LA物理师备考培训讲义9-光子和电子束的剂量校准

1、第九章光子和电子束的剂量校准9.1基本概念三种参考剂量校准技术：量热计：基于温度变化来测量吸收剂量石墨量热计温度变化载体是石墨密封水量热计温度变化载体是水化学剂量计：测量因辐射而发生某化学反应物质的多少 fricke剂量计：测量硫酸盐溶液中二价亚铁离子转化成三价铁离子的浓度 量范围大约为因此在临床上难以推广。电离室剂量计：用于精确测量放疗设备输出量的最多最广泛的一种工具，它可以用 于绝对剂量或者相对剂量的测量。电离室参考剂量计（属于绝对剂量）标准口由空气电离室：在能量小于03mev的光子束中使用空腔屯离室模体嵌入外推电离室：特别用来测量光子束和电子束的表面剂量医用射线束的校准与测量（属于相对剂

2、量计）电离室作为相对剂量计被广泛用于医用光子束和电子束的校准。 通过国家基础标准剂量刻度实验室（psdl： primary standard dose laboratory）不需要知道电离室精确的电离室灵敏体积9.2电离室剂量学系统构成二电离室+静电计+电源电离室基本原理:模体材料水是用于光子束和电子束进行剂量刻度和测量的标准模体材料。水等效水等效材料必须与水在以下三个方面有和似的参数：密度、电子密度、有效原 子序数（物理属性）在光子束中，水等效材料意味着以下三个方面匹配：质能吸收系数、质量阻止 本领、质量散射本领（对于光子束的特性）在电子束中，水等效材料只需要线性阻止本领和线性散射本领相匹配

3、即可（对 于电子束的特性）9.3影响电离室剂量校准的参薮电离室的方向性指形电离室应使其主轴线与射线束屮心轴的入射方向垂直平行板电离室应使其前表血垂直于射线朿的中心轴按以上两步操作可使得方向性校准因了取1电离室的饱和效应q(v) a对电离室施加饱和区对应的电压可使得复合校准因子尽可能的小，但仍需要进 行校正。电离室的漏屯流本底漏电流辐射致漏电流机械压力和摩擦电缆产生的漏电流（尽量避免电缆不必耍的缠绕和重叠）电离室的杆效应：电离室的金属杆和绝缘体及电缆，在辐射场中，会产生微弱的电 离，叠加在屯离室的信号屯流屮，形成电离室杆的泄露。对x射线，能量越大，杆效应越大对电子线，似6mev的杆效应最大受照范

4、围小时，杆效应变化大；受照范围大时（超过10x10）,基本不变电离室的复合效应收集效应为电离室收集的电离离子对数与电离辐射产生的电离离子对数比。采用“双电压”解决vi、v2,对应收集电荷ql、q2 利用 iaea 277 报告公式pl"o+mqmq2）+ag/q依赖电离室的几何尺寸、工作电压、正负离子产生的速率对于脉冲式辐射，复合效应影响很大；对于连续辐射，影响小 v1/v2最好大于等于3电离室的极化效应通过变换电离室工作电压的极性，取两种情况下的平均值作为真实值。k如+|旳po1 2m气压温度修正二（273.2 + 门也 p （273.2 + 7；） p9.4使用校准电离室测量吸收

5、剂量基于空气比释动能的校准系数的规程校准系数：nkq辐射环境："co校准对象：高能光子束和电子束d血=（心加1 -g）上占应1九空气到空气的比释动能 次级电子以韧致辐射形式损失的能量份额电离室wall和平衡帽对空气不完全等效的校正因子电离室壁对射线吸收和散射的校正因子电离室中心收集极空气不完全等效的校正因子jd.air = 2/%实际操作中,（位疔崗已知，mq从剂量仪上读出“mr =、kco(l - £)褊褊人1所以， %© = 几纤屈（.几卫纭©耳.=叫悅©纤（$用,徳旷）0仇代为电离室对射线在水屮的注量扰动校正因子。基于水屮吸收剂量的校准系

6、数的规程校准系数：mg辐射环境："c。校准对象：高能光子束和电子束d 伙= mgd.w.co实际操作中,wa已知,从剂量仪中读出k .二dw.q = m 少 dgjkqc。qco npyo高能光了束、高能电了束吸收剂量校准在国家标准实验室用“co在空气中得到空气比释动能校准因了；vk或照射量校准因子n =血 第二步定义用户电离室的空气吸收剂量校准因子' b mew =«）心1心 几 c = x a与-式中£为次级电子在空气中以轲致辐射形式损失的能鱼份额对于钻-60 丫射线叨= 0.003; 心为电离室材料空气不完全等效的校正因子；为电离室材料（包括平衡帽）

7、对射线吸收和 散射的校正丙子。nd = nk （1 & ） kan kmwnd = nx kkm e n讥nd任丁几=mg脉心任l"nz d中除了气压温度的修正没包括之外，其它诸如复合效应、杆效应、极化效应修正已经包含在内 对高能电了束，其射线质由表面平均能屋e。表示。中低能光子束吸收剂量校准在用照射量基准or空气比释动能基准校准（并非"t。，其它特定的x射线质）,得到a-xc/a/cornk = km/m(x = w凡a din弘鵲辭o di.nk特严心为辐射质校正因子表示当用户现场使用的电离辐肘质与电离室作校准时的辐射质不同电子阻止本领比°-9000.

8、9548121620depth in water (cm)240500> 单能电了线垂直入射的空气阻止木领比> 能量、深度依赖性强一一原因是随着深度的增加，电子线能谱发牛人的变化> 实际的医用电了线既不是单能的也不是单向的> 但电了线的宽能谱、多向、x射线污染等因素的影响误差也在1%以内光子阻止本领比0.9501020304050depth in water (cm)1105>在最人剂罐深处以下基木为一常熟> 能屋的影响较小9.6质能吸收系数(略)9.7扰动因子扰动因子：km、katt、keel、pu的总称有效测量点> 高能电子束：0.5r> 高

9、能 x 射线:0.6r （iaea 398）； 075r （iaea 277）> c（?°r 射线为 0.5r> 中能x射线为几何中心 电离室壁的扰动因子km 电离室壁对射线的吸收和散射因子katt 中心电极的扰动因子keel 电子注量扰动因子：pu9.8射线质的表达 kv级（中低能）x线>半价层：空气比释动能率衰减到初始值一半时，所用材料的厚度> 低能射线(10-100kv)： mm 铝板(o.ol-lomm)>中能射线（1ookv以上）：mm铜板（0.54mm） mv级（高能）x线>组织一体模比（tpr）或百分深度剂量（pdd）来描述trp20

10、/1010x10cm2,ssd=100>经验公式:tpr2010 = 1.2661pdd2o1o-0.0595高能电子束> e。：高能电子束在模体表面的平均能量eo = cr5u（9.35）c 常数 2. 33mev/cm也。50%的最大剂量所对应的深度公式只适用于较大的照射野，适用能量范围为5-30 iev低于15 mev的射线，射野大小需超过12*12cm毙量大于15 mev的射线，射野大小需超过20*20cnkez=e0 (l-z/rp) (9. 36)在这儿rp表示电子束的射程，它是屯子束百分深度剂量曲线上剂量跌落区最陡部分的延长 线与横坐标的交点的值。100斤80dept

11、h zr5c也可以由5求得，g表示使用空气电离室测量的水中屯离曲线的50%的最大剂量所 对应的深度。r和=1.029 iso (cm) 0. 06cm (2cmwl5uw10cin)或者rso= 1.059 iso (cm) 0. 37cm (iqlocm)当在水中校准剂量时，指定参考深度z点选考也依靠于rsozref = o. 6rsc (cm) 0. 1cm附录屮低能x (r)射线吸收剂量的测量原理质能吸收系数&定义为x (r)光子在物质屮穿过单位质量厚度时，其能量真正被受照物质吸收 的那部分所在的份额。对象：光子 d三0( * w中低能x (r)射线定义：不高于2mv或叫2。射线条件电离室壁由空气等效材料制成电离室壁(或加平衡帽后)能满足电了平衡条件气