《剂量学基本概念》PPT课件

1、放射性射线量和防护，授课单位：核工程技术学院授课专业：核工程，核技术授课人民教师：田丽霞，放射性射线量分类，放射性射线量定义，放射性射线量计量学量：辐射场本身固有性质所定义的物理量，剂量学量：描述辐射能在物质中的移动，沉积的物理量， 辐射防护学量：与用各种质量系数加权的吸收量d导出的防护计算中使用的物理量、放射性射线量的范围相关，第一节比放出动能第二节照射量第三节是能量与吸收谱线量第四节线量学量的关系，第三章线量学的基本概念，第一节比放出动能， 物质的作用过程第二转移能量和三比释放动能k四比释放动能和注入量的关系5碰撞比释放动能Kc六比释放动能率7不同的介质中的比释放动能物质的作用过程， 非带

2、电粒子与物质的相互作用分为两个阶段：第一阶段：非带电粒子通过与物质的相互作用将能量转移到二次带电粒子的第二阶段：二次粒子电荷通过电离、激发等方法将转移的能量的大部分残留在介质上，导入转移能量和动能，说明第一阶段的过程。 x射线和物质的作用基本过程，三种作用效果光电效应康普顿效应电子在效果上产生二次电子，电离效果二次电子电离物质原子，/X射线，第一阶段一次作用，第二阶段二次作用，二转移能，1定义2实例分析3转移能的分类4转移能的分析，1定义， 指定体积v内未带电粒子放出的所有带电电离粒子(具备电离能力)的初始动能之和、符号、单位j； 分析2 -康普顿散射的转移能的例子，注意E2是踢电子Ec的影响

3、下放出的粒子电荷，不能作为独立事件的产物加入tr。 EcS过程在能量为hv的光子的v中的转移能量分析如下： (1)产生EcS激发EC、hvk、俄歇电子EA、散射光子HV；(2)在突击电子EC中，产生辐射hv1、hv2、hv3，其能量降低到EC；(3) 反射电子E2散射光hv1的(4) hv在产生ECS的过程中，反射电子E1的散射光hv的(5)、2康普顿散射的转变能事例分析(接着)、2电子对产生的转变能分析(接着)、电子对产生过程中的反应能为Q=-2mc2，mc2是正负电子的静止质量能转移能表示：根据不带电电离粒子的能量分配形式，tr也可以表现为辐射转移能和碰撞转移能：式中：辐射转移能、碰撞转移

4、能(或网转移能)。 之前分析的ECS工艺：3转移能的分类、3转移能的分类(续)、通常的工艺少，特别是v小时更是如此，4转移能的分析、转移能记述的能量转移工艺事件在微粒水平上， 由于与宏命令水平无关的电离放射性射线与物质相互作用时的随机性，及其相关时间具有统计波动的性质，所以转移能也实际上是一个随机事件，但其遵循统计分布规律。三比释放动能k，定义：其中，未带电粒子以质量dm的无限小体积释放的所有带电粒子的初始动能之和(即转变能)的期望值。 如上所述，tr是随机量，其期待值是非随机量，单位：灰色，简称Gy，1Gy=1JKg-1； 旧单位：氡(rad )，1rad=10-2Gy。 四比放射动能与注入

5、量的关系、1单向、单向、无带电粒子放射场2任意方向、单能量、无带电粒子放射场3任意方向、任意能量各种无带电粒子放射场4比放射动能因子Fk、比放射动能因子、1单向、单能量、无带电粒子放射场、2任意方向、单能量那么，EdVdV是当前体积dV内“注入”的未带电粒子的总能量，“剩馀”能量的份额，法则：粒子注入量等于单位体积内的轨道的总长。由比释放动能因子、比释放动能定义，注入量与轨道长度的关系，规律：粒子注入量等于单位体积内的轨道全长。 对于一盏茶中较小的任何形状的体积元，已经证明PE是均匀的，并且可以被认为轨迹直线通过体积元。 于是，事先已知各种粒子存在的光谱分布e、j和e、j，能量阻断下限：低于该

6、能量值的未带电粒子不发生电离。 比放动能因子，3任意方向，能量的未带电粒子的放射场，4 .比放动能因子Fk，现在比放动能因子Fk已有表，从相关资料中找到，例如用量P50表2.1，防护p08附表3； 关于单能量放射场，式：比释放动能k非带电粒子注入量。 五碰撞比发射动能Kc，1定义2 X，放射性射线的Kc定义3中子n的Kc定义，1定义，转移能的分类和比发射动能的定义可知，比发射动能也是两种碰撞比发射动能和发射比发射动能：Kc表示二次带电粒子的能量定位堆积的部分1 .定义(续)、根据我们先前所学的知识，未带电粒子向带电粒子转移的动能中，最终在电离碰撞中损失的部分所占的份额是：x、放射性射线，二次带

7、电粒子主要是电子，从与物质的作用特征来看：x、放射性射线是水，在软组织等常见材料中可参考剂量P34图1.31及其他参考文献，2 X、辐射场的Kc、单能的x、辐射场、3中子辐射场的Kc、中子、亚粒子电荷主要是带电粒子，其能量损失方式主要考虑碰撞损失为主，6比发射动能率，1 单位： JKg-1s-1或者Gys-1或者rads-1，比释放动能k相关式，关于单能量放射场，设点源为活度a，各粒子产值为ni，能量为hvi，则2 .空气比释放动能率常数，6比释放动能根据上述化学基导出的不同核素的值可通过接触剂量P52表2.2来调查，七不同介质中的比发射动能，1 .意义由式(2.8 )、(2.14 )可知，比

8、发射动能由空间指定点的非带电粒子注入量和介质的作用系数决定， 周围介质的作用受指定点对非带电粒子辐射场的影响所限定的理论与实践中，若不改变辐射场，则比放动能由作用系数决定。 因此，自由空气小块组织相对于自由空间或不同材料中的某一点的指定材料的相对释放动能或相对释放动能率的表现可能的自由空气小块组织的相对释放动能、水中的某一点的空气相对释放动能等说法、七种不同介质中的相对释放动能接着， 二、实践的测定方法是，在材料I的导入不妨碍本来的非带电粒子辐射场的分布的情况下，将少量的指定材料I放入自由空间或材料m中的关心点的相对发射动能或相对发射动能率材料I根据研究目的而分别有兴趣的材料，如组织、空气、水

9、、塑料、玻璃、有机离子七不同介质中的相对发射动能(续)，三.相同位置的不同材料的k之间的关系是在材料I的导入不妨碍原来的非带电粒子发射场的分布的前提下，材料I中的相对发射动能Ki和不加入材料I之前的材料m中的相同地点的相对发射动能Km的关系如下。 其中，第二节照射量，一照射量x二照射量率3x和值的进一步说明一照射量x，1 .概念背景2 .概念背景2 .概念定义3 .分析4 .总结5. X与碰撞转移能量Kc的关系6 .一能量光子辐射场的状况，1 .概念背景根据光子对空气的电离能力作为测量/X射线辐射场的物理量，首先表现放射性射线量2 .概念定义，单位： Ckg-1 (现在)，伦琴r (原)关系：

10、1r=2. 5810-4 c kg-1，1 c kg-1=3. 877103 r伦琴定义： 0，760 mmhg气压下的1立方厘米的空气中1静电单位(3.336410-10克隆) dQ是x，放射性射线在质量dm的空气中放出的所有电子(包括负电子和正电子)被空气完全阻止时，在空气中产生的象征符络离子的总电荷的绝对值。 3 .分析，(1) X，在放射性射线中产生的二次电子完全被空气遮断，不进入/通过其他介质的情况下，它们产生的符号的络离子总电荷为dq；(2)在二次电子产生的韧性放射性射线引起电离的情况下，不考虑的是， 韧性放射性射线射程过长(3)也不考虑在DM以外产生的二次电子在DM内引起电离电荷

11、的情况，4 .总结如下，dQ是光子放出的二次电子不仅包含在DM内产生的电离电荷，还包含在DM以外的空气中产生的电离电荷的特定的情况， dQ可能等于光子的二次电子在dm内产生的电离电荷，这种情况称为粒子电荷平衡条件，5. X和碰撞转移能量Kc的关系，粒子电荷平衡条件，6 .单能量光子辐射场的情况下，单能量光子辐射场的二照射量率，1 .定义2 .能量注入量率(粒子注入量率)和诱导单位：每单位时间的照射量的变化量，如Rs-1等。 单能量光子辐射场：防护照射量因子，防护P22表1.2，2与能量注入量率(粒子注入量率)的关系，3 .单能量点源的照射量率，照射量率常数，接触剂量p5表2.3，另外一方面，将

12、照射量设定为空气冲撞比放出功能Kc， 可以用a置换是因为a .从电离电荷量向能量的换算(W/e)a因子)不方便。b .照射量的英语名称Exposure的意思混淆，三照射量x的进一步说明，另一方面，比较动能的概念，在与自由空间和空气不同的材料内将空气的小质量要素作为关心点进行测量的x和例题、空气体积为0.3cm3、标准状况照射空气质量为0.338、x射线照射5min时，在此产生的磁极电子在空气中形成的正络离子(或还原离子)的总电荷为1010-9C，此时， 照射空气下的x射线照射量和照射量率是多少？第三节给出能量和吸收谱线量，总结一沉积能量二能三吸收谱线量d四辐射平衡和吸收谱线量d五六核的内容，归

13、纳一沉积能量，一概念背景2概念定义3典型的作用过程分析1 )粒子电荷和原子电子碰撞过程2 ) 电子对产生过程3 )自发核转移过程，1概念背景，下述微事件电离放射性射线与物质的相互作用核和基本粒子的自发转移(自发源过程)是产生能量沉积的基本过程。 在具体的说明过程中，所谓在基本过程中堆积的能量，是指通过一次相互作用而堆积的能量，是堆积能量，是2概念定义、堆积能量定义、3典型的作用过程分析、带电粒子与原子碰撞、带电粒子碰撞前后的能量分别为e和e，被碰撞的原子的电子(电子) 的动能，是假设原子在后退过程中释放出hvk的特征性x射线，即e，hvk具有电离能力，则为：1)粒子电荷和原子电子碰撞过程，2

14、)电子对产生过程，3 )典型作用过程分析(续)，3 )自发核转移过程，子核排斥能，母核外电子结合能电离粒子的动能与电磁辐射能、2某能量沉积事件的赋予能量1定义：指该能量沉积事件所涉及的单一或单一相关电离粒子在指定体积v内发生的所有相互作用下沉积能量的和。或者，Eout是从其体积元素体放出的放射能，即离开其体积元素体的所有带电和未带电的电离粒子能(除静止质量能以外，这里的能量是动能)的总和。 Ein是进入其体积元的辐射能，即进入其体积元的所有带电和未带电的电离粒子能量(除静止质量能量以外，这里的能量是动能)的总和。 粒子电荷与原子中一个电子的电离碰撞是该过程的典型代表。 动能Tin的粒子电荷与原

15、子电子碰撞，打出粒子(能量高的电离能力的电子)后在云同步上留下激发原子。 碰撞中入射粒子失去了动能t，电离粒子(在这种情况下动能为Tin-T )、打出的粒子的动能为t，激发原子后退时，放出作为能量EK特征的x射线光子和动能TA、1和TA、2两个俄歇电子由于这种情况与核和基本粒子的转换无关，所以二授予能量(续)、三典型的作用过程分析、二授予能量(续)、五平均授予能量、四总授予能量为随机量，非随机量、所有能量堆积事件中授予能量1的总和：二由于动能E=10MeV的正电子进入体积v的碰撞而失去5mv的能量时，体积内的一个静止负电子消失，产生能量相等的两个光子，一个脱离体积v，另一个在v内产生动能相等的

16、正负电子对。 正负电子在v内通过碰撞分别消耗动能的一半后，负电子脱离v，正电子和静止负电子在飞行中消失，湮没光子脱离v。 征求v的授权。 为了通过假设为静止的正负的电子对消除容易计算1MeV的光子，相反地) :Rin=10MeV，Rout=(Rout1)u (Rout2)c (Rout3)u，(Rout1)u=(10-5 1)/2=3MeV， (rout2) c=(3-1)/2/2=0.5mev (rout3) u=0.5=1.5mevq=2MC2-2MC2=1mev，=Rin - Rout Q=10-3-0.5-1.5 1=6MeV，三吸收量d，1定义2在稳态辐射场下的公式电离辐射给出质量dm的物质的平均能量，单位： JKg-1，固有名：格雷戈里Gy，旧单位：拉德关系： 1Gy=100rad，在稳态辐射场中， 从已知的平均授予能量的公式代入d的定义式： 2稳态辐射场中的公式，其中3无自发核转移条件下的公式，考虑的小体积