【放射物理与防护】8.辐射测量的方法.ppt

电离辐射吸收剂量的测量 主要内容1 照射量的标准测量 自由空气电离室 实用型电离室 　　　　实用型电离室 　　　　电离室的校准 　　　　电离电荷测量电流 　　　　特殊电离室 主要内容2 吸收剂量的测量 基本测量方法 电离室方法 其他方法（固体方法、化学方法） 射线质的测定? 第一节 照射量的测量 照射量实际上是以X、γ射线在空气中产生的电离电荷的数量来反映射线强度的物理量，对照射量的测量就涉及到如何收集、测量X、γ射线所产生的微量电离电荷。 在实际应用中，电离电荷的收集、测量是通过空气电离室来实现的。 自由空气电离室基本结构，C为收集极 第 一节 照射量的标准测量 收集电极用来收集电离室内产生的某一种符号的离子，它被接到测量电荷的静电计上。 保护电极与收集电极相互隔开，但具有相同的电位，用以使收集电极上的电场均匀，保证中间区域的电力线垂直于电极。 自由空气电离室一般为国家一级或二级剂量标准实验室所配置，作为标准，对现场使用的电离室型剂量仪进行校准，并不适合于在现场使用。 测量体积的确定 在发散的情况下，能量注量按离开射线源距离的平方减少，而射线束的截面积则随这一距离的平方而增大。因而在离开射线源的不同距离上，射线束的截面积与该截面上的能量注量的乘积为常数，即 如果我们将“收集体积”外的空气进行压缩，则既能满足“电子平衡”条件，同时又可以大大缩小电离室体积。 压缩的空气壁可用空气等效材料代替，从而可以制成实用型空气等效电离室。 电离室壁材料与空气的有效原子序数愈接近，则实用型电离室与标准电离室的等效性愈好。 图（a）表示的电离室设想有圆形空气外壳，中心为充有空气的气腔。 假定空气外壳的半径等于电离辐射在空气中产生的次级电子的最大射程，满足进入气腔中的电子数与离开的相等，电子平衡就存在。 此条件下的电离室可认为与自由空气电离室具有相同的功能。 如果将图（a）中的空气外壳压缩，则可形成图（b）所示的固态的空气等效外壳。所谓空气等效就是该种物质的有效原子序数与空气有效原子序数相等。 由于固体空气等效材料的密度远大于自由空气密度，该种材料中达到电子平衡的厚度可远小于自由空气厚度。 例如，对100~250kV的X射线，其空气等效壁的厚度约为1mm，就可达到电子平衡。 目前普遍使用的是Farmer型指形电离室，它是英国物理学家Farmer最初设计，后由Aird和Farmer改进的，该电离室有很好的能量响应特性（1%~4%）。 目前，一般常用与空气等效的材料做成不同厚度的平衡罩，当测定较高能X、γ射线时，需在原来电离室室壁上套上适当厚度的平衡罩。 但实用型电离室很难同时满足上述条件。 为此，在实际中，需要用自由空气电离室来对实用型电离室做校准刻度。 通过使用两种电离室同时测量已知强度的X、γ射线源，给出实用型电离室测量校准因子，用于校正实用型电离室所测照射量值。 （四）特殊电离室 指形电离室不适合测量表面剂量，对于高能光子束，为了测量在建成区内的剂量，探测器必须很薄以至于穿过灵敏体积时没有剂量梯度；另外，电离室受照射野的影响不明显。 为了满足上述要求，设计了一些特殊电离室如外推电离室和平行板电离室。 （四）特殊电离室 外推电离室实际上是一个空腔体积可以改变的平行板电离室，原先是为测量X(γ)射线吸收剂量设计的，现在更多地用来测定电子束的吸收剂量。 通过测量以电极间距离作为函数的单位体积内的电流，然后利用外推空腔体积无限小时（电极间距离为零）来估计表面剂量。 （四）特殊电离室 平行板电离室除电极间距离不能变化外，类似于外推电离室。平行板电离室电极间的距离很小（~2mm），壁或窗非常薄（0.01~0.03mm）。 许多国家和国际学术组织都推荐使用平行板电离室用来校准放射治疗中的电子束。 如此微小的温度变化，通常很难进行测量，必须借助非常灵敏的微型测温仪器。 因此，量热法虽然是测定吸收剂量的标准方法，但是，因为制造和使用时技术较为复杂，只能作为标准仪器使用，以校准其他测定吸收剂量的仪器。 设没有体模存在时，射线在空间一点的能量注量为Ψ，根据吸收剂量与能量注量的关系，在电子平衡条件下，该点空气吸收剂量为： 当体模存在时，在体模内该点的吸收剂量为： 热释光剂量仪 根据固体能带理论，具有晶体结构的固体，因含有杂质，造成晶格缺陷，从而形成带电中心，称为“陷阱”。晶格缺陷带电中心，具有吸引、束缚异性电荷的本领。 当价带上的电子获得电离辐射的能量，跃迁到导带，不稳定而掉入陷阱。 如对该物质加热，会使电子重新回到价带上，并将电离辐射给予的能量，以可见光的形式辐射出去。 发光强度与“陷阱”所释放的电子数成正比，而电子数又与物质吸收辐射能量有关。 （二）胶片剂量测定法 当射线穿过感光胶片时，胶片中的灵敏物质如溴化银便形成潜影，经过化学处