放射防護課件8輻射測量的方法-文庫吧資料
2025-05-17 00:57本頁面
【正文】 布喇格－戈瑞空腔理論示意圖 ? 假定氣腔的直徑遠小于次級電子的最大射程，則以下三個假設(shè)成立： ? ① X（ γ）射線在空腔中所產(chǎn)生的次級電子的電離可以忽略； ? ②氣腔的引入并不影響次級電子的注量及能譜分布； ? ③氣腔周圍的鄰近介質(zhì)中， X（ γ）射線的輻射場是均勻的。 ? 布喇格 戈瑞空腔理論認為，電離輻射在介質(zhì)中的沉積能量即介質(zhì)吸收劑量，可通過測量其放置在介質(zhì)中的小氣腔內(nèi)的電離電荷量轉(zhuǎn)換。 ? 另外照射量的定義僅適用于 X(γ )光子輻射，不能用于其他類型的電離輻射如電子和中子等。 直接測量組織的吸收劑量是有困難的 ， 往往借助體模進行測量 。X戈瑞 對于 X、 γ射線，在空氣中最容易測得的是照射量（ X）， 按上面的公式即可計算出空氣的吸收劑量。千克的照射量 ， 能使每千克標準空氣吸收射線的能量為： 戈瑞 。條件是： ? （ 1）它與空氣等效； ? （ 2）它的氣腔體積能夠準確得知； ? （ 3）它的室壁厚度足以提供電子平衡。 AVQX1????Q為在空氣腔中釋放出的電離電荷， ρ為空腔中的空氣密度， V為空腔體積， A為傳輸系數(shù)，表示能量通過室壁的份額，其值略小于 1。 ? 而在空氣中每產(chǎn)生一正負離子對所消耗的電子動能，對所有能量的電子來講，基本是一常數(shù)，即平均電離能為 CJeW?二、電離室測定法 ? 顯然用電離室測量吸收劑量可分為兩步：首先測量由電離輻射產(chǎn)生的電離電荷，然后利用空氣的平均電離能計算并轉(zhuǎn)換成電離輻射所沉積的能量，即吸收劑量。 ? 因此， 量熱法 雖然是測定吸收劑量的標準方法，但是，因為制造和使用時技術(shù)較為復雜，只能作為標準儀器使用，以校準其他測定吸收劑量的儀器。 即使在 X線治療中 ， 組織吸收 50Gy的吸收劑量時 ， 溫度也不過上升 ℃ 。 dmdTdTdEDcc ??但是 ， 射線照射物質(zhì)時所產(chǎn)生的熱量是非常微小 。 其具體做法是：把已知的電能 dEc， 通過導線引入電加熱絲 ， 對吸收體加熱 ， 觀察其相應的溫升 dTc， 這樣 dEc/dTc便表示每單位溫升相應的能量吸收 。 吸收體吸收了射線能量后，溫度升高，借助微型測溫器件（熱電偶或熱敏電阻）測出吸收體溫升，計算出吸收體吸收的能量，以求出小塊吸收體材料中的吸收量 D： dmdEdmdD ???dm為吸收體質(zhì)量； dε為射線授與該吸收物體平均能量； dE為以熱量形式出現(xiàn)的能量。 量熱計正是基于這樣的原理制成的 。 一 、 吸收劑量的基本測量法 任何一種物質(zhì) ， 當其受到輻射照射后 ， 其吸收的射線能量將以熱的形式表現(xiàn)出來 ， 吸收的能量越大 ， 則產(chǎn)生的熱量亦越高 。 ?根據(jù)吸收劑量的定義 ， 為了測定物質(zhì)中某點的吸收劑量 ， 需要測量射線在介質(zhì)中該點沉積的能量的大小 ， 然而直接測量射線在該點沉積的能量是很困難的 ， 通常情況下要利用探頭取代該點為中心的一小塊物質(zhì) ， 用該探頭測量物質(zhì)中該點吸收射線能量后產(chǎn)生的理化變化 ， 間接反映該點吸收的射線能量 ，經(jīng)過適當校準 、 刻度 ， 從而給出該點吸收劑量大小 。 ? 許多國家和國際學術(shù)組織都推薦使用平行板電離室用來校準放射治療中的電子束。 （四） 特殊電離室 ? 平行板電離室除電極間距離不能變化外，類似于外推電離室。 （四）特殊電離室 ? 外推電離室實際上是一個空腔體積可以改變的平行板電離室，原先是為測量 X(γ)射線吸收劑量設(shè)計的，現(xiàn)在更多地用來測定電子束的吸收劑量。 根據(jù)運算放大器工作原理： CQU ??0（四）特殊電離室 ? 指形電離室不適合測量表面劑量，對于高能光子束，為了測量在建成區(qū)內(nèi)的劑量，探測器必須很薄以至于穿過靈敏體積時沒有劑量梯度；另外，電離室受照射野的影響不明顯。 一般情況下 ， 我們不直接測量電離電流 ， 而是通過一個積分放大器 ， 將電離電流在一個積分電容上充電 ， 通過測量積分電容兩端的積分電壓來推算積分電荷量 。其校正系數(shù)KTP為： PtKTP760 ???其中， t為測量時氣溫（ t℃ ）； P為測量時氣壓（毫米汞柱）。 電離室在使用一段時間后仍需校準，校對時室溫一般為 20℃ ，氣壓為 760毫米汞柱。 ? 為此，在實際中，需要用自由空氣電離室來對實用型電離室做校準刻度。 ? 目前，一般常用與空氣等效的材料做成不同厚度的平衡罩，當測定較高能 X、 γ射線時，需在原來電離室室壁上套上適當厚度的平衡罩。 Farmer型電離室基本結(jié)構(gòu) Farmer型電離室能量響應曲線 ? 電離室壁材料為純石墨 (純度 ％ )，中心收集電極為純鋁材料 (純度 ％ )，極間絕緣材料為聚三氯乙烯 氟乙烯化合物 (PTCFE)，靈敏體積為 。 ? 在電離室的內(nèi)壁涂有一層導電材料，形成一個電極；另一個電極位于中心，是用較低原子序數(shù)材料（如石墨或鋁）制成的收集極。 ?結(jié)果造成室壁電子在空氣腔內(nèi)產(chǎn)生的電離略小于在自由空氣電離室中產(chǎn)生的電離； ?但中心電極的原子序數(shù)通常比較大 ， 用石墨或鋁制成的收集極 ， 它的尺寸和它在電離室中的位置 、幾何形狀可為上述損失提供補償 。 ?最常用的室壁材料有石墨 、 電木或塑料 。 ?電離室室壁材料 與中心電極的有效原子序數(shù)應與自由空氣基本等效 。 ? 例如，對 100~250kV的 X射線，其空氣等效壁的厚度約為 1mm，就可達到電子平衡。所謂 空氣等效 就是該種物質(zhì)的有效原子序數(shù)與空氣有效原子序數(shù)相等。 ? 此條件下的電離室可認為與自由空氣電離室具有相同的功能。 ? 圖（ a）表示的電離室設(shè)想有圓形空氣外殼，中心為充有空氣的氣腔。 ? 壓縮的空氣壁可用空氣等效材料代替，從而可以制成實用型空氣等效電離室。 二、實用型電離室 標準型電離室體積龐大 ， 應用技術(shù)較為復雜 ， 當 X、 γ 光子能量較高時 ， 建
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