電離室測量吸收劑量原理

電離室測量吸收劑量原理內(nèi)容概要:一、電離室的工作機制二、電離室的工作特性三、電離室測量吸收劑量的原理電離室測量吸收劑量原理一、電離室的工作機制電離室測量吸收劑量的基本過程是：通過測量電離輻射在與物質(zhì)相互作用過程中產(chǎn)生的次級粒子的電離電荷量，由計算得出吸收劑量。電離室測量吸收劑量原理（一）、電離室的基本原理兩個相互平行的電極之間充滿空氣，虛線所包括范圍，稱為電離室靈敏體積。當電離輻射，如X或γ射線攝入這個靈敏體積內(nèi)，與其中的空氣介質(zhì)相互作用，產(chǎn)生次級電子。這些電子在其運動軌跡上使空氣中的原子電離，產(chǎn)生一系列正負離子對。在靈敏體積的電場作用下，電子、正離子分別向兩級漂移，使相應極板的感應電荷量發(fā)生變化，形成電離電流。在電子平衡條件下測到的電離電荷，理論上應為次級電子所產(chǎn)生的全部電離電荷。電離室測量吸收劑量原理根據(jù)以上原理可以制成自由空氣電離室主要由兩個相互平行的平板電極構成，極間相互絕緣并連接到電源電壓的正負端，電極間充有空氣。構成電離室的一個極板與電源高壓的正端或負端相連，另一極板與靜電計輸入端相連，稱為收集級。電離室測量吸收劑量原理電離室的靈敏體積是指通過收集級邊緣的電力線所包圍的兩個電極間的區(qū)域。在靈敏體積外的電極稱為保護環(huán)，其作用是使靈敏體積邊緣外的電場保持均勻，并同時使絕緣子的漏電流不經(jīng)過測量回路，減少對信號的影響。電離室測量吸收劑量原理自由空氣電離室一般為國家一級或二級劑量標準實驗室所配置，作為標準，在現(xiàn)場使用的電離室型劑量儀進行校準，并不適合于在現(xiàn)場如醫(yī)院使用。在實際應用中，電離室的輸出信號電流在10

A數(shù)量級，為弱電流，必須經(jīng)過弱電流放大器（靜電計）對其進行放大，此類靜電計通常稱為劑量測量儀。如下圖所示，靜電計實際上就是一個負反饋運算放大器。以三種方式測量電離室的輸出信號：1、測量輸出電荷量2、測量輸出電流3、測量輸出回路中形成的電壓信號-10電離室測量吸收劑量原理（二）指形電離室指形電離室是根據(jù)自由空氣電離室原理，為便于常規(guī)使用而設計的。圖a表示的電離室設想有圓形空氣外殼，中心為充有空氣的氣腔。假定空氣外殼的半徑等于電離輻射在空氣中產(chǎn)生的次級電子的最大射程，滿足進去氣腔中電子數(shù)與離開的相等，電子平衡存在。此條件下的電離室可認為與自由空氣電離室具有等同功能。電離室測量吸收劑量原理（二）指形電離室如果將圖a的空氣外殼壓縮，則可形成圖b所表示的固態(tài)的空氣等效外殼，所謂空氣等效就是該種物質(zhì)的有效原子序數(shù)與空氣有效原子序數(shù)相等。由于固體空氣等效材料的密度遠大于自由空氣的密度，該種材料中達到電子平衡的厚度可遠小于自由空氣的厚度。電離室測量吸收劑量原理（二）指形電離室圖c就是根據(jù)上述思想設計而成的指形電離室的剖面圖,指形電離室的材料一般選用石墨，它的有效原子序數(shù)小于空氣(7.67)而接近于碳(6)，其表面涂有一層導電材料，形成一個電極，另一個收集電極位于中心。電離附室測航量吸偏收劑五量原襯理如上同所述山，空紡氣氣痛腔中猛所產(chǎn)嫁生的載電離晶電荷伙，是企由四足周室滅壁中旦的次訴級電咳子所森產(chǎn)生衡。為了去使指小形電笨離室郊與自蠅由空奸氣電滴離室饞具有催相同擁的效洗應，它的雄室壁充應與啦空氣撕外殼宏等效，即問在指陳形電舌離室棄壁中蜻產(chǎn)生畢的次姻級電散子數(shù)事和能德譜與瞞空氣皇中產(chǎn)困生的潮一樣肺。電離磨室測勵量吸炎收劑牧量原燃理通常距用作冶室壁航材料避的石騙墨，憑酚醛瓶樹脂宣和塑愛料，其有衛(wèi)效原爛子序住數(shù)略小鐮于空氣劇的有申效原億子序詞數(shù)，駛這種齒室壁汗材料洗在空丈氣氣雀腔中顯產(chǎn)生搞的電韻離電黃荷也略少屑于自由餡空氣搞電離拖室。因此，選用寫有效董原子把序數(shù)羽略大瀉的材壓料，賠制成露中心投收集法電極，可部稈分補受償室始壁材痛料的感不完敏全空夸氣等宵效。電離烏室測秀量吸宋收劑秩量原緞理二、貨電離斧室的箭工作僑特性電離褲室本倉身具錦有角幣度依曾賴性傘，電樸離室邊的靈響敏度始會受吼電離很輻射繩的入際射方宵向的康影響株。其通正確止的使付用方錯法是畝：平虹行板挑電離觀室應婚使其筋表面垂直龍于射束斗中心萌軸，衡指形舉電離誼室應棗使其而主軸懲線與針射束俯中心渠軸的趨入射懷方向拿垂直烘。（一翅）電栽離室絡的方趴向性電離好室測抖量吸辮收劑從量原熄理（二冠）電吵離室洪的飽腐和特惜性電離澇輻射譽在空黨氣中顯產(chǎn)生憤的正六負離稻子，亂在沒有外加巖電場懼的作伙用或蔽電場小強度披不夠擁大時錦，會寇因為哄熱運縮慧動由握密度菊大處鑼向密硬度小抖處擴號散，粥導致明宏觀迅的帶愈電粒吹子流腦動，俱稱為禮離子娃、電左子的擴散蕩運動私。同時流，正迎離子役與負炮離子窩在到旁達收草集極遇前可壺能相袍遇復合成中扯性的鑒原子坊或分董子，糾這種匪復合市會損失一部很分由蔽電離揮輻射容產(chǎn)生肺的離汪子對竄數(shù)，魯從而肯影響拾電離藥效應弱與電外離室柳輸出育信號鐮之間甚的對江應關縱系。電離乒室測狂量吸翼收劑樓量原滾理當電憂離室柏工作關電壓較低時，蓬正負燒離子龜?shù)膹驮绾吓c君擴散狹作用哀顯得早比較肉突出.。如肅下圖值所示禮：當西入射戚電離除輻射登的強洲度不凳變時我，電盈離室敬的輸慢出信仆號電月流I隨電卡壓V變化靈的關慨系，痛稱為乓“電離否室的行飽和岸特性”。續(xù)圖中OA段，驚電離蠶室的現(xiàn)輸出姿信號蘆逐漸粗增高暢，離之子或室電子餐的漂堤移速鉤度加盟大，父逐漸笑克服狡復合士與擴秒散作撥用的患影響幕，輸岔出信夜號電暈流也宇逐漸朋增加截。電離嫁室測肅量吸以收劑條量原罰理AB段內(nèi)灘，由貴于復芒合與莫擴散鐘影響妖已基蛾本消分除，豬信號別電流遼不再乖隨工硬作電杰壓改香變而擾保持炕穩(wěn)定寨，此乞段稱崇為電離步室的德飽和吳區(qū)。電離棟室正腹常工弓作時首，其眉工作某電壓峽應是策處于真這一面范圍女，隨牽著工遵作電峽壓的滔繼續(xù)動提高絲式，BC段電志離室信內(nèi)電島場過貫強，喬因離撲子或蹈電子努運動恰速度務加大瞧，產(chǎn)旦生碰噴撞電職離，濁離子仁數(shù)目遮變大膨，信央號電也流急術劇上藝升，味超出誼電離饅室正哪常工隙作狀儲態(tài)。電離渡室測騎量吸的收劑桃量原手理（三想）電串離室尿的桿角效應電離足室的躁靈敏象度，諒也會浸受到坦電離貫室金屬恒桿和電纜在電坡離輻遲射場進中的貌被照概范圍袖的影諷響。況因為誤電離備室的活金屬鑒桿和儉絕緣君體及幸電纜糠，在拼電離歉輻射志場中教會產(chǎn)押生微弱猛的電奏離，疊晴加在裝電離柔室的閘信號仙電流擇中，穩(wěn)形成澡電離切室桿兩的泄球漏，牌這叫狡做桿效你應。實驗粒表明胖，對夜于X(γ)射線倒，桿歪效應誕表現(xiàn)仗有明個顯的能量粱依賴態(tài)性，能夢量越絲式大，蓋桿效北應越摧明顯零。而適對于嚇電子犧束，增表現(xiàn)擴不甚月明確鏡。另耕一特拒點是蔥，當續(xù)電離濁室受著照范砍圍較事小時烈，桿部效應左變化刊較大暢。當隊受照倚長度多超過10定cm時，顧基本形不再源變化盞。它影爹響射鴉野輸窮出因衫子測度量精突度電離觸室測犯量吸事收劑息量原鴉理（四腔）電禿離室攀的復欠合效轟應電離烏室即獨使工趣作在葛飽和爹區(qū)，建也存沒在正鄰負離時子復殲合效蹈應的湊影響諷。復合喬效應跟的校界正，物通常脂采用辦稱為“雙抵電壓蹤蝶”的實淋驗方近法。具體駱做法:對相爆同的鳴輻射睬場，片電離從室分潛別加拴兩種睡不同覺的工國作電珠壓V1和V2，其碼中V1為常廉規(guī)工苗作電畝壓，戰(zhàn)并且V1和V2的比猾值要機大于年或等運于3，得轟到不桂同工六作電罪壓時菠的收亂集電失荷數(shù)Q1和Q2，然臉后利薪用以虜下公縮慧式計奏算復塑合校鞏正因冤子:式子弟中，a1為實指驗擬浪合系液數(shù)。薦不同段類型爹的電坐離輻掃射的ai值不壘同。電離獸室測怖量吸鳥收劑鉛量原叼理復合雷效應徑依賴沃于電員離室本的幾何學尺寸，工作淹電壓的選泥擇和正負案離子事對產(chǎn)誓生的顏速率。對醫(yī)露用加字速器加的脈沖英式輻秘射，特談別是進脈沖桌掃描木式輻慎射，相復合益效應奶的校濾正尤顫為重靈要；但對梁于放簽射性洪核素探產(chǎn)生輝的γ射線(如鈷-6療0)，復屈合效兇應非五常小覽。電離匆室測唇量吸逃收劑讀量原錘理（五弟）電陪離室傅的極關化效蒙應對給覺定的爪電離四輻射姿，電夢離室套收集床的電揮離電頭荷會蘿因收票集極淋工作場電壓前極性罪的改歉變而零變化療，這油種變畜化現(xiàn)兩象稱拖為極化泄現(xiàn)象巡壽。改變絲式電離缸室工皂作電久壓的酬極性持會影殺響它拾的收望集效笨率。非密華閉型呼電離拾室，閃空腔曾中的概空氣薯質(zhì)量芝隨環(huán)境妄溫度和氣壓變化蘆而改肥變，傻即氣淚壓或陪溫度腦變化巖時，北空氣醬質(zhì)量但都會酸改變殲，就麗會直堂接影炭響電葛離室象測量辯的靈短敏度減，現(xiàn)絲式場使捕用時劇必須騰給予扛校正腳。校個正系脂數(shù)與炒溫度戰(zhàn)和氣仗壓的而關系妙為：Kp先t=（27借3.麗2+譜t）/（27缺3.航2+雀T）*薪（10墳13乖/p）式中T為電漠離室姐在國施家實漆驗室末校準紋時的邪溫度紋，一猶般為20影℃或22首℃；t為現(xiàn)伍場測洽量時鞏的溫啄度；p為現(xiàn)歡場測薯量時輝的氣擺壓。（六哄）環(huán)替境因賊素對肺工作比特性涂的影魂響電離學室測紅量吸駱收劑援量原配理三、舅電離罰室測喇量吸都收劑蒜量的蠶原理由電淋離室劫工作圈原理紅可以命看到渡它的鴿作用缸是測濟量電手離輻靠射在轟空氣脊中或妹在空逆氣等借效壁脆中產(chǎn)匙生的形次級況粒子設電離股電荷搞。而擋在空胳氣中專每產(chǎn)搏生一盒對正胞負粒賊子所輛消耗毒的電繡子動央能，吐對所伯有的叨電子使來說蝦，基豬本是索一個管常數(shù)祥，即食平均采電離池能為W/族e=雜33蒜.9庭7J晝/C。用壞電離臣室測撓量吸蒙收劑侵量可勿分為跪兩步育：首續(xù)先測贊量由蓄電離便輻射迫產(chǎn)生符的電樹離電必荷，夠然后漢利用擔空氣燃的平?jīng)Q均電觀離能鍛計算刮并轉(zhuǎn)剝換成宮電離像輻射禍所沉郊積的艷能量府，即撈吸收豈劑量愚。由唉于電諒離室球本性簽特性另的限煤制，蓄采用揪這種犯方法憲測量基吸收瞞計量惡時對撥不同滋能量駐的電臨離輻訪射，鍋所依潤據(jù)的溉基礎個和計纖算方右法不許同。電離廉室測球量吸命收劑疼量原進理（一赤）中志低能X（γ）射員線吸茄收劑旦量的皺測量根據(jù)竄照射錄量的些定義岔，如涉果用因于測斯量的燥指形悼電離窄室符賭合條筒件①蹲室壁財由空訓氣等鼓材料與制成新；②紀室壁消厚度偽（或李加平輔衡帽想后）慣可達雹到電氏子平蓮衡；姥③氣勝腔體各積可紛精確錦測定沃，則姥可以據(jù)用來衛(wèi)直接編測量致照射江量，阿再轉(zhuǎn)競換為眠吸收俘劑量仙。A為上村面提秧到的賣傳輸倍系數(shù)塞，數(shù)臉值上默應等跡于相銀同位鍋置的清空氣星中某臺點的醉能量追注量踢與相禽同位妙置以誼某種窯介質(zhì)(如水)置換憐空氣票后的披能量染注量扯。電離邪室測油量吸廚收劑砍量原僚理對中陡低能X(γ)射線孤來說販，電粉子平粘衡能供夠建仇立，紹介質(zhì)怪中的吸收灘劑量普可用腹相同臂位置浩處的祝照射瓣量進辣行轉(zhuǎn)先換。微需要嗓注意飾的是這種耀測量背的前技提條室件弦：電礙離室模壁材疫料不漏僅要空氣忍等效，貫而且壁厚丟要滿程足電子棗平衡腿條件。電離處室測倡量吸系收劑推量原襪理（二皺）高浴能電灰離輻端射吸攔收劑京量的疼測量上述猴用電勵離室見測量這照射集量，孟再轉(zhuǎn)么換為專吸收禾劑量生的方仍法，插前提淡條件箱是必推須建蕉立電宏子平犬衡，刷這類只對倦能量唯不高衛(wèi)于2M媽V的X(γ)線適亂用。內(nèi)另外斬照射苦量的恭定義伏僅適伯用于X(γ)光子只輻射坑，不寨能用講于其警它類拔型的諸電離趟輻射惠，如涼電子脹、中瞎子等允。布拉毀格—格雷蝴空腔理論雖可以躬用來梨直接廳從測撇量結萍果計鮮算吸詳收劑厭量。腎布拉腳格—格雷央空腔比理論直認為掉，電負離輻患射在有介質(zhì)姐中的進沉積艦能量垂即介計質(zhì)吸出收劑稅量，賭可通監(jiān)過測果量其看置放成在介艱質(zhì)中背的小茄氣腔慶內(nèi)的怕電離趕電荷乏轉(zhuǎn)換覽。電離雀室測我量吸校收劑促量原災理假設今在一念均勻駛介質(zhì)剩中有撈一充農(nóng)有空欣氣的圈氣腔告，電魔離輻銹射如X(γ)射線拴入射刃，它雞在介聚質(zhì)中座產(chǎn)生拾的次掩級電徒子穿誘過氣畢腔時魯會在終其中晌產(chǎn)生欄電離眠。這厲種電塊離可蘋以是X(γ)射線忙在氣遲腔空致氣中響產(chǎn)生辰的次吊級電百子所徒致，繪也可填以是傻在電昂離室欺空氣庫等效稍壁材驢料中固產(chǎn)生創(chuàng)的電俊子所路致。鑒假定埋氣腔焦的直甜徑遠援遠小帆于次現(xiàn)級電繳子的癥最大仇射，膚則以忙下三晶個假昌定成娛立：①X召(γ)射線剖光子方在空德腔中寺所產(chǎn)誓生的粗次級絹電子世的電濱離，主即氣幕體作能用可忘以忽姻略；②氣腔弄的引門入并千不影呼響次勢級電粗子的灶注量練及能灑譜分駕布；③氣腔匪周圍桐的臨走近介型質(zhì)中護，X(γ)射線群的輻茄射場婆是均宰勻的性。電離引室測泳量吸校收劑存量原挪理也就通是說侄氣腔援的引揮入并椒不改器變次赤級電跨子的劫分布脹，則釘介質(zhì)送所吸勺收的彩電離蕩輻射爽的能傅量Em與氣股腔中遍所產(chǎn)嶄生的酷電離禁量Ja應有娃如下博關系干：式中w/間e為電災子的承平均奇電離惰能，(s密/p粱)m燭/(解s/慮p)冒a為介掃質(zhì)與織空氣莊的平纖均質(zhì)段量阻塵止本服領率禁之比惹。此式摩即是培布拉撇格—格雷崗關系優(yōu)式用布響拉格—格雷謀理論病測量去吸收哀劑量掘時不惰需要枕電子凱平衡照條件戚。電離醋室測損量吸再收劑證量原性理綜合贊低能愧和高劈燕能電峽離輻倉射的賴測量濫原理篇，需義注意指以下快幾點:1、中低程能X(γ)射線雜吸收朱劑量紛的測坡量，昨首先留測量科的可演以是水照射存量，膨但電撈離室臣材料職不僅扮要空州氣等產(chǎn)效，枝而且蓬壁厚周要滿造足電汗子平?jīng)_衡條成件。2、用布巴拉格—格雷膜理論覆測量偷吸收賓劑量衛(wèi)時，凱就不積需要拆電子棍平衡蝴條件銀，因累為根腳據(jù)空偵腔電古離理晨論，救氣腔乒中產(chǎn)盤生的止電離羨電荷胳量只休和介率質(zhì)中氣的實議際吸倡收的捏能量澇有關吳。對許中低孟能X(γ)射線扮時，眉只要慌電離部室壁貧材料狠和空承氣等格效，拿對空樹腔的居大小擋沒有峽特別膨的限鈴制。輩如在君空氣爪中測棉量低英水平鞠輻射煎，電獵離室協(xié)體積夾往往歷比較戀大。3、用空寄腔理瞧論測辛量高曉能電敗離輻源射的逼吸收條劑量亭時，處空腔私應足本夠小吼，一峽般要勾小于牛次級付電子津的最陽大射腿程，魄但也偉不能勿過分揪小，死以致李造成鋤由電掠離產(chǎn)惑生的誘電子敬大量脈跑出修氣腔拔，而騎使布蓋喇格-格雷龍關系攜式失打效。小結飾：電離道室測避量吸賭收劑付量原宗理四、密電離劇輻射怠質(zhì)的郵確定電離詠輻射甜質(zhì)即言輻射滋能量.對某腦些類飲型的竟輻射,如各陰類治晴療機齡所產(chǎn)系生的X射線,由于閃是軔測致輻短射和速為了己適應泰臨床歪治療嚷需要占給予腳均整祥改造茶后,能譜冰甚為受復雜,規(guī)定是和測傅量其膏能量夾較為扇困難.實際痕上放似射治幣療臨層床對規(guī)輻射棉能量所的關犯心,主要魯集中條在電旱離穿潑透物云質(zhì)的垂能力起上.因此,電離靠輻射訓質(zhì)定搞義為屋電離窩輻射炒穿射程物質(zhì)修的本輩領電離紛室測襯量吸斑收劑條量原恐理(一)隊X(γ)射線槍質(zhì)的綠確定1.中低躍能X射線偏質(zhì),一般扣用半輪價層(H仿VL拍)來表斤示.電離拌室測澇量吸樣收劑召量原屬理（二共）電惡離室溝的工呼作特蹈性HV眾L可以新通過X射線眠束貫義穿某喂種介釣質(zhì)時化的減看弱程門度來敢定義涌和確苗定．N＝N0ｅ-μι式中N為達疲到探綢測器碰的光粉子數(shù)惑，N0為入不射光古子數(shù)戶，μ為線理性衰告減系逼數(shù)，ι為吸賓收體牌的厚廣度μ*HV膝L＝0.賴69曬3電離徒室測僑量吸例收劑監(jiān)量原寨理2、放友射性含核素滅產(chǎn)生謹?shù)摩蒙渚€與X射線喪不同,每種塞放射識性核村素放良出γ射線康的衰違變過信程是仔特定已的,根據(jù)見它們慶的衰鴨變圖房誠可以物很清指楚地擱了解虜所用板放射鬧性核盜素的γ射線腹能量.如鈷-6東0在衰屬變過蓮程中新釋放唇兩種昆不同丸能量辣的γ射線,1邊.1貫7和1.著33唇Me及V,因為貌它們聾的衰堤變概原率相槽同,所以商它們垃的平閥均能可量為1.雹25扒M門eV伯.對能滴譜比手較復貨雜的串放射逗性核繡素,經(jīng)過凡對不補同能效量γ射線論衰變跑概率堆的加套權處隸理,就可鐵以得勁到其濱平均謹能量.因此,放射猜治療顆中放事射性辭核素數(shù)的γ射線稻質(zhì),一般束用其掏核素傘名和料輻射遼類型榮表示,如鈷-6碧0γ射線,銫-1蟻37γ射線師等.電離筍室測樣量吸舊收劑內(nèi)量原匆理3.高能X射線加速報器產(chǎn)端生的聰高能X射線,能譜萄是連免續(xù)的,最大蘇能量涉可以朱認為尼與加嗎速電倆子打狂靶前喬的能緩量相島同.高能X射線肢的射恢線質(zhì)肅原則弦上也虧可以宴用某慣種材娛料的造半價巷層值關表示,但因縣為高窩能X射線浸的穿民透力握較強,線性秧衰減焰系數(shù)μ值隨配射線舟質(zhì)的罵變化喚比較帽小,因此晚高能X射線企的射貸線質(zhì)危一般精用電酬子的塊標稱盜加速壯電位雕表示,單位欲是兆健伏(M戀V)丑.從劑值量學醒角度專考慮,對高為能X射線劍質(zhì)的葬確定,常用輻射才質(zhì)指滔數(shù)I來表常示.電離理室測及量吸牛收劑遞量原委理輻射摟質(zhì)指通數(shù)的暫定義泡方法唱有兩責種:一是惑保持葉靶到娛探測股器的欺距離忌不變,以水誼模中20儉cm處和10闖c稻m各處攀的組棗織體園模比TP懇R的比必值表慶示;二是管保持敲靶到敘模體五表面友的距喉離不弊變,以水穿模中20楚cm處和10嘩cm處的撲百分姿深度令劑量PD衛(wèi)D的比舅值表毀示電離忍室測音量吸急收劑饅量原筍理(二)高能頭電子段束射挎線質(zhì)側的確席定加速男器產(chǎn)暈生的討高能云電子呼束,在電住子引眼出窗企以前,能譜嚷相對哄較窄,基本公可認悼為是湖單能.電子瓣束引下出后,經(jīng)過途散射鈴箔,監(jiān)測泛電離恰室,空氣浴等介辮質(zhì),并經(jīng)丸準直亭器限羽束到諒模體(或患鐵者)表面徹和進患入模虧體后,能譜溜逐漸蟻變寬.因此,電子腦束能跡量在疤不同再位置雖數(shù)值猜差別光很大.從臨費床使討用和遞水中威吸收榴劑量殘測量駛考慮