辐射剂量与防护.ppt

电离辐射剂量与防护,康 玺,系馆315 Tel: 8281887 E-mail:kangcy2011163.com,第一章 电离辐射与物质的相互作用,第一讲 电离辐射场,一、电离辐射 Ionization（电离）：从一个原子、分子或其他束缚态中释放出一个或多个电子的过程。 Ionization Radiation（电离辐射）：能够引起电离的带电粒子和不带电粒子。 *从一个原子中释放出一个价电子需要的能量:425eV ； *能量10eV的光子 Non-ionization radiation（非电离辐射）：100mm紫外线、可见光、红外线和射频辐射。,直接电离辐射和间接电离辐射 直接电离辐射 快带电粒子穿过物质时，通过库伦相互作用直接在物质中沉积能量并引起电离。这种通过初级过程引起电离的粒子称为直接电离辐射。 间接电离辐射 不带电粒子（例如光子和中子）穿过物质时，首先将能量转移给带电粒子，随后这些次级快带电粒子再沉积能量和引起电离。这种通过次级过程引起电离的不带电粒子称为间接电离辐射。,External radiation（外辐射）：体外源发射的辐射 =External irradiation（外照射）。 Internal radiation（内照射）：体内分布源发射的辐射。,二、电离辐射场的描述 Ionization radiation field（电离辐射场）：电离辐射居留的空间。 1、粒子数和辐射能 Particle number（粒子数）N：发射、转移或接受的粒子数目， 单位是1。 Particle number density（粒子数密度）n：n=dN/dV表征辐射场疏 密程度，单位是m-3。 Radiant energy（辐射能）R：发射、转移或接受的辐射粒子的能量（不包括静止能），单位是J。,2、通量、注量和注量率 （1）Flux（通量）：表征辐射场中粒子或能量在时间上的频繁程度。 Particle flux（粒子通量） ，s-1 Energy flux（能量通量） ，j.s-1,（2）Fluence（注量）：表征辐射场的空间疏密程度。 特例：单向辐射场,da = dacos 定义： u=dN/ da 为单向辐射场的粒子注量。 一般情况：各向辐射场,定义：Particle fluence (粒子注量)： =dN/da，m-2 Energy fluence（能量注量）：=dR/da，j.m-2,（3）Fluence rate（注量率） Particle fluence rate（粒子注量率）： =d /dt=d2N/dadt，m-2s-1 *为粒子通量密度： Energy fluence rate（能量注量率） ： =d/dt=d2R/dadt，j.m-2.s-1（w.m-2）,3.角分布和辐射度 Angular distribution（角分布）：描述粒子入射方向的分布。,Radiance（辐射度）：注量率的角分布 Particle radiance（粒子辐射度）p： p=,单位：m-2.sr-1.s-1,Energy radiance（能量辐射度）r：,单位：w. m-2.sr -1,4.能谱分布（Energy spectrum distribution） 用Q代表辐射学量，用E代表粒子的能量（不包括静止能）,则Q（E）是Q的积分分布，它是能量为0-E的粒子对Q的贡献。,（1）注量的谱分布,将和代入上述式中就得到粒子注量和能量注量谱分布的表达式。 例如：,（2）辐射度谱分布,pE,J(r)能揭示辐射场的最详尽的内涵，是完整的描述辐射场的一个辐射学量。,对某种特定类型辐射：,P 粒子辐射度，pE 辐射度的谱分布,r 能量辐射度,rE 能量辐射度的谱分布,5、注量与径迹长度的关系,粒子注量等于单位体积内的径迹总长度。,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 切穿过体积元。则 dL=(·da) ·s =· (da·s ) =·dV L=V L=V =L/V =dL/dV,三.辐射传输方程 波尔兹曼扩散方程：,在稳恒辐射场中:,，并考虑到,，则：,平行宽电子束垂直入射到散射箔上，其注量为 ，设电子束无衰减的穿过散射箔后沿与入射成角的方向60度射出。在散射箔前后用平行板探测器和球形探测器测定注量.,球形探测器在散射箔前后： 平行板探测器在散射箔前： 平行板探测器在散射箔后：,