第3章 剂量学基本概念幻灯片.ppt

辐射剂量与防护 授课单位：核工程技术学院 授课专业：核工程、核技术 授课教师：田丽霞 辐射量的分类 辐射量的定义 辐射量的范围和联系 第三章 剂量学基本概念 第一节 比释动能 一 与物质的作用过程 二 转移能 三 比释动能K 四 比释动能与注量的关系 五 碰撞比释动能Kc 六 比释动能率 七 不同介质中的比释动能 一 与物质的作用过程 不带电粒子与物质的相互作用分二个阶段： 第一阶段：不带电粒子通过与物质的相互作用，把能量转移给次级带电粒子； 第二阶段：次级带电粒子通过电离、激发等方式把转移来的能量大部分留在介质中； 引入转移能和比释动能，描述第一阶段的过程； γ/ X射线与物质的作用基本过程 二 转移能 1 定义 2 实例分析 3 转移能的分类 4 转移能的分析 1 定义 2 康普顿散射的转移能实例分析 2 康普顿散射的转移能实例分析（续） 2 电子对生成的转移能分析（续） 3 转移能的分类 3 转移能的分类（续） 4 转移能的分析 转移能是描述的能量转移过程事件处于微观粒子水平，不涉及宏观层次； 由于电离辐射与物质相互作用时的随机性，与之相关的时间具有统计涨落的性质，因此，转移能其实也是一种随机事件，但服从统计分布规律。 三 比释动能K 四 比释动能与注量的关系 1 单向，单能，不带电粒子辐射场 2 任意方向，单能，不带电粒子辐射场 3 任意方向，任意能量各种不带电粒子辐射场 4 比释动能因子Fk 注量与径迹长度的关系 五 碰撞比释动能Kc 1 定义 2 X、γ射线的Kc定义 3 中子n的Kc定义 1 定义（续） 3 中子辐射场的Kc 六 比释动能率 六 比释动能率（续） 七 不同介质中的比释动能 1. 含义 由公式(2.8),(2.14)可知，比释动能由空间指定点的不带电粒子注量和介质的作用系数决定，而周围介质的作用仅限于对指定点不带电粒子辐射场可能的影响； 在理论和实践中，如果谨慎保持辐射场不变，那么比释动能则由作用系数即可确定。 因此可以有“自由空间或不同材料中某点对指定材料的比释动能或比释动能率”的表示；如“自由空气中小块组织的比释动能”，“水中某点的空气比释动能”此类说法； 七 不同介质中的比释动能（续） 2. 实践测量方法 在材料i的引入不干扰原有不带电粒子辐射场的分布的情况下，把少量指定材料i放入自由空间或材料m中的感兴趣点处得到的比释动能或比释动能率； 材料i根据研究目的的不同，可以选取各自感兴趣的材料，如组织、空气、水，塑料、玻璃、有机泡沫，甚至是各类探测器都是可以的。 七 不同介质中的比释动能（续） 第二节 照射量 一 照射量X 二 照射量率 三 X 和 值的进一步说明 一 照射量 X 1.概念背景 2.概念定义 3.分析 4.小结 5. X与碰撞转移能Kc之间的关系 6. 单能光子辐射场情况 1.概念背景 2.概念定义 照射量产生示意图 3. 分析 (1) X、γ射线产生的次级电子如果是完全被空气阻止的，而不是进入/穿过其它介质，则它们产生的一种符号的离子总电荷就是dQ； (2) 如果次级电子产生的韧致辐射引起电离，不予考虑，是因为韧致辐射射程太长的缘故； (3) 如果在dm之外产生的次级电子在dm内引起电离电荷，也不予考虑； 4. 小结 dQ并不是仅仅包括光子释放的次级电子在dm内产生的电离电荷，还包括在dm之外的空气中产生的电离电荷； 在特定的情况下，dQ可能等于光子的次级电子在dm之内产生的电离电荷，这种情况称为带电粒子平衡条件； 5. X与碰撞转移能Kc之间的关系 在带电粒子平衡条件下， 6. 单能光子辐射场情况 在单能光子辐射场中， 二 照射量率 1. 定义 2. 与能量注量率(粒子注量率)的关系 3. 单能点源的照射量率 1 定义 2 与能量注量率(粒子注量率)的关系 3. 单能点源的照射量率 三 照射量X的进一步说明 例题 第三节 授与能和吸收剂量 一 沉积能 二 授与能ε 三 吸收剂量D 四 辐射平衡与吸收剂量D 五 六 核心内容小结 一 沉积能 1 概念背景 2 概念定义 3 典型作用过程分析 1)带电粒子与原子电子碰撞过程 2) 电子对生成过程 3) 自发核转变过程 1 概念背景 下述微观事件 电离辐射与物质的每次相互作用 核和基本粒子的每次自发转变(自发源过程) 是产生能量沉积的基本过程。 在具体描述过程中，称基本过程中沉积的能量，就是单次相互作用中沉积的能量，即为沉积能 ； 2 概念定义 3 典型作用过程分析 3 典型作用过程分析（续） 一 沉积能（续） 二 授与能ε Eout是从该体积元逸出的辐射能，即离开该体