04外照射剂量的计算

第三节 带电粒子的剂量计算
二.计算β射线剂量的经验公式
点源的剂量计算
} D&
=
KA (νr)2
⎩⎨⎧c ⎢⎣⎡1 −
νr c
e1−(νr
/
c)
⎤ ⎥⎦
+
νre1−νr
式中：
当 νr ≥ 1时 c
⎢⎣⎡1 −
νr c
e1−(νr
/
c)
⎥⎦⎤＝0
D& －在吸收介质中距离点源r（克/厘米2）处的β剂量率（毫戈/小时）
A － β点源的放射性活度（贝克）
c － 与β最大能量有关的参数
ν－ β射线的吸收系数
K － 归一化系数
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第三节 带电粒子的剂量计算
二.计算β射线剂量的经验公式
点源的剂量计算
K － 归一化系数 K = 4.59×10−5ρ2ν3 Eβα 毫戈 / 小时⋅贝克 = 4.59×10−5ρ2ν3 Eβ 3c2 − e(c2 −1)
ρ－吸收介质的密度 e －自然对数的底 α － 等于1/[3c2-e(c2-1)]
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第三节 带电粒子的剂量计算
二.计算β射线剂量的经验公式
点源的剂量计算
参数c和ν按下列公式计算：
当介质是空气时：
c = 3.11e−0.55Emax
ν
=
(E β max
16.0 − 0.036)1.40
[2
−
Eβ
*
Eβ
]
⎧2 当吸收介质为软组织时： c = ⎪⎨1.5
⎪⎩1
0.17 < Eβmax < 0.5MeV 0.5 < Eβmax < 1.5MeV 1.5 ≤ Eβmax < 3.0MeV
ν
=
(E β max
18.6 − 0.036)1.37
[2
−
Eβ
*
Eβ
]
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第三节 带电粒子的剂量计算
二.计算β射线剂量的经验公式
点源的剂量计算
式中：
Eβmax － β射线的最大能量（MeV）
Eβ － β射线的平均能量（MeV）
*
Eβ
－ 理论计算的β谱平均能量（MeV）
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第三节 带电粒子的剂量计算
三.辐射平衡
辐射平衡常在气候学中提到，这里指：在放射性物质均匀分布的体积V 中，假定物质组成及密度均匀，在V内围绕P点取一小体积元dV；在小体 积dV内产生的辐射，因射出该体积造成的能量损失，等于周围发射的辐 射进入此小体积的能量补偿时，就说P点存在着辐射平衡
达到辐射平衡的条件是dV的边界到V的边界距离等于或大于辐射的最大射程 对于α或β射线，当dV的边界到V的边界的距离d≥Rmax时，P点容易达到辐射 平衡；对于γ射线，由于它在物质中的减弱服从指数规律，实际上没有射程 的概念，一般情况下也不存在辐射平衡条件。

在辐射平衡条件下，单位质量的物质所吸收辐射的能量，等于单位体积内 由辐射所发出的能量，利用这一结论可计算物质中某点的吸收剂量 25
第三节 带电粒子的剂量计算
四.重带电粒子剂量的计算
重带电粒子的剂量，常用质量阻止本领计算
1. 质量阻止本领的计算
等效质子能量法是根据具有相同速度的两种带电粒子在同一物质中的阻 止本领之比，等于他们所带电荷平方之比的原理提出的
Sion
= ⎜⎛ − ⎝
dE ⎟⎞ dx ⎠ion
=
4πz 2e 4 m0v2
NB
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第三节 带电粒子的剂量计算
四.重带电粒子剂量的计算
重带电粒子的剂量，常用质量阻止本领计算
1. 质量阻止本领的计算
现用Mp和M1分别表示质子和入射重带电粒子的质量，用E和v分别表示入 射重带电粒子的能量和速度，把速度等于v时的质子能量，称为等效质
子能量，用ε表示，
ε
=
(
Mpc2 M1c2
)E
=
Mp M1
E
Mp/M1－质子质量与入射重带电粒子质量之比
E －入射重带电粒子
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第三节 带电粒子的剂量计算
四.重带电粒子剂量的计算
1. 质量阻止本领的计算
可从辐射防护手册中查到质子在不同材料中的质量阻止本领，由表中可
查出相应能量为ε时，在所求物质中的阻止本领值(S/ρ)ε，入射重带 电粒子在所求物质重的质量阻止本领为：
S ρ
=
(z zp
)2 (s
/
ρ)ε
=
z2 (s
/
ρ)ε
z －重带电粒子电荷数 zp －质子电荷数 zp＝1
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第三节 带电粒子的剂量计算
四.重带电粒子剂量的计算
2. 剂量计算
重带电粒子在物质中的能量损失与电子相同，主要时通过电离、激发。

因此可用电子剂量计算公式来计算剂量当量率：
H& = 3.6×106 Qϕ(S) 毫西弗/ 小时 ρ
ϕ － 重带电粒子的注量率（1/m2·s） S ρ － 能量为E的重带电粒子在物质中的阻止本领（J·m2/kg） Q － 品质因数（其值可查）
在进行外照射计算时，应考虑粒子的种类和能量
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第三节 带电粒子的剂量计算
四.重带电粒子剂量的计算
3. 剂量换算因子法计算剂量
为了防护计算上的方便，通过实验或理论计算，求出相当于每小时
1×10－2毫雷姆所需粒子注量率φ0，或者求出每单位注量率对剂量的贡 献d，我们把φ0或d称为剂量换算因子。

φ0与粒子注量率φ及当量率的关系如下：
H& = ϕ0 ×10−2 mSv / h ϕ
ϕ － 重带电粒子的注量率（粒子/米2·秒 ）
ϕ0
－
剂量换算因子【（
粒子/米2·秒
）/（毫雷姆/小时）】 30
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小结
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第四节 中子剂量的计算
中子是一种间接致电离粒子，快中子通过与人体组织中的氢、碳、氮、氧 等原子核的弹性和非弹性碰撞，不断把能量传递给组织而被慢化，当中子
慢化到热能范围时，通过1H(n, γ)D 和 14 N(n, p)14 C反应被吸收
在确定中子的吸收剂量时，必须计算在快中子慢化的过程和热中子核俘
获过程中，由组织吸收的总能量。

在计算中子剂量时，必须知道中子注量、能谱、组织成分的百分比及各
种反应截面。

在人体组织中，计算的情况复杂（有文献中的数据可
查），此外有两种比较简便的方法：
一种是中子谱已知的情况，采用计算比释动能的方法，把计算得到的比
释动能作为吸收剂量的近似值；另一种是剂量换算因子法。

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第四节 中子剂量的计算
一.用比释动能计算
对于具有谱分布的中子源，其比释动能为：
∫ K = dΦ(E) (µtr )EdE
dE ρ
积分号内的函数，表示中子能量在E到E＋dE之间的比释动能，在带电粒子 平衡条件下，它等于吸收剂量，此函数再乘以该能量的有效品质因数 Q， 便得到相应的中子剂量当量值，因此，上式变为：
∫ H = dΦ(E) (µtr )EQdE
dE ρ
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第四节 中子剂量的计算
二.用剂量换算因子计算
各种常用同位素中子源和单能中子的剂量换算因子dH可从手册中查到，若 知道某一源或确定能量的中子注量率φ，并查出相应的剂量换算因子，按
下式可计算出中子的剂量当量率：
H& = ϕdH
Sv / s
例题：求中子发射率为2.5×106中子/秒的钋－铍源0.3米处的剂量当量率？ （已知钋－铍中子源的dH＝35.5×10－15西弗/(中子/米2)）
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