[理化生]放射物理学课件3.ppt

根据能带理论，固体中运动电子的能量谱值由一系列准连续的具有一定宽度的能带（band）组成，两个相邻的能带之间的区域因不能被电子占据而被称为禁带（band gap）。金属都有着被电子部分占据的宽能带，即导带（conduction band），其中的电子填充情况容易因电场作用而改变，因此表现出良好的导电性。对绝缘体或半导体而言，能带系列则全被电子恰好填满，其中最高的满带称为价带（valence band），价带之上经过一定宽度的禁带过渡才是空着的导带。在绝对零度温度下，半导体的价带(valence band)是满带(见能带理论)，受到光电注入或热激发后，价带中的部分电子会越过禁带(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带。 选择使用发光效率高、发光曲线简单和易于加工成型、物理和化学性能稳定的热释光材料，制成不同形状及大小，便于作剂量建成区，近距离治疗放射源周围的剂量分布、患者剂量监测和剂量比对等特别需要场合之用。 四、胶片剂量仪 放射照相用胶片组成：片基（厚度约0.2mm厚，透明）、乳胶（覆盖在片基双面或单面的含溴化银晶体颗粒）、乳胶保护涂层。 当胶片受可见光或电离辐射照射时，溴化银(AgBr)晶体颗粒中的银离子（Ag＋）还原为银原子（Ag），数个银原子就形成所谓的“潜影”。洗片时，洗片液分子促使晶体颗粒的Ag＋还原为Ag，这种转变在含有“潜影”的晶体颗粒中进行得更迅速，因此选择合适的洗片时间就形成高黑度差别的影像。 光学密度用来定量胶片黑的程度，用符号OD表示，定义为 式中：I0是光线入射强度，It是光线透过强度。没有曝光的胶片也能阻止少量光线，形成本底密度，测量密度扣除本底密度称为净密度。 透明度也可用于表示胶片黑的程度，用符号T表示，定义为 光学密度概念一般用于胶片黑度测量，而透明度概念用于计算机图像显示处理中。 光学密度和透明度的测量仪器主要有光学密度计（又称黑度计）、扫描仪和激光数字化仪三种类型。 胶片灵敏度（S）是指特定的光学密度与所接受的照射量或组织替代材料吸收剂量的比值。对于同一型号的胶片，其灵敏度与射线能量、射线入射角度、照射剂量、洗片条件以及胶片的批号等因素有关，与照射剂量率无关。对于X（γ）射线，当满足电子平衡条件时，胶片灵敏度正比于胶片与水的质能吸收系数的比值。 工作原理： 胶片剂量计由置于塑料盒中对辐射敏感的胶片构成。受到照射后，先对胶片进行冲洗，接着用密度计测出其光密度，再与受到已知量辐射照射并刻度好的胶片的光密度进行比较，得到照射水平。 胶片在剂量学中的应用主要有三个方面： （1）检查射野的平坦度和对称性； （2）获取临床常用剂量学数据，如高能 X（γ）射线的离轴比、电子束的百分深度剂量和离轴比； （3）验证剂量分布，如相邻射野间剂量分布的均匀性、治疗计划系统剂量计算的精确度。 测量时应保持胶片与模体紧密贴合，以免空气间隙造成不规则的花斑和条纹；如果胶片放置于射野中心轴层面内，应保证胶片边缘与模体边缘齐。 与其他类型剂量仪相比，胶片剂量仪的优点是： （1）同时测量一个平面内所有点剂量，可以减少照射时间和测量时间； （2）有很高的空间分辨率；可以测量不均匀固体介质中的剂量分布。 但由于银卤化物胶片灵敏度显著地受X（γ）射线能量和洗片条件的影响，也限制了它的应用。近年来，一种名为GAF Chromic的新型胶片引起广泛的研究兴趣。它不采用溴化银作为感光剂，具有较好的组织等效性，并且不需要暗室操作，不需要显影、定影，因此这种新型胶片可以克服银卤化物胶片的缺点。但这种胶片也存在一些缺陷，如灵敏度受环境温度和湿度的影响，同一张胶片不同位置的灵敏度差别较大。 （六）温度气压效应 对非密闭电离室，电离室空腔中的空气密度随环境的温度和气压而变化。 对温度和气压的校正公式为： 此处，t和p分别为测量现场的温度和气压，t的量纲为 0C，p的量纲为 mbar(毫巴)，T为国家标准实验室校准该电离室时(包括静电计)的温度，一般都转换为20 0C。 三、电离室测量吸收剂量的原理 原理：电离室可以用来测量电离辐射在空气或空气等效壁中产生的次级粒子的电离电荷。另外，在空气中产生一对正负离子对所消耗的电子动能，基本为一常数，即平均电离能为W/e＝33.97J/C。 用电离室测量吸收剂量分两步： （1）用电离室测量由电离辐射产生的电离电荷； （2）用空气的平均电离能计算并转换成电离辐射沉积的能量，即吸收