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1、电离辐射剂量与防护康 玺系馆315 Tel: 8281887E-mail:第一章第一章 电离辐射与物质的相互作用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。n直接电离辐射和间接电离辐射直接电离辐射和间接电离辐射 直接电离辐射
2、直接电离辐射 快带电粒子穿过物质时，通过库伦相互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。级过程引起电离的粒子称为直接电离辐射。 间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。引起电离的不带电粒子称为间接电离
3、辐射。nExternal radiation（外辐射）：体外源发射的辐射n=External irradiation（外照射）。nInternal radiation（内照射）：体内分布源发射的辐射。二、电离辐射场的描述nIonization radiation field（电离辐射场）：电离辐射居留的空间。1、粒子数和辐射能nParticle number（粒子数）N：发射、转移或接受的粒子数目， 单位是1。nParticle 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。nRadiant energy（辐射能）R：发射、转移或接受的辐射粒子
4、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 dada（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-2Pda（3）Fluence rate（注量率）Parti
5、cle 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 -14.能谱分布（Energy spectrum distr
6、ibution）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。 dasV证明：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 = (das ) =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：n平行宽电子束垂直入射到散射箔上，其注量为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，设电子束无衰减的穿过散射箔后沿与入射成角的方向方向6060度射出。在散射箔前后用平行板探测器和球度射出。在散射箔前后用平行板探测器和球形探测器测定注量形探测器测定注量. . n球形探测器在散射箔前后：n平行板探测器在散射箔前：n平行板探测器在散射箔后：
