电离辐射剂量学课件(1.2)

1、电离辐射剂量与防护肖德涛辐射防护和环境保护工学博士南 华 大 学 教 授 、 博 士 生 导 师TEL13307478601E-mail:第二讲 射线与物质的相互作用第一章第一章 电离辐射常用的量及其单位电离辐射常用的量及其单位一、相互作用类型一、相互作用类型带电粒子：电子、重带电粒子带电粒子：电子、重带电粒子 1.1.非弹性碰撞（非弹性碰撞（NonelasticNonelastic collision collision）硬撞或硬撞或“对面撞对面撞”（hard or “knock-on” collision）软碰撞或软碰撞或“核核”碰撞（碰撞（soft colli

2、sion） ba，每次作用损失能量小；，每次作用损失能量小；b与与a同量级，每次作用同量级，每次作用能量损失大。能量损失大。 在透明介质中，当在透明介质中，当vc/n（n是材料的折射率），发生是材料的折射率），发生切论科夫辐射（相干的蓝切论科夫辐射（相干的蓝-白光发射）。白光发射）。 带电粒子与物质的相互作用带电粒子与物质的相互作用 2. 2.辐射相互作用（辐射相互作用（RadiativeRadiative interaction interaction） （1 1）轫致辐射（）轫致辐射（BremsstrahlungBremsstrahlung） baba，受原子核电场作用产生加速度，带电粒子

3、以正，受原子核电场作用产生加速度，带电粒子以正比于其加速度的平方比于其加速度的平方(z(z2 2Z Z2 2M M-2-2) )的几率辐射电磁波，高能电子的几率辐射电磁波，高能电子为能量损失主要方式，重带电粒子可忽略。为能量损失主要方式，重带电粒子可忽略。韧致辐射释放的能量与介质的原子序数的平方成正比，与带电粒子的质量平方成反比，并且随带电粒子的能量增大而增大。（2）湮没辐射（）湮没辐射（Annihilation）粒子与反粒子相互作用，生成两个光子。粒子与反粒子相互作用，生成两个光子。高能电子飞行中湮没。高能电子飞行中湮没。3.3.弹性碰撞（弹性碰撞（Elastic collisionElas

4、tic collision）baba，轫致辐射可忽略，作用体系总动能不改变，轫致辐射可忽略，作用体系总动能不改变4.4.核相互作用（核相互作用（Nuclear interactionNuclear interaction）高能带电粒子，例如（高能带电粒子，例如（P P，n n），（），（P P，2P2P）等）等5.5.电子对生成（电子对生成（Pair productionPair production）bab3MeVn=700100MeV） 的电子能量称为临界能量的电子能量称为临界能量 低能电子低能电子(S/ ) )c c值较大，高能电子值较大，高能电子(S/)r值较大。值较大。( / ) /

5、( / )rcEzSSn( /)( /)crSS三三. .散射本领（散射本领（Scattering powerScattering power）dldT21)/(四四. .射程（射程（RangeRange）1.投影射程（投影射程（Projected range）2.连续慢化近似射程连续慢化近似射程r0（Continuous slowing down approximation range）EdESEddlrEEEddl0100/ )(dxdxxdNxRN/)(010五五. .产生一对离子所消耗的平均能量产生一对离子所消耗的平均能量W W 1.离子对（离子对（Ion pair） 2.W的定义：的定义： 3. W的特性的特性 最低电离能最低电离能(第一电离能第一电离能)，但除单壳层电子外，但除单壳层电子外， 平均激发能。平均激发能。 当入射带电粒子的速率远远大于价电子的轨道速率时，当入射带电粒子的速率远远大于价电子的轨道速率时，W几乎不受带电粒子电荷、质量和能量的影响，当