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X-射线剂量测定X-射线剂量测定 -- 0 元

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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,35kV09058.91铜X射线管的插入组件09058.501X射线基本组件的电容板,35kV09058.051电源,可调的,0..600V13672.931DC测量放大器13620.931数字万用表07134.02大电阻,50MΩ07159.01转换器,BNC套接口/4mm插脚07542.201屏蔽线缆,BNC,l=30cm07542.101连接线缆,蓝色,10cm07359.042连接线缆,红色,50cm07361.012连接线缆,蓝色,50cm07361.042连接线缆,红色,75cm07362.012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=0.5cm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doserateP。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3.1nA),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℃,1.013104Pa时的空气密度ρ=1.2106kgcm3)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=52.81019J,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=3.1109A。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=x1j(x1)=4.7104Akg1电容器充电过程中x=xm=x1+1/2(x2x1)j(x1)=2.7104Akg1电容器结束x=x2j(x1)=1.7104Akg1荧屏显示x=xL=x0+36cmj(x1)=0.4104Akg1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=35kVIA=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=5mmIA=1mA例图6离子化电流IC和阳极电流IA的关系。光圈管d=5mmUA=35kVUC=500V例图7饱和电流IC和阳极电压UA的关系。
编号:201403122038049877    大小:149.35KB    格式:PDF    上传时间:2014-03-12
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北京掌宇PHYWE上传于2014-03-12

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