第2章节电离辐射能量在物质中的转移过程幻灯片.pptVIP

3.3 能量吸收系数μen和辐射份额Y(E) 线能量吸收系数μen 质量能量吸收系数μen/ρ μen /ρ表示光子在物质中穿过单位质量厚度时，入射光子能量中转移给次级电子能量的碰撞损失份额。 瞬时能量为E的电子的能量辐射损失份额y(E)可表示为： 能量为E的电子在慢化过程中的辐射能量损失份额Y(E) ： 若各作用过程产生的次级电子初始谱为f (E)，则有： 3.4 混合物和化合物中的作用系数 其中 是第i种元素的重量份额； 三个系数之间的关系 第四节 中子与物质的相互作用 1 分类 高能中子 能量大于10MeV 快中子 100keV------10MeV 中能中子 1keV--------100keV 慢中子 0-------1keV（热中子----与周围物质处于热平衡的中子。在常温20.40C下，热中子的平均能量为0.0253eV） 2. 作用类型（Interaction type） 1). 弹性散射 (Elastic-scattering)：总动能守恒。 2). 非弹性散射 (Inelastic scattering)：总能量、动量守恒，动能不守恒； 3). 去弹性散射 (Nonelastic scattering)：(n,p), (n,α)等； 4). 俘获(Capture)：(n,γ)； 5). 散射(Spallation)； 以上均属与原子核的相互作用。 特别说明： 1、中子与物质的相互作用过程的描述参数与γ和X射线的相同。 2、中子与物质相互作用产生的带电粒子都是重粒子，其轫致辐射的能量损失可以忽略。 第五节 总结本章中各个物理量之间的关系 参考文献 田志恒，《辐射剂量学》，原子能出版社，北京，1992； 方杰，《辐射防护导论》，原子能出版社，北京，1991； 李士骏，《电离辐射剂量学基础》，苏州大学出版社，苏州，2008； β粒子在物质中的径迹 1）引入背景（续） 作用过程：与物质相互作用过程中，带电粒子能量的大部分通过电离过程传给了能量超过100eV的δ粒子，而这些δ粒子有足够能量在物质中穿行一段距离，沿途继续引发电离和激发。 举例：在水、人体组织中，如果Eδ=100eV，其射程约2nm；若Eδ=6000eV，射程约1μm。 DNA分子双螺旋结构直径 细胞直径 2）带电粒子能量损失分析 分析：带电粒子穿行dL路程，碰撞损失的能量dE可以分为： ：对原子电离，激发时，为克服电子结合能所消耗的能量； ：产生的动能小于等于Δ的所有δ粒子的动能； ：产生的动能大于Δ的所有δ粒子的动能； 3）能量限值Δ 能量限值Δ 定义：判断δ粒子能量高低的一个能量阈值，若 Eδ ≤ Δ，则认为该电子能量就地沉积； Eδ Δ，则认为该电子能量为独立粒子； 由此可见，电离过程在某空间点损失的能量不可能全部就地沉积！ 如何对粒子在局部区域内沉积的能量进行定量描述？？ 4）定义 定义： 它表示：指定物质内，特定能量的带电粒子穿行单位长度路程时，在电离、激发过程中，扣除能量大于Δ的所有δ粒子的动能后，被该部位物质所吸收的能量总和，即单位路径长度内就地沉积的能量大小。 5）极限情况 极限情况 表示扣除所有δ粒子的动能后，被物质吸收的能量之和。 表示包括所有δ粒子的动能后，入射带电粒子损失的能量之和。 6）常用值 常用L100，组织举例L100，组织=1.5KeV/μm，它表示带电粒子在组织中穿越1μm时，在电离，激发作用中，刨除由动能大于100eV的所有δ粒子的动能后，在组织局部空间范围内沉积下来的能量总共是1.5KeV。 四 散射本领 由于电子相对重带电粒子，非常容易受到弹性碰撞的影响而改变自己的运动方向，设该角为θ，经观察发现 ， θ服从高斯分布，且其均方值 与穿过物质层的厚度成正比，称 为散射均方角。 单位质量厚度产生的散射均方角增量定义为质量散射本领，记为(T/ρ)： 五 射程 4.1 投影射程 4.2 连续慢化近似射程r0 4.3 计算软件 计算离子射程的软件：SRIM；（演示） 计算电子射程的软件：casino； 五 射程（续） SRIM软件 casino软件 1.离子对（Ion pair） 2.W的定义： 3. W的特性 最低电离能(第一电离能)，但除单壳层电子外， 平均激发能。 当入射带电粒子的速率远远大于价电子的轨道速率时，W几乎不受带电粒子电荷、质量和能量的影响，当接近时，速度减小，W增大。 伴随电离降低W值 电子在干燥空气