失的
能量。
s dE dl
－ dE是dl距离上损失能量的数学期望值。 总线阻止本领与带电粒子的性质（电荷、质量、能量）和物质的
性质（原子序数、密度）有关。去除物质密度的影响可得到总质
量阻止本领公式：
s / 1 dE dl
总质量阻止本领描述带电粒子在物质中穿过单位路程时，因各种相 互作用而损失的能量。它可分解为各种相互作用阻止本领之和。
dE为带电粒子在密度为ρ的介质中穿行距离为dl时， 由传递能量小于指定值∆的碰撞而损失的能量的数学期望 值。 L∆称为传能线密度LET（Linear energy transfer）。
LET:特定能量的带电粒子在介质中穿行单位长度路 程时，由能量转移小于某一指定值的历次碰撞所造成的 平均能量损失。
L∞=Sc， L∞/ ρ=(S/ ρ)c
E d(E) / dE
E
(E) EdE
能量注量：
0
dE ft / da
能量注量与粒子注量的关系
Em a x
E EdEr distribution（角分布）：描述粒子入射方向的分布。
A 4r 2
i
ni
d r 2 sindd / r 2
d / d d 2 N / dad
恒，动能不守恒。 去弹性散射（Non-elastic scattering）：（n.p）（n.）
等。 俘获（Capture）：（n.γ）。 散射（Spallation）
以上均属与原子核的相互作用。
B、不带电粒子（X 、、中子）
质量减弱系数（/）：描述物质中入射不带电粒子 数目的减小，不涉及具体物理过程。
第一章回顾
1、辐射的分类 i.电离辐射：通过初级和次级过程引起物质电离，
如α粒子、β粒子、质子、中子、X射线和γ 射 线等。 ii.非电离辐射：与物质作用不产生电离的辐射， 如微波、无线电波、红外线等。
2、辐射场的描述 粒子注量定义： 单向辐射场：粒子注量，数值上等于通过
与粒子入射方向垂直的单位面积的粒子数。
对某种特定类型辐射：
rE E pE
p pEdE
E
r E pEdE
E
rE 能量辐射度的谱分布 P 粒子辐射度，pE 辐射度的谱分布 r 能量辐射度
pEddE E
pEddEdt E t
rd E pEddE
E
E pEddEdt E t
注量与径迹长度的关系
数值上：质量减弱系数（/）>质量能量转移系数 （tr/）>质量能量吸收系数（en/）
4、辐射剂量学中使用的量
A 吸收剂量（D） 同授与能（）相联系，单位质量受照物质中所吸收的
平均辐射能量。
D d / dm
粒子注量Φ等于单位体积内的径迹总长度。
证明：对于足够小的任意形状的体
积元， pE均匀、径迹可视为直线 切穿过体积元。则
dL=(ΦΩ·da) ·s =ΦΩ· (da·s ) =ΦΩ·dV
∆LΩ=ΦΩ∆V ∆L=Φ∆V
Φ=∆L/∆V
Φ=dL/dV
Ω da
s ∆V
3、相互作用系数
A、带电粒子（e、、重带电粒子）
S / (S / )c (S / )r
质量碰撞阻止本领（包括电离和激发对能量损失的贡献）
(S
/
)c
1
dEc
/
dl
质量辐射阻止本领（由非弹性辐射相互作用导致的初级带电粒子的 能量损失决定）
(S
/
)r
1
dEr
/
dl
定限碰撞阻止本领（L∆/ρ）
（1）δ粒子 δ粒子定义：能够产生分支径迹的次级电子 （2) L∆/ρ 定义：L∆/ρ=(dE/dl)∆/ρ
r0
dl
E
dl
dE'
E [S(E') / ]1dE'
0 dE'
0
r0>R
5MeV r=1mm 栅元0.2×1mm2
5MeV n r=1mm 栅元0.2×1mm2
笔形束辐射在水模中的纵向能量沉积
X、射线与物质作用类型： 光电效应 康普顿效应 电子对生成
中子与物质相互作用类型:
弹性散射（Elastic-scattering）：总动能守恒。 非弹性散射（In-elastic scattering）：总能量、动量守