辐射剂量单位与剂量计算.ppt

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辐射剂量学中的量：
吸收剂量 比释动能 照射量 剂量当量
01
剂量学中的量是为了对辐射与物质相互作用产生的真
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实效应和潜在影响提供一种物理学上的量度。这些量
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的数值，既依赖与辐射场的性质又依赖与辐射与物质
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的相互作用的程度。
辐射剂量学中使用的量
授与能ε是电离辐射以电离、激发的方式授与某一体积中物质的
1
能量。
2
ε=RIN-ROUT+∑Q
3
RIN是进入该体积的辐射能；ROUT是从该体积逸出的辐射能,∑Q是
4
在该体积中发生的任何核变化时，所有原子核和基本粒子静止质
5
量能变化的总和。
6
授与能的单位是J。它是个随机变量，但是它的数学期望值，即平
7
均授与能 是非随机变量。
8
授与能
一 吸收剂量
吸收剂量
吸收剂量
吸收剂量D是单位质量受照物质中所吸收的平均辐射能量。即
D=d /dm
式中d 是电离辐射授与质量为dm的物质的平均能量。
吸收剂量D的单位是J·kg-1，专门名称是戈瑞(Gray)。1Gy=1 J·kg-1。
过去吸收剂量的专用单位是拉德（rad），1rad=10-2Gy。
吸收剂量适用与任何类型的辐射和受照物质，并且是个与一无限小
体积相联系的辐射量，即受照物质中每一点都有特定的吸收剂量数
值。因此在给出吸收剂量数值时，必须指明辐射类型、介质种类和
所在位置。
Ḋ=dD/dt
吸收剂量率Ḋ是单位时间内的吸收剂量，定义为dD除以Dt所得的
式中，dD是时间间隔dt内吸收剂量的增量。
吸收剂量率Ḋ的单位是J·kg-1·s-1，亦即Gy·s-1。
商，即
吸收剂量率
带电粒子平衡
带电粒子平衡
设不带电粒子通过体积为V的物质，如图所示。假设在体积V中任取
一点O，并以O点为中心取一小体积元∆V。不带电粒子传给小体积
元∆V的能量，等于它在∆V内所产生的次级带电粒子动能的总和，
这些次级带电粒子有的产生在∆V内，也有的产生在∆V外的。若每
一个带电粒子离开以O点为中心的小体积元∆V时，就有另一个同种
类、同能量的带电粒子进入该体积元来补偿，则称点O 存在带电粒
子平衡。如果涉及的带电粒子特指电子。则称为电子平衡。带电粒
子平衡总是同辐射场内特定位置相联系的。
在∆V内存在带电粒子的平衡条件是：
∆V的边界向各个方向伸展距离d至少大于初级入射
粒子在该物质中所产生的次级带电粒子的最大射程Rmax，并在
d≥ Rmax的区域内辐射场是恒定的，即入射的粒子注量和谱分布为
恒定不变。
≥ Rmax的区域内，物质对次级带电粒子的阻止本领以
及对初级入射粒子的质量吸收系数也应该是恒定不变的。
显然，上述条件是难以实现的，在某些情况下，能够达到相当好的
近似。例如对于137Cs、60Co的γ射线，如果认为入射的辐射1%左
右的衰减可以忽略，那么在受照物质（如水）中可能存在着很好的
近似电子平衡。对于中子，由于建立带电粒子平衡比较容易，因
此，即使中子能量高达30MeV，在某些物质（如水）中仍存在较好
的近似带电粒子平衡。
01
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转移能
转移能εtr是不带电粒子在某一体积元内转移给次级带电粒子的初
始动能的总和，其中包括在该体积内发生的次级过程所产生的任何
带电粒子能量。
转移能εtr单位是J，它同授与能ε一样也是随机量，其数学期望
值，即平均转移能 是非随机量。
二 比释动能
比释动能
比释动能
不带电粒子授与物质的能量过程可以分为两个阶段。第一，不带电
粒子与物质相互作用释放出次级带电粒子，不带电粒子的能量转移
给次级带电粒子；第二，带电粒子将通过电离、激发，把从不带电
粒子那里得来的能量授与物质。吸收剂量是表示第二过程的结果。
为了表示第一过程的结果，我们引进另一个新辐射量，即比释动能
比释动能K定义为d 除以dm所得的商，即
K= d /dm
式中d 是不带电粒子在质量dm的物质中释放的全部带电粒子的初
始动能总和的平均值，它既包括这些带电粒子在韧致辐射过程中辐
射出来的能量，也包括在该体积元内发生次级过程所产生任何带电
粒子的能量。
比释动能的单位与吸收剂量的单位相同，即J·kg-1或Gy。
比释动能只适用于不带电粒子，但适用于任何物质。