電離輻射劑量學(xué)(1.2)課件

電離輻射劑量與防護(hù)

肖德濤

TEL:,E-mail:第二講

射線(xiàn)與物質(zhì)的相互作用第一章電離輻射常用的量及其單位一、相互作用類(lèi)型帶電粒子：電子、重帶電粒子

1.非彈性碰撞（Nonelasticcollision）硬撞或“對(duì)面撞”（hardor“knock-on”collision）軟碰撞或“核”碰撞（softcollision）b>>a，每次作用損失能量?。籦與a同量級(jí)，每次作用能量損失大。在透明介質(zhì)中，當(dāng)v>c/n（n是材料的折射率），發(fā)生切論科夫輻射（相干的藍(lán)-白光發(fā)射）。Ⅰ帶電粒子與物質(zhì)的相互作用（2）湮沒(méi)輻射（Annihilation）粒子與反粒子相互作用，生成兩個(gè)光子。高能電子飛行中湮沒(méi)。3.彈性碰撞（Elasticcollision）b<<a，軔致輻射可忽略，作用體系總動(dòng)能不改變4.核相互作用（Nuclearinteraction）高能帶電粒子，例如（P，n），（P，2P）等5.電子對(duì)生成（Pairproduction）b<<a，入射帶電粒子與靶核發(fā)生電磁互相作用。入射粒子的動(dòng)能遠(yuǎn)大于其靜止能量時(shí)，這一過(guò)程才是重要的。對(duì)電子而言，此過(guò)程發(fā)生的幾率遠(yuǎn)小于軔致輻射、核反應(yīng)的幾率。二.阻止本領(lǐng)（Stoppingpower）：

總線(xiàn)阻止本領(lǐng)（Linearstoppingpower）S：dE是dl距離上損失能量的數(shù)學(xué)期望值。1.定義：總質(zhì)量阻止本領(lǐng)（Massstoppingpower）S/ρ:質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng)（Masscollisionstoppingpower）（S/ρ)c質(zhì)量輻射阻止本領(lǐng)（Massradiativestoppingpower）（S/ρ)r一般地：

對(duì)應(yīng)地：

Bethe公式的討論:(1)::表明帶電粒子的電荷數(shù)越多，碰撞損失越大。--庫(kù)侖力:表明帶電粒子的速度越小，碰撞損失越大。--作用時(shí)間:表明物質(zhì)的電子密度越大，碰撞損失越大。--發(fā)生概率極化效應(yīng)（Polarizationeffect）使（S/ρ）c減少運(yùn)動(dòng)帶電粒子產(chǎn)生的電場(chǎng)使介質(zhì)中的原子極化，減弱了運(yùn)動(dòng)的帶電粒子產(chǎn)生的電場(chǎng)，降低了與較遠(yuǎn)的電子作用，從而減少了碰撞能量損失。介質(zhì)密度越大，近距離原子的極化對(duì)較遠(yuǎn)電子的影響就大（密度效應(yīng)（Densityeffect））。（S/ρ）c與E關(guān)系

（S/ρ）c隨z減少而增加平均激發(fā)能隨z增加而增加；z/MA隨原子序數(shù)z增加而減少?；衔镏械淖柚贡绢I(lǐng)可以用化合物中每種元素阻止本領(lǐng)的重量加權(quán)求得：

fi為指定元素在化合物中所占重量份額。3.定限碰撞阻止本領(lǐng)（Restrictedmasscollisionstoppingpower）L?/ρ（1）δ粒子帶電粒子徑跡δ粒子定義：能夠產(chǎn)生分支徑跡的次級(jí)電子（2)L?/ρ定義：L?/ρ=(dE/dl)?/ρ

dE為帶電粒子在密度為ρ的介質(zhì)中穿行距離為dl時(shí)，由傳遞能量小于指定值?的碰撞而損失的能量的數(shù)學(xué)期望值。L?亦叫傳能線(xiàn)密度LET（Linearenergytransfer）。

LET:特定能量的帶電粒子在介質(zhì)中穿行單位長(zhǎng)度路程時(shí)，由能量轉(zhuǎn)移小于某一指定值的歷次碰撞所造成的平均能量損失。L∞=Sc,L∞/ρ=(S/ρ)c4.輻射阻止本領(lǐng)（Radiactivestoppingpower）(S/ρ)r

(1)定義：

(2)特點(diǎn)：(S/ρ)r與z2/m2成正比,重粒子可忽略不計(jì)。對(duì)高能電子：

x0是電子在介質(zhì)中的輻射長(zhǎng)度。它是電子因輻射電磁波使其能量減小到原來(lái)的1/e時(shí)所需要的質(zhì)量厚度（kg.m-2）（對(duì)電子，E>3MeVn=700100MeV）

的電子能量稱(chēng)為臨界能量低能電子(S/ρ)c值較大，高能電子(S/ρ)r值較大。四.射程（Range）1.投影射程（Pr