- •Isbn 5-283-02968-9
- •Глава 1
- •§ 1. Основные понятия
- •§ 2. Скалярные характеристики поля излучения
- •§ 3. Дифференциальные характеристики поля излучения
- •§ 4. Векторные характеристики поля излучения
- •§ 5. Токовые и потоковые величины в рассеивающей
- •§ 6. Теорема фано
- •§ 7. Поглощенная энергия излучения
- •§ 8. Линейная передача энергии
- •§ 9. Поглощенная доза
- •§ 10. Экспозиционная доза
- •§ 11. Коэффициент качества излучения. Эквивалентная доза
- •§ 11 Коллективная доза
- •§ 14. Коэффициент передачи энергии излучения
- •§ 15. Электронное равновесие
- •§ 16. Эффективный атомный номер вещества
- •§ 17. Средняя энергия новообразования
- •§ 18. Соотношение брэгга—грея
- •§ 19. Энергетическая зависимость чувствительности дозиметрического детектора в поле фотонного излучения
- •§ 20. Обобщенный принцип дозиметрии
- •§ 21. Вводные замечания
- •§ 22. Закономерности ионизационных камер
- •§ 23. Универсальная характеристика ионизационной камеры
- •§ 24. Закономерности ионизационных амер
- •2/3٠|2باكإب1 непр'/
- •§ 27. Газоразрядные счетчики
- •§ 28. Полостные ионизационные камеры
- •§ 29. Роль 6-электронов
- •Глава 5
- •§ 30. Особенности полупроводниковых детекторов
- •§ 31. Носители электрических зарядов в беспримесном полупроводнике
- •§ 32. Примесные полупроводники
- •§ 34. Уравнение протекания тока через полупроводниковый детектор
- •§ 35. Вольт-амперная характеристика полупроводникового детектора с /,-«-переходом
- •§ 36. Дозиметрические характеристики полупроводниковых
- •Глава 6
- •§ 37. Принцип метода
- •§ 41. Оптические эффекты в люминофорах
- •§ 42. Механизм радиофотолюминесценции
- •§ 43. Радиофотолюминесцентные дозиметры
- •§ 44. Механизм радиотермолюминесценции
- •§ 45. Кинетика термолюминесценции
- •§ 46. Кривая термовысвечивания
- •§ 47. Влияние режима облучения на чувствительность термолюминесцентных дозиметров
- •§ 48. Затухание люминесценции
- •§ 49. Люминесцентные дозиметры
- •§ 50. Фотохимическое действие излучения
- •§ 51. Дозовля чувствительность фотодозиметрл
- •52 ا. Компенсация энергетической зависимости чувствительности. Индивидуальный фотоконтроль
- •§ 53. Радиационно-химические превращения
- •§ 54. Жидкие дозиметрические системы
- •Глава 9
- •§ 57. Преобразование энергии нейтронов в веществе
- •§ 59. Энергетическая зависимость тканевой дозы
- •§ 60. Дозиметрия быстрых нейтронов с помощью ионизационных камер
- •§ 61. Применение пропорциональных счетчиков для дозиметрии быстрых нейтронов
- •§ 62. Сцинтилляционный метод дозиметрии нейтронов
- •§ 63. Активационный метод дозиметрии нейтронов
- •§ 64. Трековые дозиметрические детекторы
- •§ 65. Другие методы дозиметрии нейтронов
- •§ 66. Особенности дозиметрии высокоинтенсивных потоков ионизирующего излучения
- •§ 67. Жидкостные ионизационные камеры
- •§ 68. Ионизационные камеры без внешнего источника напряжения
- •§ 69. Детекторы прямой зарядки (радиационные элементы)
- •§ 70. Твердотельный комптоновский дозиметр
- •§ 71. Применение электретов в дозиметрии
- •§ 72. Тепловое действие ионизирующего излучения
- •§ 73. Одиночный калориметр
- •§ 74. Квазиадиабатическии режим калориметра
- •§ 75. Дифференциальная калориметрическая система
- •§ ٢6. Особенности дозиметрии высокоэнергетического фотонного излучения
- •§ 78. Квантометр
- •§ 79. Метод разности пар ،метод тонких конверторов؛
- •§ 80. Дозиметрия ускоренных заряженных частиц
- •Глава 12
- •§ 81. Общие замечания
- •§ 82. Лпэспектры
- •§ 83. Формирование лпспектров. Средние значения
- •§ 84. Распределение длины пути в сферической полости
- •§ 85. Связь лпэ-распределения с амплитудным спектром
- •§ 86. Метод линейной суперпозиции показаний нескольких детекторов
- •§ 87. Структура ионизации в конденсированных средах
- •§ 88. Основные положения теории неравномерной ионизации
- •§ 89. Рекомбинационный метод
- •§ 90. Предмет микродозиметрии
- •§ 91. Статистическая природа первичной передачи энергии
- •§ 93. Микродозиметрические величины и функции их распределения
- •§ 94. Экспериментальные методы микродозиметрии
- •§ 95. Прикладное значение микродозиметрии
- •§ 96. Пути поступления радионуклидов внутрь организма
- •§ 97. Образование и свойства радиоактивных аэрозолей
- •§ 98. ٥С٥бенн٥сти биологического, действия радиоактивных -аэрозолей
- •§ 100. Формирование дозы излучения инкорпорированных радионуклидов
- •§ 101. Кинетика формирования дозы
- •§ 1٠3. Кинетика продуктов, распада радона на фильтре
- •§ 104. Метод скрытой энергии
- •§ 105. Дозовая функция очечного источника ?-частиц
- •§ 106. Теорема обратимости дозы
- •§ 107. Доза от протяженных источников
- •Глава 15
- •§ 108. Общие замечания
- •§ 109. Расчетные методы дозиметрии р-излучения
- •Элементы метрологии в области ионизирующих излучений и радиоактивности
- •Оптимизация приборной погрешности по экономическому
- •В чем проблема!
- •Два класса дозиметрических величин
- •Переводные коэффициенты
- •Концепция универсальной дозы
- •Представительные фантомно-зависимые величины
- •٥О о 0 0 ٠١0 105 106 107 Энергия, эВ
- •1. Поле ионизирующего излучения
- •2. Доза излучения
- •Глава 3. Физические основы дозиметрии фотонного излучения ٠
- •Г л а в а 8. Фотографический и химический методы дозиметрии фотонно го излучения
- •§ 89. Рекомбинационный метод
- •13. Микродозиметрия
- •Глава 15. Дозиметрия потоков заряженных частиц
- •§ 108. Общие замечания . . ...٠٠٠
- •§ 109. Расчетные методы дозиметрии р-излучения ,
Линейная
передача энергии зависит от кинетической
энер- ГИИ заряженной частицы. Энергия
частицы изменяется по мере проникновения
ее в глубь вещества؛
изменяется
и значение лпэ. Длина трека частицы
однозначно связана с ее энергией, по٠
этому
лпэ можно сопоставить как с кинетической
энергией, так и с длиной трека ионизирующих
частиц. Если выделить некоторый объем
среды, находящейся в поле ионизирующего
из- лучения, то в этот объем будут входить
частицы с различными значениями лпэ в
зависимости от того, какая часть трека
ча- стицы укладывается ٠в
этом объеме. Следовательно, можно го-
ворить о распределении длины треков
по лпэ.
Свойства
ЛПЭ-распределений и формирование
лПЭ-спектров подробно рассматриваются
в гл. 12.
Основной
физической величиной, принятой в
дозиметрии для оценки меры действия
ионизирующего излучения, является по-
глощенная доза, или просто доза излучения.
Доза
излучения — это рассчитанная на единицу
массы, облученного вещества по- глощенная
энергия излучения.
Если в элементе объема, содер- жащем
массу вещества dm,
средняя поглощенная энергия равна dE,
доза излучения D
определяется
формулой
D—dE/dm. (9.1)
Говоря
о среднем значении поглощенной энергии,
мы подчер- киваем макроскопический
характер применяемых здесь величин.
Слово
«доза» означает некоторое количество
чего-либо (от греческого dosis).
Понятие
«доза» допускает два толкования:
доза-это
некоторое количество чего-либо
независимо от того, предназначено это
количество для передачи чему-либо
(кому-либо) или нет؛
доза-это
количество чего-либо, предназначенное
для пере- дачи или переданное чему-либо
(кому-либо). Неоднозначность в толковании
понятия «доза» приводит к различному
пониманию «дозы излучения», в соответствии
с первой трактовкой доза излучения
является количественной характеристикой
(мерой) из- лучения؛
в
соответствии со второй трактовкой
—количественной характеристикой
(мерой) результата взаимодействия
излучения с веществом. Данное выше
определение дозы излучения COOT-
ветствует
именно этому, второму толкованию
понятия «доза».
Рассмотрим
некоторый объем V, в пределах которого
за- ключена масса вещества дт.
Пусть за некоторое время облу- ения
поглощенная энергия излучения в этом
объеме равна AjЕ.
Поглощенная
энергия, рассчитанная на единицу массы,
соста- вит АЕ/Дт.
Если изменением характеристик ПОЛЯ
излучения от точки к точке в пределах
объема V
можно пренебречь, то доза будет равна
D=AE/Am. (9.2)§ 9. Поглощенная доза
Это
значение дозы может быть приписано
любой точке в пре-
делах объема V.
Однако если рассматриваемый объем
доста-
точно велик и в его пределах
заметно изменяются характе-
ристики
поля излучения, то доза будет изменяться
от точки
к точке. Под дозой излучения
в данной точке следует понимать
дозу
в бесконечно малом объеме, внутри
которого находится
рассматриваемая
точка. В этом смысле дифференциальная
форма |
точке, ко- что погло- |
Д£'= У١’٤ ٥(х, у, г) (IV. |
(9.3) |
Считая, что рассматриваемый объем достаточно |
мал, ВОС- |
пользуемся
формулой (9.2). Подставляя в нее
поглощенную энер-
гию, определяемую
формулой (7.4), получаем |
|
■ د»ل '، |
(9.4) |
где
р —плотность вещества, которая в общем
случае зависит от координат. Тройной
интеграл в знаменателе равен массе
вещества дт,
заключенного в объеме V.
Воспользовавшись
теоремой Гаусса—Остроградского, преоб-
разуем формулу (9.4) -к следующему виду:
п;1£-’-т0٠٦"،٢
’5■9> ■٦٢ل
-٠
V
пренебрегая
изменением значений используемых
величин в пре- делах рассматриваемого
объема V
вследствие его малости, по- лучаем
следующее выражение для дозы излучения:
عل٢ل-ب
— £
= 0
Напомним,
что здесь £ — кинетическая. энергия
частиц, испус- каемых источниками,
находящимися внутри данного объема, в
расчете на единицу массы вещества; ٠
—энергия,
эквивалент- ная вызванному излучением
увеличению массы покоя вещества в
пределах данного объема, рассчитанному
на единицу массы; ءل
—вектор
тока энергии излучения, зависящий от
координат.
Рассмотрим
теперь формирование дозы в пределах
данного объема в поле косвенно
ионизирующего излучения. Для опре-
деленности будем рассматривать фотонное
излучение, например ^-излучение, в
результате взаимодействия у-квантов
с веще- 32
ством
возникают электроны, составляющие
заряженную компо- нент'у поля излучения.
Для любого элемента объема в среде
можно составить энергетический баланс,
обусловленный потоком заряженных
(электронов) и незаряженных (квантов)
частиц отдельно.
Для
незаряженных частиц-энергетический
.баланс определяет- ся уравнением
0٠==اً٠ج—
5باًجباً£ل٢
ل —
где'
5
—энергия
незаряженных частиц, освобожденных
заряжен- ными частицами, на единицу
массы среды٨٠
؛
—энергия
- заря- женных частиц, освобожденных
незаряженными частицами, на единицу
массы среды.
Заметим,
что незаряженные частицы не вносят
непосред- ственно вклада в поглощенную
энергию, поэтому алгебраиче- ская сумма
членов формулы (9.7) равна нулю.
Соответственно для заряженных частиц
-ل٢ل£
+Ee+K-B-Qe=D٠ (9.8)
جء
٦
Доза
D
целиком
определяется поглощением энергии при
взаи- модействии заряженных частиц с
веществом. Применительно к нашему
случаю фотонного излучения к
есть суммарная кине- тическая энергия
электронов, возникающих в единице массы
вещества в результате фотоэффекта,
комптон-эффекта и эффек- та образования
парج
؛
—энергия
тормозного излучения, возни- кающего
при торможении электронов (также в
расчете на еди- ницу массы вещества).
Как уже отмечалось, практически всегда
QfQe=0.
Пусть В Пределах рассматриваемого
объема отсут- ствуют источники излучений
—распространенный случай облуче- НИЯ
только внешними источниками؛
тогда
EfEe=0.
Из урав- нений (9.7) и (9.8) можно теперь
написать
(9.9)
.٥_ =
٥
Отметим
разницу в физическом смысле величин D
и
к.
Доза ٥
характеризует
фактически поглощенную энергию в
некотором объеме вещества-как за счет
тех заряженных частиц,' которые
образовались в пределах этого объема
в результате взаимо^ей- ствия первичного
косвенно ионизирующего излучения с
веще- ством, так и за счет заряженных
частиц, пришедших извне. Величина к
характеризует энергию, переданную
косвенно иони- зирующим излучением
заряженным ионизирующим частицам в
пределах рассматриваемого объема, в
дозиметрии величина к
имеет
специальное название керма *. Керма
равна сумме кине
*От
английского кегта —сокращенная форма
выражения kinetic
energy released in material.
3—6408 33
тической
энергии всех заряженных частиц,
освобожденных нос- венно ионизирующим
излучением в ебинице массы облучаемого
вещества.
Доза
излучения зависит от времени облучения:
с течением времени доза накапливает-ся.
Изменение дозы в единицу вре- мени
называется мощностью дозы. Мощность
дозы*
9.11) ,/ي/س:م)
где
هى
—изменение
дозы за время ٤и.
Мощность
дозы в общем случае является функцией
времени — 7ز(/).
Если эта функция известна, дозу за
некоторый интервал времени от ^1 до ^2
можно определить по формуле
.س0)مبل
=
ه
Если
мощность дозы постоянна во времени, то
0=^2—6)Р. (9.13)٠
Аналогично
можно говорить о мощности кермы, связь
ко- торой с кермой определяется этими
же формулами.
Керма
и мощность кермы (в дополнение к ранее
рассмот- ренным) являются удобными
характеристиками ПОЛЯ косвенно
ионизирующего излучения в данной среде,
в дальнейшем мы подробнее рассмотрим
значение кермы для фотонного и ней-
тронного излучений и ее соотношение с
дозой.
Доза
заряженных моноэнергетических частиц,
лпэ которых равна £, определяется
формулой
- —(9.14)
где
ф —флюенс частиц, а ьт
выражено в массовых единицах.
Для
немоноэнергетического излучения со
спектром ф(£) доза равна
о=٢ф
(£)Ц£)،/£٠ (9.15)
где
ф(£)٥£
—флюенс частиц в энергетическом
интервале от Е
№ Е-\-йЕ.
Подынтегральная
функция в формуле (9.15) представляет
собой распределение дозы по энергии
частиц
Е(Е)=Ф(Е)ЦЕ), (9.16)
где
Е
(£)،/£
— часть дозы, обусловленная частицами,
кинетиче- ская энергия которых находится
в интервале от Е
до £يب£.
Та
*
В РД 50-454-84 рекомендуете؟
изменение
дозиметических величин в единицу
времени обозначать как производную по
времени с помощью точки. Например,
мощность дозы Ь.
В учебнике принято распространенное
обозначение буквой Р.
34