[电离辐射剂量学.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 第一部分回顾 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。 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。 da┴ = dacosθ 定义： Φu=dN/ da┴ 为单向辐射场的粒子注量。 一般情况：各向辐射场 定义：Particle fluence (粒子注量)Φ： Φ=dN/da，m-2 Energy fluence（能量注量）Ψ：Ψ=dR/da，j.m-2 按能谱分布： 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） 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、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。 比释动能率(Kerma rate) (1) 定义 单位：JKg-1s-1或Gys-1或 rads-1 对单能不带电粒子的辐射，有： B、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： X和 值得说明的问题 含义: 自由空间或不同于空气的材料内某一点的照射量或照射量率的概念 可以用空气碰撞比释功能Kc,a来取代照射量 原因：a. 由电离电荷量到能量的换算（乘以(w/e)a因子）很不方便 b. Exposure的含义容易混 c 只适用于X、γ射线； d 只对空气； e 测量时必须满足电子平衡； f 不能作为剂量的单位，历史误会。 C 比转换能（C） 比转换能（cema） dEc(T,r)是T时间内，辐射场r点，在质量为dm的物质中，因电离、激发过程，重带电粒子(c)自身(包括其释出的δ