X-射线剂量测定X-射线剂量测定

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X射线剂量测定相关内容RELATEDTOPICSX射线、平方反比吸收律、电离能、能量剂量、等量剂量和离子剂量及其剂量率、Q因子、局部离子剂量率、测量剂量装置原理和任务PRINCIPLEANDTASK用X射线电离平板电容中的空气分子。由空气的电离电流和辐射质量计算离子剂量、离子剂量率和局部离子剂量率。实验设备EQUIPMENTX射线基本组件,35KV0905891铜X射线管的插入组件09058501X射线基本组件的电容板,35KV09058051电源,可调的,0600V13672931DC测量放大器13620931数字万用表0713402大电阻,50MΩ0715901转换器,BNC套接口/4MM插脚07542201屏蔽线缆,BNC,L=30CM07542101连接线缆,蓝色,10CM07359042连接线缆,红色,50CM07361012连接线缆,蓝色,50CM07361042连接线缆,红色,75CM07362012课题PROBLEMS1.使用两个不同的限束光阑,测量最大阳极电压时离子电流与电容电压的关系,并绘制成图。2.由饱和电流值和计算得到的空气物质穿透辐射,确定离子剂量率。3.计算能量剂量率和不同的局部离子剂量率。4.使用D=05CM光阑,确定在不同阳极电压下离子电流和电容电压的关系,并绘制成图。5.绘制饱和电流和阳极电压的关系图。6.借助与荧光屏,使用放射线透射照相技术,验证在最大阳极电压情况下光阑和辐射源间的给定距离。实验设备组装和实验过程SETUPANDPROCEDURE按例图1组装试验仪器。插入电容板,为了安全起见,在插入电容板之前关掉X射线基本组件,然后拿出角度计。在例图2中显示试验电路图。还是为了安全,电压的正极必须通过一个50MΩ的保护电阻才能与电容板相连。用数字万用表确定电容板的电压。将另一个的万用表接到测量放大器的输出口,放大器的输入口通过屏蔽线缆和转换器与第二块电容板的相连。将固定电压的输出口和最大电压为300V的可变电容器相连。电容器最大电压大概5MIN过后,将不存在电流(测量放大器设为0)。在最大阳极电压和阳极电流孔径为D=2MM和D=5MM处,测量电离电流,它是电容器电压的函数(例图3)。在变化的阳极电压和最大阳极电流,孔径D=5MM处,重复测量(例图5)。测量电离电流与阳极电压、阳极电流和电容器电压的关系(例图6)。通过移走电容板和插入不同的隔膜管,验证孔径和辐射源之间的距离X0(例图4)。在柔和的光线下,在阳极电压和阳极电流最大值处,可以在荧屏中分辩出图像的孔径。用尺子测量为大致确定距离X0所需的间隔。理论和计算THEORYANDEVALUATION当电离辐射照射质量M的物质时,一部分能量ΔΔW被吸收。对于一定吸收物质的吸收比例被定义为能量剂量D。D=DW/DM1这里“GRAY”(GY)必须被当作辐射剂量的单位,由此1GY1JKG1在生物学上的反应并不是都相同,例如,由相同能量剂量的不同辐射类型引起的,肉体和遗传的辐射破坏。用品质因子Q来考虑以上的差别(由试验获得),可得到下面的平衡剂量HH=DQ(2)平衡剂量的单位是“SIEVERT”(SV)1SV1JKG1电离辐射的刺激时间在反应意义上起了很大的作用。基于这个原因,产生了额外的“DOSERATE”P。因此,必须与平衡剂量率和能量剂量率区别开来P=DD/DT3单位1GYS1=1JKG1S1由于确定吸收的能量并不容易,离所有子剂量I由电离辐射效应决定,其中电荷比例由Q表示(由离子化空气在一般情况下产生),辐射穿透的空气质量用M表示。I=()(4)用离子剂量率表示效应强度。J=()(5)为了确定X射线的离子剂量率,需照射电容器板间的定量空气体积。由离子化释放的电子和正离子,为电压供应产生了离子化电流。该电流开始随着电容器的电压的增加而几乎线性的增加,但最终达到一个常数,不管电压如何继续增加。在这些饱和区域内,电荷不再重组,并且所有的电荷都到达了电容器板。可以从例图4的几何图中确定相应的空气体积。从X射线管阳极T发射的辐射,被孔径为D的隔膜管D所限制的,在电容器C中穿透了截锥形空气体积V。V=()(6)半径R=()(7)使用例图3的饱和电流值(曲线A,推断出饱和电流31NA),和相应的穿透空气质量,下面离子剂量的平均值是和(5)相一致的。D=()(8)(20℃,1013104PA时的空气密度Ρ=12106KGCM3)不带孔径的测量会导致错误的结果,因为在这种情况下,X射线照射在电容器板,触发了第二电子的扰动。离子剂量率(以上决定的)的平均值除以基本电荷E,得到了单位时间的离子化数目和单位质量。取空气分子的电离能Φ总数大概为33EV=5281019J,根据(1)式和(3)式,可以计算出单位时间内的能量剂量率的平均值。PM=()(9)为了你能确定离辐射源任意X点处的局部离子剂量率,从(5)式开始是最有效的I(X)=()(10)考虑距离增加时离子剂量率的减少是由吸收律和平方倒数律决定的J(X)()(11)其中波长Μ是由空气的稀薄系数决定的,下面显示了距离X处的质量微元DM=()(12)根据例图4,得R2(X)()(13)(11)(13)带入(5)得到I=()(14)经过综合和转换得到J0=(15)为了确定所有X≥X1处得局部离子剂量率,将(15)待人(11)得到最终形式J(X)=()(16)括号中包含了已知得值。在例图3中为了测量孔径D=5MM,必须取饱和电流I=31109A。而且,由波长154PM的铜X辐射特征给处的X射线的总强度,Μ≈102CM1是合适的。从例图4中表示几何图,可以得到J(X)=()(17)从上式,可以得到下列的值电容器开始X=X1;J(X1)=47104AKG1电容器充电过程中X=XM=X1+1/2(X2X1);J(X1)=27104AKG1电容器结束X=X2;J(X1)=17104AKG1荧屏显示X=XL=X0+36CM;J(X1)=04104AKG1用(17)式计算的电容器充电过程中局部离子剂量率和先前(8)式计算的总离子剂量率的平均值式相一致的。例图5显示了在阳极电压UA变化的情况下,离子化电流IC与电容器电压UC的关系。在例图6中从测量值得到的饱和电流被记录为阳极电压的函数。分析曲线得到的低UA值,指示了在UA8KV产生的X射线式不值得提及的。例图1确定离子剂量率的试验装置例图2确定离子化电流的电路示意图例图3离子化电流IC和电容器电压UC的关系X射线管UA=35KV;IA=1MA曲线A光圈管D=5MM曲线B光圈管D=2MM例图4确定空气体积辐射试验的几何示意图例图5不同的阳极电压UA下,离子化电流IC和电容器电压UC的关系。光圈管D=5MM;IA=1MA例图6离子化电流IC和阳极电流IA的关系。光圈管D=5MM;UA=35KV;UC=500V例图7饱和电流IC和阳极电压UA的关系。
编号:201403122038049877    类型:共享资源    大小:149.35KB    格式:PDF    上传时间:2014-03-12
  
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