电离室测量吸收剂量原理.ppt

电离室测量吸收剂量原理 辐射质指数的定义方法有两种:一是保持靶到探测器的距离不变,以水模中20cm处和10 cm各处的组织体模比TPR的比值表示;二是保持靶到模体表面的距离不变,以水模中20cm处和10cm处的百分深度剂量PDD的比值表示 电离室测量吸收剂量原理 (二)高能电子束射线质的确定 加速器产生的高能电子束,在电子引出窗以前,能谱相对较窄,基本可认为是单能.电子束引出后,经过散射箔,监测电离室,空气等介质,并经准直器限束到模体(或患者)表面和进入模体后,能谱逐渐变宽.因此,电子束能量在不同位置数值差别很大.从临床使用和水中吸收剂量测量考虑,对高能电子束,首先要关心模体表面和水中特定深度处的能量的定义和表示法. 电离室测量吸收剂量原理 (二)高能电子束射线质的确定 模体表面的平均能量 高能电子束在模体表面的平均能量E0.是表示电子束穿射介质的能力和确定模体不同深度处电子束平均能量的一个重要参数.确定E0.的方法是通过测量高能电子束在水中的百分深度剂量曲线(如图),找出它的半峰值测量深度R50(cm) E0=2.33*R50 系数2.33的单位是MeV/cm，它是利用蒙特卡洛方法模拟高能电子束百分深度剂量而得来的。 电离室测量吸收剂量原理 （二）电离室的工作特性 需要特别指出，在确定R50时，要求固定源（即靶位置）到电离室的距离，然后测量百分深度剂量或深度电离量。 为克服射野的影响，测量时应采用较大的射野，一般为15cm*15cm或者更大，特别对于大于15MeV的高能电子束更应如此。 对于这个E0=2.33*R50式子，只适用于固定源到电离室距离测量条件，如果采用固定源到电离室距离测量条件，如果采用固定源到模体表面距离（固定SSD）方法，上式应改为： E0=0.656+2.059R50，d+0.022（R50，d）2 E0=0.818+1.935R50，i+0.040（R50，i）2 电离室测量吸收剂量原理 内容概要: 一、电离室的工作机制 二、电离室的工作特性 三、电离室测量吸收剂量的原理 电离室测量吸收剂量原理 一、电离室的工作机制 电离室测量吸收剂量的基本过程是：通过测量电离辐射在与物质相互作用过程中产生的次级粒子的电离电荷量，由计算得出吸收剂量。 电离室测量吸收剂量原理 （一）、电离室的基本原理 两个相互平行的电极之间充满空气，虚线所包括范围，称为电离室灵敏体积。当电离辐射，如X或γ射线摄入这个灵敏体积内，与其中的空气介质相互作用，产生次级电子。这些电子在其运动轨迹上使空气中的原子电离，产生一系列正负离子对。在灵敏体积的电场作用下，电子、正离子分别向两级漂移，使相应极板的感应电荷量发生变化，形成电离电流。在电子平衡条件下测到的电离电荷，理论上应为次级电子所产生的全部电离电荷。 电离室测量吸收剂量原理 根据以上原理可以制成自由空气电离室 主要由两个相互平行的平板电极构成，极间相互绝缘并连接到电源电压的正负端，电极间充有空气。构成电离室的一个极板与电源高压的正端或负端相连，另一极板与静电计输入端相连，称为收集级。 电离室测量吸收剂量原理 电离室的灵敏体积是指通过收集级边缘的电力线所包围的两个电极间的区域。在灵敏体积外的电极称为保护环，其作用是使灵敏体积边缘外的电场保持均匀，并同时使绝缘子的漏电流不经过测量回路，减少对信号的影响。 电离室测量吸收剂量原理 自由空气电离室一般为国家一级或二级剂量标准实验室所配置，作为标准，在现场使用的电离室型剂量仪进行校准，并不适合于在现场如医院使用。 在实际应用中，电离室的输出信号电流在10 A数量级，为弱电流，必须经过弱电流放大器（静电计）对其进行放大，此类静电计通常称为剂量测量仪。如下图所示，静电计实际上就是一个负反馈运算放大器。以三种方式测量电离室的输出信号： 1、测量输出电荷量 2、测量输出电流 3、测量输出回路中形成的电压信号 -10 电离室测量吸收剂量原理 （二）指形电离室 指形电离室是根据自由空气电离室原理，为便于常规使用而设计的。图a表示的电离室设想有圆形空气外壳，中心为充有空气的气腔。假定空气外壳的半径等于电离辐射在空气中产生的次级电子的最大射程，满足进去气腔中电子数与离开的相等，电子平衡存在。此条件下的电离室可认为与自由空气电离室具有等同功能。 电离室测量吸收剂量原理 （二）指形电离室 如果将图a的空气外壳压缩，则可形成图b所表示的固态的空气等效外壳，所谓空气等效就是该种物质的有效原子序数与空气有效原子序数相等。 由于固体空气等效材料的密度远大于自由空气的密度，该种材料中达到电子平衡的厚度可远小于