《剂量学基本概念》PPT课件

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1、辐射剂量与防护授课单位：核工程技术学院授课专业：核工程、核技术授课教师：田丽霞辐射量的分类辐射量分为三类：辐射量的定义辐射计量学量：根据辐射场自身的固有性质来定义的物理量；辐射剂量学量：描述辐射能量在物质中的转移、沉积的物理量；辐射防护学量：用各类品质因数加权后的吸收剂量D引申出的用于防护计算的物理量；辐射量的范围和联系第一节比释动能第二节照射量第三节授与能和吸收剂量第四节剂量学量之间的关系第三章剂量学基本概念第一节比释动能一与物质的作用过程二转移能三比释动能K四比释动能与注量的关系五碰撞比释动能Kc六比释动能率七不同介质中的比释动能tre一与物质的作用过程不

2、带电粒子与物质的相互作用分二个阶段：第一阶段：不带电粒子通过与物质的相互作用，把能量转移给次级带电粒子；第二阶段：次级带电粒子通过电离、激发等方式把转移来的能量大部分留在介质中；引入转移能和比释动能，描述第一阶段的过程；γ/X射线与物质的作用基本过程三种作用效应光电效应康普顿效应电子对效应产生次级电子电离效应次级电子使物质原子电离γ/X射线第1步初级作用第2步次级作用二转移能1定义2实例分析3转移能的分类4转移能的分析1定义在指定体积V内由不带电粒子释放出来的所有带电的电离粒子(具备电离能力)初始动能之和，符号，单位J；2康普顿散射的转移能实例分析注：E2是由

3、反冲电子Ec的轫致辐射释放的带电粒子，不能作为独立事件产物再加到εtr中去。能量为hv的光子在V中的ECS过程的转移能分析：(1)在①中发生ECS+激发Ec,hvk,俄歇电子EA,散射光子hv’;(2)反冲电子Ec，在②,③,④发生轫致辐射hv1,hv2,hv3,自身能量下降为Ec’;(3)hv1在⑤发生ECS过程,反冲电子E2+散射光子hv1’;(4)hv’在⑥发生ECS过程,反冲电子E1+散射光hv’’;(5)2康普顿散射的转移能实例分析（续）2电子对生成的转移能分析（续）电子对生成过程中反应能为Q=-2mc2，mc2为正负电子的静止质量能。转移能表示

4、：根据不带电电离粒子的能量分配形式，εtr还可以表示为辐射转移能和碰撞转移能：式中：辐射转移能，为碰撞转移能(或净转移能)。对于前面分析的ECS过程：3转移能的分类3转移能的分类（续）通常⑤的过程很少发生，特别是v很小的时候更是如此，所以4转移能的分析转移能是描述的能量转移过程事件处于微观粒子水平，不涉及宏观层次；由于电离辐射与物质相互作用时的随机性，与之相关的时间具有统计涨落的性质，因此，转移能其实也是一种随机事件，但服从统计分布规律。三比释动能K定义：其中,是由不带电粒子在质量为dm的无限小的体积内释放出来的所有带电粒子的初始动能之和(即转移能)的期望值。

5、从前面所述可知，εtr是随机量，而其期望值则是非随机量；单位：戈瑞(gray)，简写Gy，1Gy=1J·Kg-1;旧单位：拉德(rad),1rad=10-2Gy。四比释动能与注量的关系1单向，单能，不带电粒子辐射场2任意方向，单能，不带电粒子辐射场3任意方向，任意能量各种不带电粒子辐射场4比释动能因子Fk123在体积元dadl中：比释动能因子1单向，单能，不带电粒子辐射场2任意方向，单能，不带电粒子辐射场在小体积元dV内，ΦdV是不带电粒子的总径迹长度。那么，ΦEdV＝ΨdV则是当前体积dV内“注入”的不带电粒子的总能量，而“留下”来的能量份额为，定律：粒子注

6、量Φ等于单位体积内的径迹总长度。则比释动能因子按比释动能定义注量与径迹长度的关系定律：粒子注量Φ等于单位体积内的径迹总长度。dasΩ∆V证明：对于足够小的任意形状的体积元，PE均匀、径迹可视为直线穿过体积元。则提前假设已知各种粒子存在的谱分布ΦE,j和ΨE,j能量截止下限：低于此能量值的不带电粒子不能引起电离。比释动能因子3任意方向，能量的不带电粒子的辐射场4.比释动能因子Fk目前比释动能因子Fk已经有表可查，从相关资料中可以找到，如《剂量》P50表2.1，《防护》P308附表3；对于单能辐射场，表示式：比释动能K不带电粒子注量Φ。五碰撞比释动能Kc1定义2X

7、、γ射线的Kc定义3中子n的Kc定义1定义结合转移能的分类和比释动能的定义可知，比释动能也可以分为两类——碰撞比释动能和辐射比释动能：Kc表征了次级带电粒子的能量就地沉积的部分；而Kr则表征了次级带电粒子的能量由韧致辐射和高能δ粒子带走的部分。1定义（续）根据我们前面已经学习的知识，不带电粒子转移给带电粒子的全部动能中，最终损失于电离碰撞的那一部分所占的份额为：，则：对X、γ射线，因为其次级带电粒子主要是电子，因其与物质作用特点，因此：对X、γ射线在水、软组织等常见材料中的g值，可参考《剂量》P34图1.31以及其它参考文献；2X、γ辐射场的Kc对单能的X、γ

8、射线辐射场，3中子辐射场的Kc对于中子