电离辐射剂量与防护1.doc

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f，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。θdaθda┴da按能谱分布：能量注量：能量注量：能量注量与粒子注量的关系3、相互作用系数A、带电粒子（e、a、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。质量碰撞阻止本领（包括电离和激发对能量损失的贡献）质量辐射阻止本领（由非弹性辐射相互作用导致的初级带电粒子的能量损失决定） 笔形束辐射在水模中的纵向能量沉积g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.a）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 、g、中子）质量减弱系数（m/r）：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（mtr/r）：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（men/r）：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men/r 值近似mtr/r值。数值上：质量减弱系数（m/r）质量能量转移系数（mtr/r）质量能量吸收系数（men/r）4、辐射剂量学中使用的量A 吸收剂量（D） 同授与能（e）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（etr）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 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，等于该体积元物质所吸收的平均能量。发生在物质层的厚度大于次级带电粒子在其中的最大射程深度处。 吸收剂量与比释动能的关系带电粒子平衡下 D=K（1-g） g是次级电子在慢化过程中，能量损失于轫致辐射的能量份额。 对低能X或g射线，可忽略轫致辐射能量损失，此时 D＝K C、照射量（X） X或g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g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Y的关系：若粒子为单能的，则照射量与粒子注量有如下关系：第二章回顾1、照射量的标准测量方法A 自由空气电离室 适用于测量50keV~3MeV的X或g射线，基本原理根据照射量定义。比释动能B 空腔电离室 测量较高能量的X或g射线的照射量，特点增加电离室的壁厚。测量依据布拉格—戈瑞原理。条件：介质内存在的空腔足够小以致i腔内的气体电离几乎全部是介质中的次级电子引起的；ii空腔的存在不会改变介质中初始光子和次级光子的能谱和角分布；iii空腔周围介质厚度大于次级电子在其中的最大射程。空腔位置处存在着电子平衡Sm,g物质与腔内气体的平均质量碰撞阻止本领比2、中子当量剂量的测量中子当量——不同中