资源描述：
《~(239)Pu α 粒子的微剂量谱和径向剂量分布》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第32卷第2期原子能科学技术Vol.32,No.21998年3月AtomicEnergyScienceandTechnologyMar.19982393PuA粒子的微剂量谱和径向剂量分布朱连芳 李学宽 陈学兵 贺榆生 朱少飞 苏有武 焦敦庞(中国科学院近代物理研究所,兰州,730000)239用大容积(<60mm×80mm)的圆柱型流气式组织等效正比计数器测定了PuA粒子的微剂量谱和径向剂量分布。A粒子束在无窗的情况下直接穿入正比计数器,由离子穿过而发生能量沉积的机率Rb为1。测量结果证实:沿A粒子径迹由单次
2、事件沉积的剂量平均比能z1D(Gy)与距径迹核-2径向距离b(Lm)之间完全符合z1D=ab的函数关系,同时给出了求出最大径向距离(penumbra)的方法。关键词组织等效正比计数器 微剂量谱 径向剂量分布 最大径向距离中图法分类号TB98微剂量学主要研究辐射在吸收介质中能量沉积的微观分布以及这些分布在微观体中引起的物理、化学和生物学效应以及这些效应之间的关系。近年来,随着重离子束和中子束应用的发展,微剂量学在辐射防护和放射治疗中得到越来越多的应用。在保持初级辐射场不变和极化效应可忽略的条件下,辐射在物质中的
3、能量转移和沉积决定于辐射穿过的物质层厚度,而与介质的密度无关。这就是一般以低气压流气方式工作的组织等效正比计数器用厘米级的灵敏体积模拟纳米级或微米级的微观组织,测定带电粒子在微观组织介质中的能量转移和沉积过程[1,2][3][4][5,6]的物理依据。Katz,Zhang等和Varma等为了描述离子径迹的径向剂量分布和求出剂量分布的最大径向距离,提出了很多模式,并进行了相应的理论计算。本工作应用自行研制239的圆柱型流气式组织等效正比计数器测量PuA粒子的微剂量谱和径向剂量分布。1 测量原理和结果239测量P
4、uA粒子微剂量谱和径向剂量分布的装置示于图1。这里,A粒子束在无窗情况下直接进入正比计数器,通过改变阳极丝与束流轴线之间的垂直距离b′,测定其微剂量谱和径向剂量分布。定义线能y是带电粒子在指定体积内穿过时沉积的能量与该指定体积的平均弦长的比3国家自然科学基金资助项目朱连芳:男,56岁,辐射防护专业,副研究员收稿日期:1997208225 收到修改稿日期:1997210205239第2期 朱连芳等:PuA粒子的微剂量谱和径向剂量分布169值:y=L∞höhp(1)式中:h为谱仪道数;hp为峰位道数;L∞为带电
5、239粒子在组织介质中的线传能密度(对Pu的A[8]粒子,其值为115keVöLm)。线能y的分布函数f(y)可表示如下:f(y)=(N(h)ö$hõdhödy)ö2N(h)(2)其中:$h=1;dhödy=hpöL;2N(h)为总积分-1计数。f(y)的量纲为(keVöLm),它满足归一化条件:∞∫f(y)dy=1(3)0这里,f(y)又称线能的机率密度函数。因此,通常表征微剂量谱的量值为线能y与其机率密度函数f(y)的乘积,它可由式(2)和(3)求出:图1 测量装置示意图hN(h)yf(y)=(4)Fig
6、.1Sketchofmeasuringequipment2N(h)束流a——本工作束流方向;239PuA粒子在组织等效气体和CH4中的束流b——国外同类工作束流方向微剂量谱示于图2。这里近似选择在组织介质中的L∞值代替在CH4中的线传能密度值。通常在难以配制组织等效气体的情况下,常用CH4近似模拟组织等效气体。根据线能的机率密度函数f(y),可以求出线能的期望值yF:∞yF=∫yf(y)dy(5)0yF又称频率平均线能。据此,可进一步求出剂量平均线能yD(keVöLm):∞12yD=yf(y)dy(6)y∫F
7、0因此,单次事件的比能z1D(Gy)可直接由yD求出:-2z1D=01204dõyD(7)这里,d(Lm)为模拟的位点直径。根据束流轴线和239图2Pu的A粒子在组织等效气体和阳极丝之间的垂直距离b′(mm)和计数器内气体CH4中的微剂量谱压力p(kPa),可以求出距径迹核之间的距离bFig.2Themicrodosimetricspectraof(Lm):239PuAparticlesinCH4andTEmedia3b=10kb′pö10113(8)○——CH4介质中模拟位点直径为0176Lm; 在式(8
8、)中,k为模拟因子,k=QtissueöQTE=●——组织等效气体中模拟位点直径为1181Lm291521×10(对组织等效气体)和k=QtissueöQCH=4170原子能科学技术 第32卷3115035×10(对CH4)。2 讨论单次事件比能z1D随距径迹核径向距离b的变化曲线示于图3。由图可以看出,作为径向距239图3 沿PuA粒子径迹沉积的单次事件剂量平均比能z1D的径向分布Fig.3Th
