辐射剂量作业课后习题参考答案

第一章

1.给出N 、R 、φ、ψ和r 的微分谱分布和积分普分布的定义，并写出用βE 表示这些辐射量的表达式。

解：N 、R 、φ、ψ和r 均存在着按粒子能量分布，如果用Q 代表这些辐射量，用 E 代表粒子能量(不包括静止能)，则Q(E)是Q 的积分分布，它是能量为0—E 的粒子对Q 的贡献，QE 是Q 的微分分布，它是能量在E 附近单位能量间隔内粒子对Q 的贡献，用P E 表示以上辐射量。

dE d P E

E

Ω=⎰⎰Ω

ϕ ψ=dE d EP E

E

Ω⎰⎰Ω

R=αα

dEd dtd EP E

t

E

Ω⎰⎰⎰⎰

Ω

r=dE EP E

E

⎰

N=ααdEd dtd p E

t

E

Ω⎰⎰⎰

⎰Ω

2.判断下表所列各辐射量与时间t 、空间位置γ、辐射粒子能量E 和粒子运动方向Ω之间是否存在着函数关系，存在函数关系者在表中相应位置处划“”，不存在则划“”号。 解：如下表所示

3.一个60C 0点源的活度为3.7×107Bq ，能量为1.17Mev 和1.13Mev 的γ射线产额均为100%。求在离点源1m 和10m 处γ光子的注量率和能量注量率，以及在这些位置持续10min 照射的γ光子注量和能量注量。

解：先求在离点源1m 处γ光子注量和能量注量率

1262

721.10892.51

14.34%100107.34%100--⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯=s m r A πϕ 2

131372

211114.34%)10010602.133.1%10010602.117.1(107.34%

100)(⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=

⨯+=

r E E A πψ

220.10108.1m w ⨯=

在离点源10m 处γ光子注量和能量注量率

1242

722.10892.510

4%100103074%100--⨯=⨯⨯⨯=⨯=s m r A ππϕ N R Φ ΦE Φ(E) Ψ ΨE Ψ(E) φ φE ψE ψE P P E P(E) r r E t × × × × × × × × √ √ √ √ √ √ √ × √ r √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ E × × × √ √ × √ √ × √ √ √ × √ √ √ √ Ω

× × ×

×

×

×

×

×

×

×

×

×

√

√

√

×

√

2

182

1372

212.10108.1104%)10010602.133.117.1(107.34%

100)(--⨯=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=

⨯+=

m w r E E A ππψ

由于

o c 60

半衰期比较长，可以忽视为10min 内无衰减

则：在离点源1m 处持续10min 照射的γ光子注量和能量注量

286210532.560010892.5-⨯=⨯⨯==Φm t ϕ 222182.1000.760010108.1-⨯=⨯⨯==ψm J t ψ

4.平行宽电子束垂直入射到散射箔上，其注量为Φ0，设电子束无衰减的穿过散射箔后沿与入射成600角的方向射出。在散射箔前后用平行板探测器和球形探测器测定注量，用平面探测器测定平面注量，如图所示。试根据定义（1.48）、（1.5）和（1.43）计算这些探测器的响应。

（图1.39 散射箔前后注量示意图）

解：da dN dv dI =ψ=Φ da dQ f p )(Φ-Φ=Φ 平行板探测器在散射箔前da

dN =Φ

da

dN I da dN F S ==

Φ0

'60cos .

球形探测器在散射箔前后：da

dN

=

Φ 平面探测器在散射箔前：da

dN p p )(Φ-Φ=Φ 后：da

dN I da dN

)(60cos 1)(0-

+-+Φ-Φ=Φ-Φ

5.带电粒子与物质相互作用的类型有哪几种？可以用哪些参数对它们进行定量描述？

60

6.碰撞阻止本领与哪些因素有关？

解：碰撞阻止本领与带电粒子的能量有关，能量增加，碰撞阻止本领降低，并且有随着吸收介质原子序数的增加而降低的趋势，此外还与介质本身有关，在不同介质中，同种能量的同种粒子碰撞阻止本领也不相同。

7.计算与50Mev 质子速率相同的4He 、12C 、20Ne 等重带电粒子的动能并给出它们在水中的阻止本领。已知：50Mev 质子在水中的1.2.7.12/-=g cm Mev S ρ。 8.试根据图1.8、1.9和1.12对图1.18所表示的γ

0随

E 和Z 的变化规律加以说明。

9.已知10Mev 电子在H 和O 中的质量辐射组织本领分别为122..1932.010809.8---⨯g cm Mev 和试计算10Mev 电子在水中的质量辐射阻止本领。 解：

1

22.....181521.0193.098

10809.891)/(18

16

)/(182)/()/(--=⨯+⨯⨯=

+=∑=g cm S s e s S o r H r i r f m r i ρρρ

10.由图1.8和图1.12查出电子在P b 中的临界能量O E ,并与（1.79）式的计算值进行比较。 11.气体中的杂质对w 值有何影响？

答：当气体中含有杂质时，入射粒子碰撞作用可能使中性受激原子或分子转变为离子对，使粒子对常数增加，

12.列举光子与物质的主要作用方式，并注明与原子核、原子电子和整个原子相互作用的类型。 13.说明康普顿效应的总截面、散射截面和能量转移截面之间的区别和联系。 14.试给出康普顿效应在铅与铝中的电子截面、原子截面和质量衰减系数之比

AI p AI a b a AI e b e

b

p p )//()///ρσρσσσσσ和（和。

15.设入射光子的能量h ν=1Mv,求θ=00、900、180 0时反冲电子的发射角φ和动能E 。 16.求1Mev 的窄光子束在水中穿行10cm 时，初级光子发生光电效应，康普顿效应，电子对生成和瑞利散射的份额。

17.中子与组织之间有哪些重要的相互作用类型？

18.举例说明不带电粒子的质量衰减系数，质量能量转移系数和质量能量吸收系数之间的区别与联系。

第二章

1.谈谈你对转移能，比释动能和组织中某点的空气比释动能的理解。

解：转移能：指在全体体积V 内由不带电粒子释放出来的所有带电的电离粒子初始动能之和。 比释动能：由转移能与指定体积质量的商，th d -

ε是由不带电粒子在质量为dm 的无限小体积内释放出来的所有带电粒子的初始动能之和的期望值。

组织中某点空气比释动能：对于某感兴趣的点处单位质量介质中转移给带电粒子能量期望值。