電離輻射劑量與防護

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1、電離輻射劑量學：研究電離輻射能量在物質(zhì)中的轉(zhuǎn)移和沉積的規(guī)律，特別是轉(zhuǎn)移和沉積的度量（量的定義、測量、計算等）的科學。劑量計算或測量兩種基本途徑：（1）輻射場本身測量—輻射場粒子數(shù)、輻射的能譜分布、輻射能量沉積本領（2）直接或間接測量沉積能量第一章回顧1、輻射的分類i.電離輻射：通過初級和次級過程引起物質(zhì)電離，如α粒子、β粒子、質(zhì)子、中子、X射線和γ射線等。ii.非電離輻射：與物質(zhì)作用不產(chǎn)生電離的輻射，如微波、無線電波、紅外線等。2、輻射場的描述n粒子注量定義：n單向輻射場：粒子注量f，數(shù)值上等于通過與粒子入射方向垂直的單位面積的粒子數(shù)。θda┴

2、da按能譜分布：能量注量：能量注量與粒子注量的關系3、相互作用系數(shù)A、帶電粒子（e、a、重帶電粒子）總阻止本領:總線阻止本領帶電粒子通過物質(zhì)時在單位路程上損失的能量。－dE是dl距離上損失能量的數(shù)學期望值?？偩€阻止本領與帶電粒子的性質(zhì)（電荷、質(zhì)量、能量）和物質(zhì)的性質(zhì)（原子序數(shù)、密度）有關。去除物質(zhì)密度的影響可得到總質(zhì)量阻止本領公式：總質(zhì)量阻止本領描述帶電粒子在物質(zhì)中穿過單位路程時，因各種相互作用而損失的能量。它可分解為各種相互作用阻止本領之和。質(zhì)量碰撞阻止本領（包括電離和激發(fā)對能量損失的貢獻）質(zhì)量輻射阻止本領（由非彈性輻射相互作用導致的初級帶電

3、粒子的能量損失決定）筆形束輻射在水模中的縱向能量沉積X、g射線與物質(zhì)作用類型：光電效應康普頓效應電子對生成中子與物質(zhì)相互作用類型:n彈性散射（Elastic-scattering）：總動能守恒。n非彈性散射（In-elasticscattering）：總能量、動量守恒，動能不守恒。n去彈性散射（Non-elasticscattering）：（n.p）（n.a）等。n俘獲（Capture）：（n.γ）。n散射（Spallation）以上均屬與原子核的相互作用。B、不帶電粒子（X、g、中子）n質(zhì)量減弱系數(shù)（m/r）：描述物質(zhì)中入射不帶電粒子數(shù)目的減

4、小，不涉及具體物理過程。n質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（mtr/r）：描述不帶電粒子穿過物質(zhì)時，其能量轉(zhuǎn)移給帶電粒子數(shù)值。只涉及帶電粒子獲得的能量，而不涉及這些能量是否被物質(zhì)吸收。n質(zhì)量能量吸收系數(shù)（men/r）：描述不帶電粒子穿過物質(zhì)時，不帶電粒子被物質(zhì)吸收的能量。n當次級帶電粒子動能較小、物質(zhì)原子序數(shù)較低時，軔致輻射弱，g值接近于零，此時men/r值近似mtr/r值。n數(shù)值上：質(zhì)量減弱系數(shù)（m/r）>質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（mtr/r）>質(zhì)量能量吸收系數(shù)（men/r）4、輻射劑量學中使用的量A吸收劑量（D）n同授與能（e）相聯(lián)系，單位質(zhì)量受照物質(zhì)中所吸收的平

5、均輻射能量。nn單位Gy。適用于任何類型的輻射和受照物質(zhì)，與一個無限小體積相聯(lián)系的輻射量。受照物質(zhì)中每一點都有特定的吸收劑量數(shù)值。B、比釋動能（K）同轉(zhuǎn)移能（etr）相聯(lián)系，不帶電粒子在質(zhì)量dm的物質(zhì)中釋放出的全部帶電粒子的初始動能總和的平均值。單位Gy。針對不帶電粒子，對受照物質(zhì)整體，而不對受照物質(zhì)的某點而言。實用時可先查比釋動能因子表（國際上給出比釋動能因子的推薦值），進而求得比釋動能。C帶電粒子平衡不帶電粒子在某一體積元的物質(zhì)中，轉(zhuǎn)移給帶電粒子的平均能量，等于該體積元物質(zhì)所吸收的平均能量。發(fā)生在物質(zhì)層的厚度大于次級帶電粒子在其中的最大射程

6、深度處。吸收劑量與比釋動能的關系帶電粒子平衡下D=K（1-g）g是次級電子在慢化過程中，能量損失于軔致輻射的能量份額。對低能X或g射線，可忽略軔致輻射能量損失，此時D＝KC、照射量（X）X或g射線在單位質(zhì)量的空氣中，釋放出來的全部電子完全被空氣阻止時，在空氣中產(chǎn)生一種符號的離子的總電荷的絕對值。單位C/kg。針對X或g射線、空氣?？諝庵懈鼽c的照射量不同?？諝庵心滁c的照射量X與同一點處的能量注量Y的關系：若粒子為單能的，則照射量與粒子注量有如下關系：第二章回顧1、照射量的標準測量方法A自由空氣電離室適用于測量50keV~3MeV的X或g射線，基本

7、原理根據(jù)照射量定義。比釋動能B空腔電離室測量較高能量的X或g射線的照射量，特點增加電離室的壁厚。測量依據(jù)布拉格—戈瑞原理。條件：介質(zhì)內(nèi)存在的空腔足夠小以致i腔內(nèi)的氣體電離幾乎全部是介質(zhì)中的次級電子引起的；ii空腔的存在不會改變介質(zhì)中初始光子和次級光子的能譜和角分布；iii空腔周圍介質(zhì)厚度大于次級電子在其中的最大射程。空腔位置處存在著電子平衡Sm,g物質(zhì)與腔內(nèi)氣體的平均質(zhì)量碰撞阻止本領比2、中子當量劑量的測量n中子當量——不同中子能量范圍的中子吸收劑量乘以相應的輻射權重因子，最后相加，即得中子當量劑量。n實際測量中，測量不同中子能量范圍的中子吸收

8、劑量是困難的。這時在一定能量范圍內(nèi)，調(diào)整儀器的響應，使儀器的探測效率正比于。這樣，輻射場中探測器測到的中子數(shù)Nn，即正比于中子的當量劑量指數(shù)HI,no