放射防护课件8辐射测量的方法
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探测射线的方法 放射性的应用与防护 课件
[审题指导] 根据题目中发生的核反应过程，由已知 的原子核、粒子，根据电荷数、质量数守恒的原则写出核 反应方程式。
[解析] 中子轰击铜核的核反应方程为 10n＋6259Cu→6258Ni＋AZX， 则 1＋65＝65＋A， 0＋29＝28＋Z， 得 A＝1，Z＝1，则 X 为11H。 上述方程为10n＋6259Cu→6258Ni＋11H。 同样办法可得镍发生 β 衰变的核衰变方程： 6258Ni→6259Cu＋0－1e。 [答案] 10n＋6259Cu→6258Ni＋11H 6258Ni→6259Cu＋－0 1e
2．气泡室探测射线的特点 控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体 的沸点。当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体 过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成。气泡室在观察 比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧， 可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得 多的机会来摄取所寻找的事件。人们根据照片上记录的情况， 可以分析出粒子的带电、动量、能量等情况。
2．探测射线的装置 (1)威耳逊云室： ①原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体 分子 电离 ， 过饱和 酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结 成雾滴，于是显示出射线的径迹。 ②粒子的径迹
α粒子
β粒子
γ粒子
径迹 直 而粗 比较细 ，且常常 弯曲 一般看不到
(2)气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的 是气泡室里装的是 液体 ，例如液态氢 。
3．盖革—米勒计数器只能计数 这种探测器使用起来方便，根据各种射线的电离本领， 它不能探测γ粒子，因为γ子不带电，几乎无电离能力，不能 使计数器产生放电脉冲，只能探测β射线和α射线。由于射线 进入后形成一次次的电离，在外电路中就产生了一次次的脉 冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来，即可计数， 盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射线的种类。 [名师点睛] 威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线 的性质和种类，而盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射 线的种类。
[解析] 中子轰击铜核的核反应方程为 10n＋6259Cu→6258Ni＋AZX， 则 1＋65＝65＋A， 0＋29＝28＋Z， 得 A＝1，Z＝1，则 X 为11H。 上述方程为10n＋6259Cu→6258Ni＋11H。 同样办法可得镍发生 β 衰变的核衰变方程： 6258Ni→6259Cu＋0－1e。 [答案] 10n＋6259Cu→6258Ni＋11H 6258Ni→6259Cu＋－0 1e
2．气泡室探测射线的特点 控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体 的沸点。当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体 过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成。气泡室在观察 比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧， 可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得 多的机会来摄取所寻找的事件。人们根据照片上记录的情况， 可以分析出粒子的带电、动量、能量等情况。
2．探测射线的装置 (1)威耳逊云室： ①原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体 分子 电离 ， 过饱和 酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结 成雾滴，于是显示出射线的径迹。 ②粒子的径迹
α粒子
β粒子
γ粒子
径迹 直 而粗 比较细 ，且常常 弯曲 一般看不到
(2)气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的 是气泡室里装的是 液体 ，例如液态氢 。
3．盖革—米勒计数器只能计数 这种探测器使用起来方便，根据各种射线的电离本领， 它不能探测γ粒子，因为γ子不带电，几乎无电离能力，不能 使计数器产生放电脉冲，只能探测β射线和α射线。由于射线 进入后形成一次次的电离，在外电路中就产生了一次次的脉 冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来，即可计数， 盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射线的种类。 [名师点睛] 威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线 的性质和种类，而盖革—米勒计数器只能计数，不能区分射 线的种类。
探测射线的方法 放射性的应用与防护 课件
【解题指导】在深刻理解射线特性的基础上分析此题. 【标准解答】选D.利用放射线消除有害静电是利用放射线的 电离性，使空气分子电离成为导体，将静电导出，A错误；γ 射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，B错误； 作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选 才能培育出优秀品种，C错误；用γ射线治疗肿瘤对人体肯定 有副作用，因此要科学地控制剂量，D正确.
在利用放射性的同时，要注意保护生态环境，从而实现可持 续发展.
【典例3】关于放射性同位素应用的下列说法中正确的是( ) A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到 消除有害静电的目的 B.利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体透视 C.用放射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优 良的品种 D.用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常 组织造成太大的伤害
三、放射性同位素及其应用
1.放射性同位素 (1)放射性同位素的分类： ①天然放射性同位素. ②人工放射性同位素. (2)人工放射性同位素的优势 ①放射强度容易控制.②可制成各种所需的形状.③半衰期短， 废料易处理.
2.放射性的应用 (1)放射出的射线的利用 ①利用γ射线的贯穿本领:利用60Co放出的很强的γ射线来检 查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫γ射线探伤.利用γ射线 可以检查30 cm厚的钢铁部件，利用放射线的贯穿本领，可用 来检查各种产品的厚度、密封容器中的液面高度等，从而自 动控制生产过程. ②利用射线的电离作用：放射线能使空气电离，从而可以消 除静电积累，防止静电产生的危害.
二、核反应及核反应方程
1.核反应的条件:用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击 原子核使原子核发生转变. 2.核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将 原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变.
放射性测量单位及核辐射防护ppt课件
（二）能注量和能注量率
1．能注量ψ 能注量定义：在空间一给定点处，射入该点为中心
的小球体的所有粒子的能量总和dER(不包括静止能 量)除以该球体的截面积da：
dE R
da
能注量单位：焦耳每平方米，j/m2
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11
第一节 放射性测量常用单位
三、放射性辐射的物理量和单位
（二）能注量和能注量率
老的专用单位：伦琴/时，微伦/秒 1γ＝1μR/h＝7.17×10-14C/kg.s 1R/h＝106γ＝ 7.17×10-8C/kg.s
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17
第一节 放射性测量常用单位
四、点源γ辐射照射量率的计算
在O点处有一活度为mBq的γ辐射源(各向同性)，距它
dcm的A点的γ辐射照射量率为XA,如图：
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23
第二节 标准源与标准模型
一、标准源
（一）射线标准源 1、α射线标准源 α活度标准源，一般用单位时间内2π立体角
内所发射的α粒子数来表示其发射率，其值 是用2π正比计数器测量的。 如需知道α标准源的放射性活度值时，必须 将源做得很薄，尽量减少自吸收，并对测量 结果进行一些必要校正后才能给出其活度值。
eU－当量铀含量； 1Uγ ＝ 1 g/t eU
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7
第一节 放射性测量常用单位
二、放射性物质的含量单位
4、液体或气体物质中放射性核素的含量单位 体积活度，或体积含量
以体积含量表示，即单位体积中放射性物质的活度 或质量，用Bq/L, g/L, mg/L等表示。
原用单位为：Ci/L，爱曼（10-10 Ci/L ） 新老单位换算： 1 Bq/L＝0.27爱曼 1爱曼(em)＝3.7 Bq/L
1．能注量ψ 能注量定义：在空间一给定点处，射入该点为中心
的小球体的所有粒子的能量总和dER(不包括静止能 量)除以该球体的截面积da：
dE R
da
能注量单位：焦耳每平方米，j/m2
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三、放射性辐射的物理量和单位
（二）能注量和能注量率
老的专用单位：伦琴/时，微伦/秒 1γ＝1μR/h＝7.17×10-14C/kg.s 1R/h＝106γ＝ 7.17×10-8C/kg.s
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第一节 放射性测量常用单位
四、点源γ辐射照射量率的计算
在O点处有一活度为mBq的γ辐射源(各向同性)，距它
dcm的A点的γ辐射照射量率为XA,如图：
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第二节 标准源与标准模型
一、标准源
（一）射线标准源 1、α射线标准源 α活度标准源，一般用单位时间内2π立体角
内所发射的α粒子数来表示其发射率，其值 是用2π正比计数器测量的。 如需知道α标准源的放射性活度值时，必须 将源做得很薄，尽量减少自吸收，并对测量 结果进行一些必要校正后才能给出其活度值。
eU－当量铀含量； 1Uγ ＝ 1 g/t eU
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第一节 放射性测量常用单位
二、放射性物质的含量单位
4、液体或气体物质中放射性核素的含量单位 体积活度，或体积含量
以体积含量表示，即单位体积中放射性物质的活度 或质量，用Bq/L, g/L, mg/L等表示。
原用单位为：Ci/L，爱曼（10-10 Ci/L ） 新老单位换算： 1 Bq/L＝0.27爱曼 1爱曼(em)＝3.7 Bq/L
《放射防护知识培训》PPT课件_OK
有效剂量适用于辐射防护领域随机效应 危险度评价。
38
5、放射性活度：
放射性活度（A）是指一定量放射性核素 在时间间隔dt内自发核衰变的次数dN与此 时间间隔的比值，即单位时间内核衰变的 次数。 A= dN/ dt
39
放射性活度简称活度或强度。在国际制 （SI）单位系统内，放射性活度的专用名称 为贝克勒尔，即每秒一次衰变。符号为： Bq。专用单位为居里（Ci）。
46
放射防护基本标准(GB18871-2002)
职业照射剂量限值：
任何工作人员的职业照射水平不超过下述 限值： 1、连续5年的平均有效剂量：20mSv； 2、任何一年的有效剂量：50mSv； 3、眼晶体年剂量当量：150mSv； 4、四肢或皮肤年剂量当量：500mSv。
47
公众照射剂量限值：
实践使公众中有关人群成员所受的平均剂 量估算值不应超过下述限值：
8
加速器产生的辐射可分为瞬时辐射和剩 余辐射两类：
瞬时辐射—包括初级辐射（被加速的带 电粒子）及其与靶材料或加速器的结构材 料相互作用产生的χ射线和中子等次级辐射。
瞬时辐射在加速器运行时产生，关机后 即可消失，它是加速器辐射屏蔽、防护和 监测的主要对象。
9
剩余辐射—是指加速器的初级辐射和次 级辐射在加速器结构材料及环境介质（空 气、屏蔽物等）中诱发生成的感生放射性， 它在加速器停止运行后继续存在。
43
2、职业照射：从事放射性工作的人员所 受的电离辐射。
3、事故照射：非自愿接受的照射。 4、其它照射：消费品中的人工辐射源所 致的照射等。
44
放射工作人员个人剂量监测结果
受照 类型 诊断 治疗 核医学 工业探伤 核工业 其它 合计
年均个人剂量（mSv/a）分布(%)
38
5、放射性活度：
放射性活度（A）是指一定量放射性核素 在时间间隔dt内自发核衰变的次数dN与此 时间间隔的比值，即单位时间内核衰变的 次数。 A= dN/ dt
39
放射性活度简称活度或强度。在国际制 （SI）单位系统内，放射性活度的专用名称 为贝克勒尔，即每秒一次衰变。符号为： Bq。专用单位为居里（Ci）。
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放射防护基本标准(GB18871-2002)
职业照射剂量限值：
任何工作人员的职业照射水平不超过下述 限值： 1、连续5年的平均有效剂量：20mSv； 2、任何一年的有效剂量：50mSv； 3、眼晶体年剂量当量：150mSv； 4、四肢或皮肤年剂量当量：500mSv。
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公众照射剂量限值：
实践使公众中有关人群成员所受的平均剂 量估算值不应超过下述限值：
8
加速器产生的辐射可分为瞬时辐射和剩 余辐射两类：
瞬时辐射—包括初级辐射（被加速的带 电粒子）及其与靶材料或加速器的结构材 料相互作用产生的χ射线和中子等次级辐射。
瞬时辐射在加速器运行时产生，关机后 即可消失，它是加速器辐射屏蔽、防护和 监测的主要对象。
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剩余辐射—是指加速器的初级辐射和次 级辐射在加速器结构材料及环境介质（空 气、屏蔽物等）中诱发生成的感生放射性， 它在加速器停止运行后继续存在。
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2、职业照射：从事放射性工作的人员所 受的电离辐射。
3、事故照射：非自愿接受的照射。 4、其它照射：消费品中的人工辐射源所 致的照射等。
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放射工作人员个人剂量监测结果
受照 类型 诊断 治疗 核医学 工业探伤 核工业 其它 合计
年均个人剂量（mSv/a）分布(%)
辐射测量与防护ppt课件
比释动能K
表征非带电粒子在考 察的体积内交给带电 粒子的能量
空气
任何介质
X、γ射线
非带电粒子辐射
C kg-1
Gy
R
rad
吸收剂量D 表征任何辐射在考 察的体积内被物质 吸收的能量
任何介质
任何辐射
Gy
rad
8
核辐射防护的目的与任务
目的
①提供保护人类的适当的标准而不过分限制
有益的引起照射的实践
②防止确定性效应的发生 ③减少随机性效应的发生率
2001
2002
2003
运行前
29
相关国际组织
国际辐射单位与测量委员会 ICRU （International Commission on Radiation Units and Measurements) 国际放射防护委员会 ICRP （International Commission on
Radiological Protection) 性质：非官方、非营利的国际学术团体 组织结构：主委会（main commission)
United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation
国际原子能组织机构 IAEA:
International Atomic Energy Agency
31
Committee 1: 辐射生物效应 Committee 2: 次级剂量限值 Committee 3: 医学中的防护 Committee 4: 委员会推荐的应用 Committee 5: 非人类生物效应（新增） 地位、作用：其出版物是各国制定法规的依据和参考；但不具有法规性质
探测射线的方法、放射性的应用与防护 课件
[解析] (1)因放射性的电离作用，空气中与验电器所带电荷电 性相反的离子与之中和，所以使验电器所带电荷消失． (2)α 射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度 1 mm 的铝板，因 而探测器不能探到，γ 射线穿透本领最强，穿透 1 mm 的铝板和 几毫米厚铝板打在探测器上很难分辨，β 射线也能穿透几毫米厚 的铝板，但厚度不同，穿透后 β 射线中的电子运动状态不同， 探测器容易分辨．
直而粗
②
弯曲
(2)气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡 室里装的是__液__体__，如液态氢． 粒子通过_过__热___液体时，在它的周围产生__气__泡__而形成粒子的
径迹．
(3)盖革—米勒计数器 ①优点：G-M 计数器非常_灵__敏___，使用方便． ②缺点：只能用来_计__数___，不能区分_射__线__的__种__类___．
三、放射性同位素的应用与防护 1．应用射线：利用 γ 射线的_穿__透__本__领___可以测厚度等，还可以 用于放射治疗、照射种子培育优良品种等． 2．示踪原子：一种元素的各种同位素具有_相__同___的化学性质， 用放射性同位素替换非放射性的同位素后可以探测出原子到达 的位置． 3．辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线 对人体组织_有__破__坏__作__用___．要防止放射性物质对水源、空气、 用具等的污染．
原子的人工核反应和人工转变 1.条件：用 α 粒子、质子、中子，甚至用 γ 光子轰击原子核使原 子核发生转变． 2.实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开， 而是粒子打入原子核内部使核发生了转变． 3.规律 (1)质量数、电荷数守恒． (2)动量守恒．
4.原子核人工转变的三大发现 (1)1919 年卢瑟福发现质子的核反应 147N＋42He→178O＋11H. (2)1932 年查德威克发现中子的核反应 94Be＋42He→126C＋10n. (3)1934 年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素的核反应： 2173Al＋42He→3105P＋10n；1350P→1340Si＋01e. 5．核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接， 只能用单向箭头表示反应方向．
探测射线的方法放射性的应用与防护 课件
追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里去， 是怎样分布的了，我们把用作这种用途的放射性同位素叫 作示踪原子．
例如：利用示踪原子可以检查输油管道上的漏油位 置．在生物学研究方面，同位素示踪技术也起着十分重要 的作用．在给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位 素，这样可以知道农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥 料．
(4)盖革—米勒计数器：G—M计数器非常灵敏，用 它推测射线十分方便．但不同的射线产生的脉冲现象 ____相__同____ ， 因 此 只 能 用 来 计 数 ， 不 能 区 分 射 线 的 ___种__类___．
2．核反应． 原子核在其他粒子的轰击下生成_新__原__子__核_的过程， 人类第一次实现原子核的人工转变，是卢瑟福用 __α_粒__子___轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，该核 反 应 方 程 为 _147_N_＋__42_H_e_―__→__178_O_＋__11_H_ ， 这 也 使 人 们 发 现 了 ___质__子___．
4．盖革—米勒计数器． (1)构造． 计数器的主要部分是计数管，其结构如下图所示．它是一 支玻璃管，里面有一个铜圆筒(或在管壁上涂有一层导电薄膜)， 这是阴极，穿过圆筒轴心的钨丝是阳极．管内充有低压的惰性 气体，工作时在两极间加上的电压通常略低于管内气体的电离 电压．
(2)原理．
当某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离， 产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中 的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子……这 样，一个粒子进入管中后可以产生大量电子．这些电子到 达阳极，阳离子到达阴极，在电路中就产生一次脉冲放电， 利用电子仪器可以把放电次数记录下来．
2．仪器． 威尔逊云室． (1)构造． 云室的主要结构如下图所示．圆筒形容器的下底是一个可在小范 围活动的活塞；上盖是透明的，通过它可观察云室内发生的现象或进 行照相．放射源可放在室内侧壁附近，也可放在室外侧壁的窗口．
探测射线的方法、放射性的应用与防护 课件
2．气泡室 (1)原理：气泡室的原理同云室的原理类似，
所不同的是气泡室里装的是液体，控制气泡室 内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体 的沸点。当气泡室内压强突然降低时，液体的 沸点变低，使液体过热，此时让射线粒子射入 室内，粒子周围就有气泡形成。用照相机拍摄 出径迹照片，根据照片上记录的情况，可以分 析粒子的性质。 (2)气泡室和云室的比较：气泡室的工作原理 与云室相类似，云室内装有气体，而气泡室内 装的是液体。相同之处在于都可以形成射线粒 子的运动径迹，通过研究径迹，研究射线的性 质。
④用射线照射植物，引起植物的变异，也可以 利用它杀菌、治病等。
(2)做示踪原子
把放射性同位素原子通过物理或化学反应的方 式掺到其他物质中，然后用探测仪进行追踪， 这种使物质带有“放射性标记”的放射性同位 素原子就是示踪原子。例如：
①在农业生产中，探测农作物在不同的季节对 元素的需求。
②在工业上，检查输油管道上的漏油位置。
二、核反应及核反应方程 1．核反应的条件 用 α 粒子、质子、中子，甚至用 γ 光子轰击原子核使原子 核发生转变。 2．核反应的实质 用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而 是粒子打入原子核内部使核发生了转变。
3．原子核人工转变的三大发现 (1)1919 年卢瑟福发现质子的核反应： 174N＋42He―→187O＋11H (2)1932 年查德威克发现中子的核反应： 94Be＋42He―→162C＋10n (3)1934 年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子 的核反应：2173Al＋42He―→3105P＋10n；3105P―→3104Si＋01e
3．放射性同位素的主要应用
(1)利用它的射线
①利用放出的γ射线检查金属部件是否存在砂 眼、裂痕等，即利用γ射线进行探伤。
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一般情况下，我们不直接测量电离电流，而是通
过一个积分放大器，将电离电流在一个积分电容
上充电，通过测量积分电容两端的积分电压来推
算积分电荷量。图7-3为常用的电荷测量电路。根
据运算放大器工作原理：
U0
Q C
2020/4/13
2020/4/13
（四）特殊电离室
• 指形电离室不适合测量表面剂量，对于高 能光子束，为了测量在建成区内的剂量， 探测器必须很薄以至于穿过灵敏体积时没 有剂量梯度；另外，电离室受照射野的影 响不明显。
当X射线从X线管焦点发出射入电离室后，在整个 电离室内都会产生电离。因此，电离室的电极板 与X射线束边缘的距离应大于次级电子在空气中的 射程，使得电子在其能量耗尽之前不能直接跑到 电极，从而保证电子完全阻止在空气之中，其能 量全部用于在电离室内引起空气电离。
2020/4/13
图中与收集电极C相对的体积为“收集体积”， 即收集电极上方次级电子产生电离的那部分体积。 凡在“收集体积”内产生的离子，其中的一种符 号的离子将在电场作用下全部移向收集电极。 为了消除使“收集体积”外产生的次级电子在 “测量体积”内电离电荷的贡献，“收集体积” 周围空气厚度必须大于次级电子的最大射程，从 而使次级电子在电离室内达到“电子平衡”。
2020/4/13
• 在电离室的内壁涂有一层导电材料，形成 一个电极；另一个电极位于中心，是用较 低原子序数材料（如石墨或铝）制成的收 集极。
• 目前普遍使用的是Farmer型指形电离室， 它是英国物理学家Farmer最初设计，后由 Aird和Farmer改进的，该电离室有很好的 能量响应特性（1%~4%）。
2020/4/13
• 收集电极用来收集电离室内产生的某一种符号的 离子，它被接到测量电荷的静电计上。
• 保护电极与收集电极相互隔开，但具有相同的电 位，用以使收集电极上的电场均匀，保证中间区 域的电力线垂直于电极。
• 自由空气电离室一般为国家一级或二级剂量标准 实验室所配置，作为标准，对现场使用的电离室 型剂量仪进行校准，并不适合于在现场使用。
2020/4/13
辐射测量的基础：放射线与物质相互作用可以产生 各种效应，这些效应都可以成为射线测量的基础。 如应用射线的电离作用、热作用、感光作用、荧光 作用可以制作各种电离室，闪烁计数器、荧光玻璃 剂量计、热释光剂量计、胶片剂量计等。 在对射线测定时，应根据实际情况，考虑仪器的测 量量程、能量响应、读数建立时间、仪器的灵敏度、 精确度等因素。
2020/4/13
•结果造成室壁电子在空气腔内产生的电离略小于 在自由空气电离室中产生的电离； •但中心电极的原子序数通常比较大，用石墨或铝 制成的收集极，它的尺寸和它在电离室中的位置、 几何形状可为上述损失提供补偿。 •由于不同能量的X、γ射线产生的次级电子的射程 不同，故应选用不同厚度室壁的电离室。
2020/4/13
一、吸收剂量的基本测量法
任何一种物质，当其受到辐射照射后，其吸 收的射线能量将以热的形式表现出来，吸收 的能量越大，则产生的热量亦越高。 将介质吸收的能量与其释放的热量进行已知 的吸收能量与热量的刻度，就可以定量给出 吸收剂量的大小。 量热计正是基于这样的原理制成的。
• 经实验确定，中心收集极的直径1.0mm， 在灵敏体积中的长度为20.5mm，使该种电 离室有很好的能量响应特性(1％一4％)。
2020/4/13
• 目前，一般常用与空气等效的材料做成不 同厚度的平衡罩，当测定较高能X、γ射线 时，需在原来电离室室壁上套上适当厚度 的平衡罩。
2020/4/13
• 但实用型电离室很难同时满足上述条件。 • 为此，在实际中，需要用自由空气电离室
2020/4/13
（四）特殊电离室
• 平行板电离室除电极间距离不能变化外，类 似于外推电离室。平行板电离室电极间的距 离很小（~2mm），壁或窗非常薄（ 0.01~0.03mm）。
• 许多国家和国际学术组织都推荐使用平行板 电离室用来校准放射治疗中的电子束。
2020/4/13
第二节 吸收剂量的测定
2020/4/13
为什么要对放射线进行测量？
•在应用放射线进行诊断和治疗中，我们需了解放射源 所输出的射线强度，以确定所采取的照射量是否符合 临床的要求；
•需要定量测量被照射的肢体或病灶所吸收的射线剂量 的大小，从而判断能否达到预期的疗效；
•需要对X、γ射线或其他类型的辐射所形成的射线场 进行定量测量，以判断对辐射所设置的屏蔽，为工作 人员所提供的放射防护水平能否达到国家所规定的安 全标准。
• 压缩的空气壁可用空气等效材料代替，从 而可以制成实用型空气等效电离室。
• 电离室壁材料与空气的有效原子序数愈接 近，则实用型电离室与标准电离室的等效 性愈好。
2020/4/13
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（一）实用型电离室
• 图（a）表示的电离室设想有圆形空气外壳， 中心为充有空气的气腔。
• 假定空气外壳的半径等于电离辐射在空气中产 生的次级电子的最大射程，满足进入气腔中的 电子数与离开的相等，电子平衡就存在。
KTP227.923.23t7P60
其中，t为测量时气温（t℃）；P为测量时气压 （毫米汞柱）。
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（三）、电离电荷测量电流
由于X、γ射线在电离室中产生的电离电荷量非常 小，所形成的电离电流在10-6-10-15A之间，因此测 量如此微弱的电流信号就要求其测量电路要有较 强的抗干扰性，有较高的输入阻抗，有较大的放 大倍数。
自由空气电 离室基本结
构， C为收集极
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第 一节 照射量的标准测量
一、自由空气电离室
自由空气电离室结构：
测量体积 收集体积 保护电极 收集电极 测量体积的周围的带 电粒子平衡要求
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图中阴影部分称为“测量体积V”，即X射线束通 过的、正对收集电极的那部分空气体积，也就是 需要隔离的，质量已知的那部分空气的体积。
ass a00
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Q
f
l1 ( LL)
s (en
f l1
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)
e w
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l1
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f l1
Q (en /)w e a(L L)
X
Q
a(LL)
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但是必须注意，由于入射口至“测量体积” 间空气对X线的吸收、离子复合、散射光子形 成的多余电子，阻止于电离室壁中的电子损 失，以及由于温度与气压偏离标准状况而引 起的空气密度的变化等，很难完全达到电子 平衡及空气质量的稳定。
• 例如，对100~250kV的X射线，其空气等效 壁的厚度约为1mm，就可达到电子平衡。
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（一）实用型电离室
•图7-2c是一个典型的实用型柱形电离室示意图。 •电离室室壁材料与中心电极的有效原子序数应 与自由空气基本等效。 •这一前提可以保证电离室室壁内释放的次级电 子的能谱与空气相似。 •最常用的室壁材料有石墨、电木或塑料。 •实际上室壁材料的有效原子序数一般低于空气 的有效原子序数7.67，接近于石墨的有效原子 序数6.0。
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在电子平衡条件下，收集电极收集到的一切离子 是由“测量体积”内被X射线击出的次级电子所 形成的，设这些被收集的离子总电荷量为Q（库 仑）。“测量体积”内空气的质量为m。
m=ρ·V 式中，ρ为标准状况下（0℃760毫米汞柱）的空 气密度。V为“测量体积”内空气的有效体积。 X线的照射量为：
来对实用型电离室做校准刻度。 • 通过使用两种电离室同时测量已知强度的X
、γ射线源，给出实用型电离室测量校准因 子，用于校正实用型电离室所测照射量值 。
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电离室在使用一段时间后仍需校准，校对时室温一 般为20℃，气压为760毫米汞柱。但在实际应用时， 往往偏离校正时的气温和气压，造成测量误差，故 对所测的数值应进行温度、气压校正。其校正系数 KTP为：
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二、实用型电离室
标准型电离室体积庞大，应用技术较 为复杂，当X、γ光子能量较高时，建 立“电子平衡”的空气厚度较大，因 此它只能作为标准电离室放置在国家 标准实验室内作为次级标准计量仪使 用，而不能作为现场测量仪器。
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• 如果我们将“收集体积”外的空气进行压 缩，则既能满足“电子平衡”条件，同时 又可以大大缩小电离室体积。
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Farmer型电离室基本结构
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Farmer型电离室能量响应曲 线
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• 电离室壁材料为纯石墨(纯度99.99％)，中 心收集电极为纯铝材料(纯度99.5％)，极间 绝缘材料为聚三氯乙烯-氟乙烯化合物 (PTCFE)，灵敏体积为0.61土0.01cm2。
XQ Q
M V
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测量体积的确定
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一、自由空气电离室
m Va(L L )
fl1(LL)
Q s ( en/
fl1
e
) w
asds
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• 在发散的情况下，能量注量按离开射线源 距离的平方减少，而射线束的截面积则随 这一距离的平方而增大。因而在离开射线 源的不同距离上，射线束的截面积与该截 面上的能量注量的乘积为常数，即
• 此条件下的电离室可认为与自由空气电离室具 有相同的功能。
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（一）实用型电离室
• 如果将图（a）中的空气外壳压缩，则可形 成图（b）所示的固态的空气等效外壳。所 谓空气等效就是该种物质的有效原子序数 与空气有效原子序数相等。
• 由于固体空气等效材料的密度远大于自由 空气密度，该种材料中达到电子平衡的厚 度可远小于自由空气厚度。