辐射剂量学作业课后习题参考答案

第一章

1.给出N 、R 、φ、ψ和r 的微分谱分布和积分普分布的定义，并写出用βE 表示这些辐射量的表达式。

解：N 、R 、φ、ψ和r 均存在着按粒子能量分布，如果用Q 代表这些辐射量，用

E 代表

粒子能量(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，QE 是Q 的微分分布，它是能量在E 附近单位能量间隔内粒子对Q 的贡献，用P E 表示以上辐射量。

dE d P E

E

Ω=⎰⎰Ω

ϕ ψ=dE d EP E

E

Ω⎰⎰Ω

R=ααdEd dtd EP E

t

E

Ω⎰⎰⎰⎰Ω

r=dE EP E

E

⎰

N=ααdEd dtd p E

t

E

Ω⎰⎰⎰

⎰Ω

2.判断下表所列各辐射量与时间t 、空间位置γ、辐射粒子能量E 和粒子运动方向Ω之间是否存在着函数关系，存在函数关系者在表中相应位置处划“”，不存在则划“”号。 解：如下表所示

3.一个60C 0点源的活度为×107Bq ，能量为和的γ射线产额均为100%。求在离点源1m 和10m 处γ光子的注量率和能量注量率，以及在这些位置持续10min 照射的γ光子注量和能量注量。

解：先求在离点源1m 处γ光子注量和能量注量率

1

262

721.10892.51

14.34%100107.34%100--⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯=s m r A πϕ 2

13

1372

211114.34%)10010602.133.1%10010602.117.1(107.34%

100)(⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯=

⨯+=

r E E A πψ 220.10108.1m w ⨯=

在离点源10m 处γ光子注量和能量注量率

1242

722.10892.510

4%100103074%100--⨯=⨯⨯⨯=⨯=s m r A ππϕ

2

182

1372

212.10108.1104%)10010602.133.117.1(107.34%

100)(--⨯=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=

⨯+=

m w r E E A ππψ

由于

o c 60

半衰期比较长，可以忽视为10min 内无衰减

则：在离点源1m 处持续10min 照射的γ光子注量和能量注量

286210532.560010892.5-⨯=⨯⨯==Φm t ϕ 222182.1000.760010108.1-⨯=⨯⨯==ψm J t ψ

4.平行宽电子束垂直入射到散射箔上，其注量为Φ0，设电子束无衰减的穿过散射箔后沿与入射成600角的方向射出。在散射箔前后用平行板探测器和球形探测器测定注量，用平面探测器测定平面注量，如图所示。试根据定义（）、（）和（）计算这些探测器的响应。

（图 散射箔前后注量示意图）

解：da dN

dv dI =ψ=Φ da dQ f p )(Φ-Φ=Φ

平行板探测器在散射箔前da

dN =Φ

da

dN I

da dN F S ==

Φ0'60cos .

球形探测器在散射箔前后：da

dN

=

Φ 平面探测器在散射箔前：da

dN p p )(Φ-Φ=Φ 后：da

dN I da dN

)(60cos 1)(0-

+-+Φ-Φ=Φ-Φ

5.带电粒子与物质相互作用的类型有哪几种可以用哪些参数对它们进行定量描述

6.碰撞阻止本领与哪些因素有关

解：碰撞阻止本领与带电粒子的能量有关，能量增加，碰撞阻止本领降低，并且有随着吸收介质原子序数的增加而降低的趋势，此外还与介质本身有关，在不同介质中，同种能量的同种粒子碰撞阻止本领也不相同。

7.计算与50Mev 质子速率相同的4He 、12C 、20Ne 等重带电粒子的动能并给出它们在水中的阻止本领。已知：50Mev 质子在水中的1.2.7.12/-=g cm Mev S ρ。 8.试根据图、和对图所表示的γ0随E 和Z 的变化规律加以说明。

9.已知10Mev 电子在H 和O 中的质量辐射组织本领分别为122..1932.010809.8---⨯g cm Mev 和试计算10Mev 电子在水中的质量辐射阻止本领。 解：

1

22.....181521.0193.098

10809.891)/(18

16)/(182)/()/(--=⨯+⨯⨯=

+=∑=g cm S s e s S o r H r i r f m r i ρρρ

10.由图和图查出电子在P b 中的临界能量O E ,并与（）式的计算值进行比较。 11.气体中的杂质对w 值有何影响

答：当气体中含有杂质时，入射粒子碰撞作用可能使中性受激原子或分子转变为离子对，使粒子对常数增加，

12.列举光子与物质的主要作用方式，并注明与原子核、原子电子和整个原子相互作用的类型。 13.说明康普顿效应的总截面、散射截面和能量转移截面之间的区别和联系。 14.试给出康普顿效应在铅与铝中的电子截面、原子截面和质量衰减系数之比

AI p AI a b a AI e b e

b

p p )//()///ρσρσσσσσ和（和。

15.设入射光子的能量h ν=1Mv,求θ=00、900、180 0时反冲电子的发射角φ和动能E 。 16.求1Mev 的窄光子束在水中穿行10cm 时，初级光子发生光电效应，康普顿效应，电子对生成和瑞利散射的份额。

17.中子与组织之间有哪些重要的相互作用类型

18.举例说明不带电粒子的质量衰减系数，质量能量转移系数和质量能量吸收系数之间的区别与联系。

第二章

1.谈谈你对转移能，比释动能和组织中某点的空气比释动能的理解。

解：转移能：指在全体体积V 内由不带电粒子释放出来的所有带电的电离粒子初始动能之和。 比释动能：由转移能与指定体积质量的商，th d -

ε是由不带电粒子在质量为dm 的无限小体积内释放出来的所有带电粒子的初始动能之和的期望值。

组织中某点空气比释动能：对于某感兴趣的点处单位质量介质中转移给带电粒子能量期望值。