辐射剂量学作业课后习题参考答案

第一章给出N、R、φ、ψ和r的微分谱分布和积分普分布的定义，并写出用βE

表示这些辐射量的表达式。解：N、R、φ、ψ和r均存在着按粒子能量分布，假设用Q代表这些辐射量，用 E代表Q(E)是Q的积分分布，它是能量为0—E的粒子对Q的奉献，QE是Q的微分分布，它是能量在E四周单位能量间隔内粒子对Q的奉献，用PE

表示以上辐射量。 PddE ψ= EPddEE E E ER= N=

EPdtddEd r=EPdEE t E E E pdtddEdE t E推断下表所列各辐射量与时间t、空间位置γ、辐射粒子能量E和粒子运动方向 之间是解：如下表所示NRΦΦΦ(E)ΨΨΨ(E)φφψψEPPP(E)rrEEEEEEt××××××××√√√√√√√×√r√√√√√√√√√√√√√√√√√E×××√√×√√×√√√×√√√√Ω××××××××××××√√√×√60C0

点源的活度为×107Bq，能量为和的γ射线产额均为100%。求在离点源1m和10m10minγ量。解：先求在离点源1m处γ光子注量和能量注量率A100% 3.7107100% 5.892106m2.s11 A(E 1 2

43.1412)100%13.7107

(1.171.6021013100%1.331.6021013100%)43.14121.1081020w.m210mγA100% 307107100% 5.892104m2.s12 4102 A 12

E)100%223.7107(1.171.331.6021013100%)41021.1081018w.m2由于60c

半衰期比较长，可以无视为10min内无衰减o1m10minγt5.8921066005.532108m22 t1.10810186007.001022J.m22Φ0测定平面注量，如下图。试依据定义〔〔〕和〔〕计算这些探测器的响应。〔图散射箔前后注量示意图〕

dIdN

( )dQdv

p f da平行板探测器在散射箔前dNdaS

dN IdNdacos600 dNda平面探测器在散射箔前：p

(p

)dNda(

)dN 1

I( )dN da 0

da带电粒子与物质相互作用的类型有哪几种？可以用哪些参数对它们进展定量描述？碰撞阻挡本领与哪些因素有关？种粒子碰撞阻挡本领也不一样。本领。：50MevS/12.7Mev2g1。试依据图、和对图所表示的γ0

EZ10MevHO8.809102和0.1932Mev2.g1试解：

r.m

fi

18

1618

r.o1 8.809102 0.1939 91 0.181521cm2.g1

b

,并与〔〕式的计算值进展比较。EOE气体中的杂质对w值有何影响？粒子对常数增加，说明康普顿效应的总截面、散射截面和能量转移截面之间的区分和联系。试给出康普顿效应在铅与铝中的电子截面、原子截面和质量衰减系数之比p/e be

和AI

p/ba

和〔/)AI

/(/) 。AI设入射光子的能量hν=1Mv,求θ=00、900、1800时反冲电子的放射角φ和动能E。成和瑞利散射的份额。中子与组织之间有哪些重要的相互作用类型？与联系。其次章谈谈你对转移能，比释动能和组织中某点的空气比释动能的理解。Vdth是由不带电粒子在质量为dm的无限小体积内释放出来的全部带电粒子的初始动能之和的期望值。试给出辐射比释动能K 与不带电粒子能量注量 之间的关系式。r uKC

与不带电粒子注量率谱分布

之间的关系。试举例说明随机量和非随机量的区分。60C1.5107Bq1mO解：.照耀量率：XA (x)/r2.

1.51072.5031018/123.75451011c.kg.s1.KA.

1.51078.671017/121.30051017Gy.s1.K.

. K tr

i

1.31090.002820.0025i (mtr

/)m1.4664109Gy.s1设自由空气中的中子束的注量为2.5106cm2，试求自由空气中小块组织的比释动能。KE(Utr

/)2.51080.2731080.6825(rad)3(k0.273108)照耀量定义中的dQ与dm内产生的电离电荷有何区分？8.“水介质中某点的照耀量”的含义是什么？X.X

与光子注量率的谱分布hv

之间的关系式。试依据〔〕X/和X/随光子能量变化的曲线。E=10MevV，1Mev生能量相等的两个光子，其中的一个逸出体积V，另一个在VVV，正电子发生飞行中湮没，V解：如下图

、碰撞转移能tr

和授与能 。tr转移能：tr

u.in

En.ru.out

Q1010.5111.02223.989(mev)碰撞转移能：

E( E

3.989 2mec2 tr tr 2 41.96975(mev)Ein

E

Qout10(E

EeEE2mc2)2m2r 2 2 o o10(4.50.5170.9505mev

3.9892

40.511)积过程？试说明辐射平衡状态与吸取剂量计算的关系。不同。为什么在图所示的照耀条件下吸取剂量在略小于R的某一深度处到达最大值？水介质受137Cs

窄束〔其宽度满足束轴上电子平衡的要求〕照耀。利用表和表计算束轴上：a:X=1R.b:X1mc.kg1c:Kca1mGy。假设改为137Cs

宽射束，再利用表和表的数据时需要考虑哪些因素？〔提示：f和Ck

与光子的能量有关〕s解：a：该点的照耀量X=1R.D fm

x37.5137.5radB：X1mC.kg1D fm

x37.5110337.5103GyC：Kca1mGyD fm

Kc,a1.1111031.11103Gy

第三章不是随机变量，为什么有LET分布？是否可以称微分密集函数t(x)为几率密度？为什么？谈一谈线能y与传能线密度LET的联系和区分？参考对线能分布的分析说明打算分布f(z)和f(z，D)的因素各有哪些？1z频率平均值和剂量平均值的定义，并说明它们之间的定量关系。L试依据LF

1F(L)dL0L的定义式证明 1F(L)dL，并对L

和给出类似的表达式。F 0 F Fz即和、n、和(0)的定义说明这几个量之间的关系。zF为什么说f

1(z)f(z,D)vV0

P(v)f

(z中哪些因子与吸取剂v量的大小有关？高、中、低剂量是如何划分的？γmnαH。

第四章60CγO级电子的射程，空腔空气的有效体积为cm3，空气密度为0.0011965g3，在γ产生的电离电荷为9.001010C剂量 ，石墨壁中的吸取剂量D和水中的吸取剂量D 。D c W解： 1 w 1Dmg

( )g.Q e g

33.85910100.255Gy0.10.0011965D (UDc

m.g

D1.0040.2550.256Gy((Dw

/)w

/(en

/).Dc

0.89890.9986

0.2560.23Gy设用同样质量的氢气置换上述空腔电离室中的空气并受到同样的60Cγ射束的照耀，求电O离室的输出电荷Q

w。氢气中的( )值是空气中的倍。H e解：用同种质量的氢气置换后，其腔室电离的D不变，即：1w 1 1w D D 得到 ( ).Q ( )

由题意知：g H mg

e g ww

m e H Hgm mg

(w)e

1.704( )e g

代入可得：Q QH

/1.07491010/1.0748.381010c将题一的空腔电离室放在受60Cγ射束照耀的聚乙烯中测量。设电离室的电离电荷仍为O9.001010c，试求聚乙烯中的吸取剂量。解(m /e)/(m /)D 0.8740/0.99860.256en en c c0.224Gy对于测量中子在软组织中产生的吸取剂量的空腔电离室构造有哪些特别的要求？组织中损失能量的主要方式，氮与慢中子能产生较大的局部组织能量。织等效塑料帽，以保证次级带电粒子的平衡条件。一个空腔电离室充以组织等效气体在60Cγ标准射束中的刻度因子N 2.45107Gy.C1，O g.c在组织等效材料中受中子照耀时空腔气体的电离电荷为1.01107Cw分别为29.3ev和31.1ev,0.963,p0.98。试求组织中的吸取剂量。t,g u

w g,m.

k skm.( )k

.cm.n

wk

ew,g v g nw其中：r t,g kw

(s)ew,g

31.2带入数据可得：Dm.n

29.3

0.9630.981.011077.451072.186Gy简述外推电离室、自由空气电离室和高压电离室的工作原理和用途。β的空间和分布，还可以用来测量两种介质交界面四周吸取剂量的分布。空气中释放的电子完全被阻挡在空气中时产生的全部电离电荷。持必要的灵敏度，提高了电离室空气压力。试举例说明腔室理论适用于正比计数器的依据。G-Mγ度，并说明在中子——γγ解：不含氢的电离室测量中子不灵敏G-MT

kDT

hDT

分别为中子，γ光子的剂量，r kD hD r uu u n T rk khh分别为中子，光子灵敏度，r

r分别为探测器响应。T,v T vhr h

T ukr kr出D vT

T n D

Tu nTn hku T

h kT

r hk hkn T T nf(y)的表达式〔〕f(z)、dy)和d(z)。1第五章量装置？为什么？何谓热损和热散失？如何实现绝热测量、等温测量和热散失补偿测量？10Ω5s5sQI2RTct.m解： D c m

0.1 1

0.2

I2RTD (0.3)2105/2510390Gyc 2说明吸取剂量基准值向水中一点传递的过程。解：Din

N.Rir iwD DN

I

w.i

Pw.i

N.Rir i.w

I

w.i

Pw.i

(1)又N D /Rir ir

D/[Rr

I

Pr.iI

](2)W

( )w.iDr I

R Piw w.iR p()

r.i

ir ,iG〔x

ADD解：(x)G(x)DDA(x)lG(x)D为什么弗里克剂量计可以用作吸取剂量测量的参考方法？物或化学过程，对化学产物可进展剂量测量来确定吸取剂量〔直接测量组织等效比〕试举出五种化学剂量计，说明它们的辐射反响机制和剂量测量范围。第六章TLa1109S，E0.85ev。求1℃.S1时的发光峰温度。ME Me解：由 ekT m2

E/kT Ek0.85Ek0.8518.621051105m试利用陷阱竞争模型解释TLD的超线性和敏化。象。热释光之能重复使用时，将保存其较高的灵敏度，这就是敏化效应。解：(1)热释光材料(3)测量升温TSEED，说明它们在工作原理、测量仪器、工作特性和应用等方面有哪些异同？TLD请依据如下目的选择剂量计。测量电子束在高梯度区间的吸取剂量相对分布。(b)测定另一个剂量计的剂量或剂量率测量上限。(c)测量皮肤基底层的吸取剂量。试举出测量方法一样而辐射作用机理不同的剂量计的例子。第七章说明体模在外辐射剂量学中的作用。布供给一个牢靠的对象。试对137Cs 射线和20Mev电子束给出石墨的水等效厚度标度因子。试说明应用空腔电离室测定体模中参考点吸取剂量的过程。体模中吸取剂量的分布曲线与剂量计的响应曲线有什么区分？试以中子束测量为例加以说明。来越低，剂量计对低能响应要弱，故在某深度处的剂量计响应相对小于这点的剂量。试分析低能光子和中子在骨——软组织交界面处能量沉积的特性。试给出用峰值散射因子和百分深度剂量表示组织空气比的表达式。并利用表给出W 1010cm2和SSD80cm60Cγm O解：由DzD

.p(z)%fK

b p(z)ez %

fk

mkc,a,fzk

T(Z,Wz

k,Q)

c,a,fz m mmT(Z,WZ

c,a,fzmkc,a,fz

.b.p(z).ez%mmm查得：bmT(Z,W

1.036k,Q) c,a,fzm

p(z)ez%1.036mm

fz

pzez%mmZ kc,a,fz

fz 2m设入射光子注量的普分布为EkEkE0EO，试给出RE上的吸取剂量分布？如何由表征细电子束能量沉积深度分布的图计算注量为的平行宽射束轴上的吸取剂量分布？说明指数量应用的局限性？H、H、H

、和HP

在着近似相等的关系。第八章试给出图所示呼吸道各库室中放射性活度的动力学方程。试给处图所示胃肠道各库室中放射性活度的动力学方程。氚化水〔HTO〕的循环库室模型如以下图所示。试给出各库室中3H活度的动力学方程。IIt在库室模型中试如何考虑放射性子体在库室中的积存的？试说明式中各项