计量学基础——电离辐射计量.pptx

《计量学基础》教学课件

第十六章电离辐射计量

基本任务：研究与电离辐射现象相关量的测量方法

主要研究内容：放射性活度、辐射计量、中子计量

等的基础理论、测量技术、测量器具及其鉴定或校准等方面内容。

蚁高

无水印

中现教学资

W酱，0nxJBW.00m

第一节电离辐射计量的基本名称与概

一、电离辐射基本概念

(一)元素、核素和同位素

通过原子核中的质子数和中子数区分。

(二)电离与电离辐射

电离是原子或分子释放或者获得电子变成离子的过程能通过初级过程或次级过程在介质中产生电离的带电粒子和不带电粒子总称为电离辐射。

第一节电离辐射计量的基本名称与概

念

二、电离辐射源

概念：能发射电离辐射的物质或装置称为电离辐

射源。主要有三种类型。

·(一)地球上存在的天然放射性核素。

·(二)宇宙辐射

·(三)人工辐射源

放射源按辐射的类型可分为α放射源、β放射源、r放

射源、中子源等。

中观教学资

W酱，onxjBW.00m

N载向有无水印

精思国计细量民生

第一节电离辐射计量的基本名称与概

念

三、电离辐射与物质的相互作用

(一)带电粒子与物质的相互作用

带电粒子这里指的是α粒子和β粒子。

当电子获得的能量足以克服原子核对它的束缚时，就会

脱离源自成为自由电子，形成自由电子和带正电子的原子核组成的离子对，产生电离效应。

带电粒子在单位路程上产生的离子对数目叫做比电离

高能电子通过物时，与物质相互作用不仅逐渐损失能量

而且改变运动方向，这种改变运动方向的现象称为散射。

中观教学资原

W留，onxJ5u.00m精思国计细量民生

第一节电离辐射计量的基本名称与概

念

(二)X和r射线与物质的相互作用

X或r射线通过物质时，主要与原子中的电子以及原

子核中的电场相互作用，发生电子的吸收、弹性散射和非弹性散射。主要作用有三种：

1、光电吸收

2、康普顿散射

3、电子对生成

较可清

无水印

精思国计细量民生

第一节电离辐射计量的基本名称与概

光电啶收：当一个光子与原子中的内层轨道电子碰撞时，光子被原子吸收，其能量全部交给电子，使其挣脱原子束缚成为光电子。

康普顿散射：电子能量较高时，光子与原子外层轨道电

子发生弹性碰撞，光子将很小一部分能量转移给电子，电子从原子中被击出，而光子本身改变运动方向成为康普顿散射光子。

电子对生成：能量大于1.022MeV的光子与原子核的电场相互作用，将其全部能量转变成正负电子对

第一节电离辐射计量的基本名称与概

念

(三)中子与物质的相互作用

慢中子与物质相互作用主要是俘获反应。

高能中子与物质相互作用主要是弹性与非弹性散射.

N较向月

无水印

精思国计细量民生

观教学资

W酱，onxjBW.00m

第一节电离辐射计量的基本名称与概

念

四、电离辐射量和单位

(1)放射性活度，放射性活度A单位是贝可勒尔(Bq),1Bq=1s-1。

(2)吸收剂量被单位质量物质吸收的任何致电离辐射的平均能量叫做吸收剂量。符号D,D=dε/dm。

第一节电离辐射计量的基本名称与概

(3)比释动能比释动能是用来量度不带电粒子与物质相互作用时，在单位质量的物质中释放出来的带电粒子初始动能总和的一个宏观物理量。符号K

(4)照射量照射量是用以表示X或r射线在空气中产生电离能力大小的物理量。单位：C/kg

(5)粒子注量流入单位截面球体的粒子数叫做粒子注

量。Φ=dN/da

中教学资

WW蓄，0nx]BW.00m

N载向有

无水印

第二节电离辐射量计量

一、放射性活度计量

最广泛的是4πβ-r,也是绝对测量准确度最高

的方法之一

符合测量方法是指在一额定时间间隔内，用两

个探测器分别记录一个相关事件中的两个脉冲信号,最后在仪器输出端产生一个符合脉冲信号的测量方法。

精思国计细量民生

图16-14πβ-Y符合测量装置框图

中教学资源

单道分析器

四路计数器

单道分析器

主放大器

主放大器

相加电路

延迟电路

符合电路

主放大器

计算机

第二节电离辐射量计量

二、电离辐射剂量计量

(一)X照射量测量一自由空气电离室

保护板

收集板电阻分压器

射束出口

合金光阑

图16-2平行板自由空气电离室示意图

绝缘柱

Pb屏蔽前壁

高压极板

第二节电离辐射量计量

(二)r照射量测量一空腔电离室

空腔电离室的理论基础是Bragg-Gray提

出的空腔理论，空腔理论的要点是：在被光子照射的均匀介质m包围的小充气空腔中，当空腔不存在时，该位置介质m的