[文学]辐射防护1.ppt

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[文学]辐射防护1

1.粒子数和辐射能 N R R=NE NE=dN/dE 单位容积的粒子数 剂量计算中,注量往往用粒子轨迹长度表示 粒子辐射度和能量辐射度 二、射线与物质的相互作用 本质:能的转移与吸收 带电粒子 非带电粒子 直接电离(初级):入射粒子与物质直接作用产生电离 间接电离(次级):电离产生的某些电子,具有足够的能量,进一步引起物质电离,总电离的60%-80% (1)电离损失与重带电粒子的电荷z2成正比; ?库仑作用力 (2)电离损失与重带电粒子的能量(速度)成反比; ?作用时间 (3)电离损失与物质的原子密度成正比; ?作用概率 线辐射阻止本领 带电粒子产生轫致辐射的份额 带电粒子在物质中的射程 平均能耗:在气体中产生一对离子所消耗的平均能量 比电离:单位径迹长度上产生的离子对数 线能量转移(LET):初级带电粒子沿着dl与电子碰撞,损失的能量,减去动能大于 Δ 的次级电子带走的能量,就是局部转移的能量。 * 5为什么对辐射(电离辐射)要进行防护? 辐射 原子、分子 组织、器官 机体损伤 确定性效应 随机性效应 电 离 、激发 修复 1.辐射防护的含义 1. ? 衰变 ?1 ?2 ?3 一、核衰变类型 核内中子,质子数失衡,核转变同时放出射线 重核,原子序数大于82 2. ? 衰变与电子俘获 (1). ?- 衰变 (2). ?+ 衰变 (3). 电子俘获 (E.c) E.c ?- ?+ 原子核从核外获得,K俘获 辐射,同质异能跃迁 3. 伴随性:子核处于激发能级 内转换:有时不发射光子,把多余的能交给核外电子,电子脱离束缚而发射 γ * (一)带电粒子的种类和物理性质 带电粒子种类: 带电粒子 电子:核外电子 β射线:原子核发出的高速电子 质子 α粒子 带电粒子与物质的相互作用 * 带电粒子与物质相互作用的主要过程 主要过程 电离和激发 韧致辐射 * 1. 电离、激发和碰撞阻止本领 带电粒子 轨道电子 库仑相互作用 电离 激发 nuclear k L M Exciting inter electron High speed electron 2、特征X射线的产生原理 特征X线的产生过程 高速电子进入靶物质后,其动能被靶原子内壳层电子获得,一部分用来脱离原子核束缚作功(逸出功);另一部分变成逸出后电子的动能。 当电子逸出后,原子内壳层就出现了空位,外壳层电子将向内壳层填充,辐射的电磁波( X线)由两能级差确定 E2- E1= hf21 电离损失——与核外电子的非弹性碰撞过程 入射带电粒子与靶原子的核外电子通过库仑作用,使电子获得能量而引起原子的电离或激发。 电离——核外层电子克服束缚成为自由电子,原子成为正离子。 激发——使核外层电子由低能级跃迁到高能级而使原子处于激发状态,退激发光。 当入射带电粒子与核外电子发生非弹性碰撞,以使靶物质原子电离或激发的方式而损失其能量,我们称它为电离损失。 * 碰撞阻止本领 线碰撞阻止本领 (linear collision stopping power): 带电粒子在介质中每单位路径长度上电离损失的平均能量。 质量碰撞阻止本领 (mass collision stopping power): 线碰撞阻止本领除以密度,消除密度的影响。 * (贝特) 具有相同速度的两种带电粒子在同一物质中的碰撞阻止本领之比,等于它们的带电荷数的平方之比 具有相同速度的两种带电粒子在两种物质中的碰撞阻止本领之比,等于它们的相应的原子序数与相对原子量的比值之比 若Z/M约为1/2时,两种物质中的质量碰撞阻止本领近似相等 * 2.韧致辐射和辐射阻止本领 高速电子进入到原子核附近的强电场区域(路程伴随库仑力的变化过程),电子的速度大小和方向必然变化,部分或全部动能以电磁波的形式向外辐射能量,即损失的能量直接转化成X线。由于电子与靶原子核的相对位置是任意的,电子进入靶的初动能经过多少次碰撞辐射而完全丧失也不确定,故辐射出的X线波长连续分布。 入射带电粒子与原子核之间的库仑力作用,使入射带电粒子的速度和方向发生变化,伴随着发射电磁辐射—轫致辐射Bremsstrahlung。 辐射损失——与原子核的非弹性碰撞过程 当入射带电粒子与原子核发生非弹性碰撞时,以辐射光子损失其能量,

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