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辐射剂量与防护(1.3)-rev

发布时间：2024-11-04 来源：未知

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电离辐射剂量与防护康玺

系馆315 Tel: 8281887 E-mail:kangcy2011@http://1

第1.3节

剂量学基本概念引言

1.剂量学的研究对象：研究辐射能量在物质中的转移过程、能量沉积的分布以及它的测量和计算的方法。 2.剂量防护学中(三类物理量)辐射量(Radiation quantities) Radiometric quantities(辐射计量学量):描述辐射场自身固有特性。

Dosimetric quantities(剂量学量):描述辐射能量在物质中的转移和沉积(K、X、D)。Radiation protection quantities(辐射防护量):用品质因数加权的吸收剂量。2

前节回顾Ionization radiation field(电离辐射场): 电离辐射居留的空间。 1、粒子数和辐射能 Particle number(粒子数)N:发射、转移或接受的粒子数目，单位是1。 Radiant energy(辐射能)R:发射、转移或接受的辐射粒子的能量(不包括静止能),单位是J。 3

2、通量、注量和注量率

(1)Flux(通量):表征辐射场中粒子或能量在时间上的频繁程度。 :N dN / dt Particle flux(粒子通量)N :R dR/dt Energy flux(能量通量)R

,s-1

,j.s-1

(2)Fluence(注量):表征辐射场的空间疏密程度。特例：单向辐射场da┴ θ

da

3.角分布和辐射度 Angular distribution(角分布):描述粒子入射方向的分布。

A 4 r 2

ni

i

d r 2 sin d d / r 2

d / d d 2 N / dad 5

Radiance(辐射度):注量率的角分布 Particle radiance(粒子辐射度)p: 3 P= d / d d N / dadtd Energy radiance(能量辐射度)r:

r d / d d 3 R / dadtd 单位：w. m-2.sr -1

4

rd 0 0

2

r sin d d 6

0

4 辐射度谱分布

pE. j (r ) dp j ( E, r) / dEPJ ( E.r ) pE. j (r )dE0 E

p j (r ) p j ( .r ) pE. j (r )dE0

pE. j (r) d 4 N j (t, E, , r ) / dtdEd dapE,J(r)能揭示辐射场的最详尽的内涵，是完整的描述辐射场的一个辐射学量。

5、相互作用系数A、带电粒子(e、、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 J m-1 s dl - 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：s/ 1 dE dl

Jm2kg-18

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。

S / ( S / )c ( S / ) r质量碰撞阻止本领(包括电离和激发对能量损失的贡献)

( S / )c

1

dEc / dl

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)

(S / )r

dEr / dl9

B、不带电粒子(X 、、中子)

tr /

1 dEtr dl NE

质量减弱系数( / ):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。单位：m2kg-1 质量能量转移系数( tr/ ):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。单位：m2kg-1 质量能量吸收系数( en/ ):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。单位：m2kg-1

en / ( tr / )(1 g )

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 en/ 值近似 tr/ 值。数值上：质量减弱系数( / )>质量能量转移系数( tr/ )> 质量能量吸收系数( en/ )10

本节主要内容比释动能K(Kerma) 照射量X (Exposure)

吸收剂量D(Absorbed Dose)辐射平衡(Radiation Balance)

一、比释动能K(Kerma)1.1 描述对象：不带电粒子在物质中传递能量过程：第一阶段：由不带电粒子 →次级带电粒子(PE、CE、PP等) 第二阶段：次级带电粒子 →作用介质(碰撞)

两个阶段的能量转移发生在介质中的不同地点研究不带电粒子在介质中的能量转移，有必要对二个阶段 (过程)分别考虑比释动能是描述不带电粒子在物质中转移能量的第一阶段的一个物理量 12

1.2、Energy transferred (转移能)εtr (1)定义在指定体积V内由不带电粒子释放出来的所有带电的电离离子初始动能之和，用εtr表示，单位是J。 PP

tr E E hv 2mc hv Q2

电子对生成过程中反应能为Q=-2mc2,mc2为正负电子的静止质量能。13

1.2、Energy transferred (转移能)εtr(1)定义在指定体积V内由不带电粒子释放出来的所有带电的电离离子初始动能之和，用εtr表示，单位是J。PP+EA

电子对中的正电子发生了湮没，该情况下对出射光子的记录是否需要统计光子对hν1、 hν2???2

结论：不需要统计出射光子对能量，原因光子对能量来源于正电子，正电子能量属于转移能。