文档介绍：2 2 2
第卷第期物理实验
28 1 Vol. 28 No. 1
2008 年 1 月 P H YSICS EXPERIM EN TA TION Jan. ,2008
X射线辐射剂量率的模拟计算与实验测量
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李志,高峰
(辽宁科技大学理学院,辽宁鞍山 114051)
摘要:利用 C 语言对钨反射式 X 射线管出射的 X 射线光谱公式编制计算机程序,对模拟计算得到的光谱的形状
与理论及实验结果进行比较,对模拟计算结果的正确性加以验证.
关键词:X 射线;剂量率;模拟计算;实验测量
中图分类号:O434. 12 文献标识码:A 文章编号:1005 4642 (2008) 01 0024 04
管电流,单位为 mA ; f (θ) 为与管电压 U 相关的角
1 引言
分布函数, f (90°) = 1 ,θ=θi +θr ; K 和 k 为轫致辐
利用 C 语言对收集到的钨反射式 X 射线管射效率因数[2 ] , K = 0. 926 × 1012 Z2 / A ; k = 4. 73 ×
出射的 X 射线谱强度估算的理论公式和半经验 1014 Z2 / A ;对于钨反射式 X 射线管阳极靶的原子
公式编制计算机程序,将模拟计算得到的光谱的序数 Z = 74 ,其原子量 A = 183. 85 ;θi 为电子束的
形状与理论和实验结果进行比较,以对模拟计算入射角( 弧度制) ,θr 为 X 射线的出射角( 弧度
结果的正确性加以验证. 公式中参量 n 和 p 的选制) ,在模拟计算过程中, 角度制与弧度制的转化
择参考相关文献,并由精确的实验测量结果进行应用的π值为 3. 14 ;μ为阳极靶元素(钨) 的线衰
修正. 模拟计算结果能够避免重复大量的昂贵的减系数, 参见 Tucker 公式下面的内容; P 为平均
和复杂的实验测量的条件下,获得所需要的光谱穿透能力, P = 1. 08 × 10 - 6 ( A/ Z) 2. 5 ; U 为管电
形状和辐射剂量的基本信息. 在模拟计算过程压,单位为 kV ; E 为电子能量, 单位为 keV ; ks 为
中,改变一些实验条件的参量(如管电流、管电压、与靶材和 X 射线能量相关的参量,对于钨靶, ks =
靶角和过滤等) ,可以对辐射剂量分布情况进行一 0. 32 , n = 1. 61 ; CS 为散射修正因子.
定的理论预测. 将光子通量转化为辐射量, 可利用光子通量
与辐射剂量之间的转换公式[3 ]
2 基本原理
I ( E) - μd
F( E) d E = e d E , (2)
钨反射式 X 射线管发出的连续谱的光谱分 E
布为[ 1 ] 其中: F( E) 为在管电流为 1 mA 的情况下, 每 s
2
I ( E) d E = I1 ( E) d E + I2 ( E) d E , 每 keV 能量间隔的 X 射线垂直入射到每 cm 上
cosθr 的光子数; E 为光子能量(单位为 keV) .
I1 ( E) d E = J f (θ) KCS { 1 -
μ在连续谱中有几条强度很高的特征光谱, 它
n n
exp [