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放射防护课件8辐射测量的方法.ppt

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文档介绍:放射防护课件8辐射测量的方法


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。




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。
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。
(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。
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。
(一)实用型电离室


(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。


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。



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%)。


Farmer型电离室基本结构


Farmer型电离室能量响应曲线



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***乙烯-***乙烯化合物(PTCFE),灵敏体积为0.61土0.01cm2。
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%)。



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。



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。


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***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:
其中,t为测量时气温(t℃);P为测量时气压(毫米***柱)。


(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。
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:




(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。
为了满足上述要求,设计了一些特殊电离室如外推电离室和平行板电离室。


(四)特殊电离室
外推电离室实际上是一个空腔体积可以改变的平行板电离室,原先是为测量X(γ)射线吸收剂量设计的,现在更多地用来测定电子束的吸收剂量。
通过测量以电极间距离作为函数的单位体积内的电流,然后利用外推空腔体积无限小时(电极间距离为零)来估计表面剂量。


(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

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上传人:小可爱 8/8/2022 文件大小:1.43 MB

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