电离辐射剂量与防护课件(6)

W Dm en / m. g ( ) g J g e
2.中等腔室
• 腔室线度可以与次级带电粒子射程相比拟的腔室。
若用α代表腔室内产生的次级带电粒子对腔室室内能 量沉积的贡献份额，则1-α代表介质中产生的次级带电粒
子的贡献份额。
Dm ( en / )m.i (1 )( L / )m.i Di
第一讲 第二讲 第三讲
腔室理论 空腔电离室 常用电离型剂量测量器件
第一讲 腔室理论
一．法诺定理
1.定理：受注量均匀初级辐射（为X射线或中子）照射的 给定组成的介质中的次级辐射注量也是均匀的，且与介质的 密度以及介质密度从一点到另一点的变化无关。 2.证明（略） 3.讨论： • 密度变化的有限介质中的辐射平衡条件：如果在某点周围粒 子最大射程范围内单位质量介质释放的粒子数是均匀的，则 在该点存在着带电粒子平衡。 • 在初级不带电粒子注量均匀和极化效应可以忽略的条件下， 吸收剂量与介质的密度无关。 • 法诺定理成立的重要条件是极化效应可以忽略（即与介质密 度无关）。
Dm en / m.w Dm en / m.w ( L

) w. g Dg
W en / m.w ( ) w. g ( ) g J g e
L ( ) w. g 1 当室壁w与腔室气体的原子组成相同或等效时，
L

，则有：
α =1: α =0:
Dm (en / )m.i Di ——大腔室
Dm ( L / )m.i Di ——B—G腔室
•对于由B—G腔室和室壁w构成的中等腔室
Dm (en / )m.w ( L / ) w. (1 )( L / ) m. D
0
E0
dE0
(S / )
0
c .m
/( S / ) m dE

n
0
E0
E0 1 Ym ( E ) dE0
E0
h
Di
n
0
E0
dE0
(S / )
0 h
c .i
/( S / ) m dE E0 1 Ym ( E ) dE0
m.i
h
( S / ) m.i
Dm E (



L

)m dE
对B—G腔室：
Di E (



L

)i dE
Dm (L / )m.i * Di
由上式得：

（S—A公式）
( L / ) m.i



E
( (
L

) m dE )i dE


E
L

L / m L / i

Dm Di
由以上两式得：

0
E
( S / ) c , m dE


0
E
( S / ) c ,i dE
Dm Di (S / )m,i
上式中：
(S / )m.i (S / )c.m / (S / )c.i
若充气腔室在电离辐射条件下单位质量空腔气体中的电离 电荷为Jg，则
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二.布喇格-格雷理论
1.B-G条件（两条基本假设） a.腔室的线度比撞击腔室的带电粒子的射程小得多， 以致腔室的存在不会干扰带电粒子辐射场。 b.腔室内的吸收剂量完全是由穿过腔室的带电粒子产
生的。
穿过腔室--隐含腔室内产生的带电粒子可以忽略不计， 进入腔室的带电粒子全部穿过腔室而不会停留在其中。
2.B-G关系式 在连续慢化近似条件下：
Dm Di
n
0
E0
n
0
E0
E0
dE0
(S / )
0
/( S / ) m dE
（3）连续光子谱 假设光子能量是连分布的，能量注量的谱分布为。在 CPE条件下：
Dm h ( en / )m dh
h
Di h ( en / )m ( S / )i.m (h )dh
W Dg ( ) g J g e W Dm ( S / ) m. g ( ) g J g e
3.
(S / )m.i 的计算
（1）起始能量为E0的电子 设在单位质量介质m中产生的初始能量为E0的电子 数为n0，那么在离边界大于电子射程的介质中电子的
慢化谱为：
E n0 /(S / )m
E0
(dE)
c ,m
E0 [1 Ym ( E0 )]
(2)单能光子束 设介质m的给定区域受到均匀的单能光子束照射，光 子在单位质量介质中释放的能量在E0—E0+dE0之间电子数 为nE0dE0，光子的能量为hv。则在电子平衡条件下，介质 m中的吸收剂量可表示为：
h E0
Dm
h
n
1.大腔室 •腔室线度远大于次级带电粒子的射程的腔室。
•由
Di en / i Dm en / m
得：
Dm Di en / m.i
en / m en / m.i en / i
•对于由B—G腔室和一个壁厚大于次级电子最大射程的室壁组成 的厚壁腔室：
电离辐射剂量与防护
第三章腔室理论和剂量测量的电离法
引言 腔室：在介质中置入可以确定介质吸收剂量的敏感元件，因其 密度可能与介质的相差较大，材料成分可能有所不同。从 而在介质内构成一个连续的区域—腔室。 腔室理论研究的内容：研究由腔室测得的信息确定介质中的D、 K和X等剂量学量的原理的。
电离法：利用电离电荷测量剂量的方法。 a.电离室：把电离电荷不加放大地完全收集起来的器件。 b.正比计数管：将每个辐射粒子产生的初始电荷成比例 地加以放大的气体放电器件。 c.G-M计数管：对每一个电离事件均给出一个经过放大 但幅度与初始电离事件的大小无关的信号。
h
( S / ) m.i
Dm Di
h
(
h
h
(
h en
en
/ )m dh
/ )m ( S / )i.m (h )dh
三.斯宾瑟—阿蒂克斯理论
1.现象
腔室的线度不同，射线的影响程度不同，因而出现了
比电离Ja与腔室大小有关。 2.考虑了射线影响的D的表示
0
E0 0
c .m
/( S / ) m dE 的推导公式：
/( S / ) m ]dE dE dl dl
[(S / )
E0 0
c ,m

[(S / ) c ,m /( S / )] (S / )
0 c ,m
E0
dl
E0
S
0 0
c ,m
dl
E0
则：
( S / ) m.i
(S / )
0 E0 0
c .m
/( S / ) m dE /( S / ) m dE
(S / )
c .i

E0 1 Ym ( E0 )
E0
(S / )
0
c .i
/( S / ) m dE
E0
(S / )
3.考虑了腔室干扰带电粒子辐射场的D的表示
Dm Di L / m.i Pu
式中：Pu为干扰修正因子（Perturbation correction factor），包括辐射场干扰及位移修正。

P u

E (
E .i
L

)i dE )i dE


(
L

四．大腔室和中等腔室
3.电子束测量的应用
Dm Di *(L / )m.i * P u