辐射剂量和防护(final).ppt

电离辐射剂量与防护 康 玺 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 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。 按能谱分布： 3、相互作用系数 A、带电粒子（e、?、重带电粒子） 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。 － 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： 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。 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 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 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： 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。 质量能量转移系数（?tr/?）：描述不带电粒子穿过物质时，其能量转移给带电粒子数值。只涉及带电粒子获得的能量，而不涉及这些能量是否被物质吸收。 质量能量吸收系数（?en/?）：描述不带电粒子穿过物质时，不带电粒子被物质吸收的能量。 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。 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。 单位Gy。适用于任何类型的辐射和受照物质，与一个无限小体积相联系的辐射量。受照物质中每一点都有特定的吸收剂量数值。 B、比释动能（K） 同转移能（?tr）相联系，不带电粒子在质量dm的物质中释放出的全部带电粒子的初始动能总和的平均值。 单位Gy。针对不带电粒子，对受照物质整体，而不对受照物质的某点而言。 实用时可先查比释动能因子表（国际上给出比释动能因子的推荐值），进而求得比释动能。 C、照射量（X） X或?射线在单位质量的空气中，释放出来的全部电子完全被空气阻止时，在空气中产生一种符号的离子的总电荷的绝对值。 单位C/kg。针对X或?射线、空气。空气中各点的照射量不同。 空气中某点的照射量X与同一点处的能量注量?的关系： 若粒子为单能的，则照射量与粒子注量有如下关系： 思考题 一个10MeVγ射线进入体积V中并且遭遇了“电子对生成”这种类型的相互作用，由于这个相互作用，γ射线消失了，并产生能量相等的一个电子和一个正电子。在电子逃逸出体积之前，其动能的一半消耗于碰撞相互作用中。正电子将在飞行中淹没掉，在淹没之前，其动能的一半消耗于在体积V中所遭遇的碰撞相互作用。由正电子的淹没而形成的光子将逃出体极V。求上述事件中：（1）转移能为多大？（2）碰撞转移能为多大？（3）授予能为多大？ 带电粒子平衡 带电粒子平衡 不带电粒子在某一体积元的物质中，转移给带电粒子的平均能量，等于该体积元