- •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 ,
энергия
в свою очередь пропорциональна значению
ЛПЭ, с которым частица входит в
чувствительный объем, и длине пути в
пределах этого объема. Знание формы
распределения импульсов по длине пути
регистрируемых частиц позволяет найти
характер амплитудного распределения
электрических импульсов счетчика.
В
СФЕРИЧЕСКОМ ПРОПОРЦИОНАЛЬНОМ СЧЕТЧИКЕ
Пусть
некоторый объем пересекается
прямолинейными треками заряженных
частиц. Примем, что ЛПЭ каждой отдельно
взятой частицы в пределах данного
объема не изменяется. Пусть число
частиц, заканчивающих или начинающих
свой путь в рассматриваемом объеме,
пренебрежимо мало ؛по
сравнению с общим числом пересечений;
это< условие выполняется тем лучше,
чем меньше линейные размеры объема. В
то же время будем считать, что
рассматриваемый объем достаточно
велик, чтобы не сказывались флюктуации
энергетических потерь частиц при
взаимодействии их с веществом в пределах
данного объема.
При
принятых предположениях энерговыделение
ei
в
одиночном событии пролета частицы
равно
ei
= /L, (85.1):
где
I
—
путь, проходимый частицей в пределах
данного объема; L
—
ЛПЭ частицы.
Установим
связь между распределением событий
по■ ЛПЭ и распределением событий по
энерговыделению. Пусть по-прежнему
t(L)—плотность
ЛПЭ-распределения (частотный ЛПЭ-спектр);
t(L)dL
—
вероятность
того, что произвольно выбранный трек
(или событие) связан с частицей, ЛПЭ
которой лежит в интервале L,
L+dL\
f(ei)—плотность
распределения энерговыделений,
определенная таким образом, что
f(si)،Zei
выражает
вероятность того, что в случайно
выбранном событии энерговыделение
находится в интервале ei,
ei+،/ei٠
Нашей
задачей, следовательно, является
установление связи между функциями
й(|٤)
и f(ei).
Пусть
g(l)
есть
плотность распределения числа событий
по длине хорд в данном объеме, тогда
вероятность того, что в случайно
выбранном событии длина хорды меньше
/, равна
G(Z)٦Jg(Z)،ZZ. (85.2)
Длина
хорды связана с энерговыделением через
ЛПЭ:
Z=81/85.3) .٤؛)
Следовательно,
функцию G(Z),
определенную
формулой (85.2), можно записать G(ei/٨),
что
означает вероятность иметь длину хорды
в произвольном событии в интервале от
0 до■ ei/Л.
Энерговыделение равно произведению
ЛПЭ на длину хорды, поэтому 263§ 85. Связь лпэ-распределения с амплитудным спектром
6(е٠11>Щ(Ь)д.Ь
есть вероятность того, что для частиц
с Л ПЭ от Ь
до энерговыделение
в одном событии лежит в интервале от
О
до £]. Проинтегрировав это произведение
по всем значениям ЛПЭ, получим функцию
Р(е1)—
вероятность того, что в случайно
выбранном событии энерговыделение
меньше или ■равно
۶(е٠)=
٢/(£)٥(е1/٤)،/٤.
(85.4)
Функции
۶(£1)
и /(б]) связаны между собой
соотношением
/(е1)=،/۶(£1)/٥£1٠
Подставив
сюда формулу (85.4), получим
٩/٠٠)
٥]
٠
(٤)۶
=
٥٤()٥(٤)،У
٦٠
=
(Це٠
£(/),
воспользовавшись соотношением (85.3):
Производную
функцию ٠(е١/٤)
легко выразить через функцию
е1
£
(85.6)
Вместо
(85.5) теперь можем написать
/(6х)-р٢٠
(٢)
٠
о
(85.7)
Обратим
внимание на то, что длина хорды в заданном
объеме
имеет некоторую максимальную
величину /макс, соответствующую
определенному
направлению пролета частицы; все
частицы, про-
летающие по другим
направлениям, имеют путь в данном
объеме,
؛меньший
/макс. Следовательно, в любом событии
заданное энерго-
выделение £1 может
быть обеспечено, если ЛПЭ частицы
^б1//макс٠
Другими
словами, для заданного энерговыделения
наи-
меньшее значение ЛПЭ равно ٤о
= е1//Макс٠
Этим
определяется
нижний предел интегрирования
в формуле (85.7). Все частицы,
имеющие
ЛПЭ меньше 81//Макс,
не дадут вклада в функцию ٨(е1)٠
Следовательно,
К٩)
=
٠(т)٦■
(85.8)
؛—٤٠»/،КС
Формула
(85.8) устанавливает связь между
распределением
/(£1) и ؛(£)
для любой формы объема. При принятых
нами пред-
положениях вид функции
я(81/٤)
зависит исключительно от гео-
метрических
факторов. В частности, для сферического
объема,
как показано в § 84, функция
§(/) определяется формулой (84.7).
Рассмотрим
по-прежнему два частных случая.
264
Сферический
объем радиусом г в изотропном поле
треков .
ول=بب-(،)،
Подставив
формулу (85.9) в (85.8), получим
' ■هآ
٢ ي=(٠٠)/
2٢/اه=0]
Крайне
неизотропное поле треков: точечный
источник на по- верхности сферы
7٠آ
=
(ا)ج
Подставив
формулу (85.11) в (85.8), получим
(85.12)
علعلا
ь
аь
н
2
г/ا٠=٠لح
٠١«
Формулы
(85.10) и (85.12) позволяют вычислить
распределение числа событий по
энерговыделению 61, если известен
частотный ЛПЭ-спектр /(А). В пропорциональном
счетчике амплитуда им-, пульса
пропорциональна энерговыделению 81 и,
следовательно, функция ПеО может быть
найдена экспериментально.
Преобразуем
формулы (85.10) и (85.11) к такому виду, чтобы
по экспериментальному амплитудному
спектру ٢(®1)
можно было найти функцию ؛(£).
Перепишем формулу (85.10) в следующем
виде:
Iاآ ٢
د =
آ
2٢/اى=0ك 1
Продифференцируем
по 61 отдельно левую и правую части фор-
мулы (85.13):
(85.14)
٠
لالآم — (ي
ر ح [
(ائ>۶
]
ع
Обозначим
غي٠آ
И
найдем производную
(85.15)
*مى؛ اه
٠2خ 0كه
*
Здесь мы воспользовались основной
теоремой интегрального исчисления,
согласно которой تع)ب(ة)لى(ة)/
؛
ة);
265٠
Так
как ٤о٠=е1/2г,
из формулы (85.15) легко получить
производную интеграла V по ей
-^-==
— 2г■^-. (85.16)
Комбинируя
формулы (85.13), (85.14) и (85.16), напишем
следующее уравнение:
1 ٠) 1(٩)
__ 1 <(٤о)
Отсюда,
заменяя обозначение ٤0
величиной Ь,
получаем соотношение между
ЛПЭ-распределением и спектром
энерговыделений: |
, (85.17) |
где
б1=2г٤.
Формула (85.17) позволяет найти частотное
ЛПЭ- распределение по известному спектру
энерговыделения для изотропного
поля треков.
Для
случая крайней анизотропии (точечный
источник на поверхности сферы)
формула (85.17) приобретает другой вид, и
в качестве исходной выступает формула
(85.11). Применив к ней рассмотренную выше
процедуру преобразований, получим
формулу
/(£)
=— 2ге1,[،//
(©О /٥В1]. (85.18)
Установим
теперь связь между амплитудным спектром
пропорционального счетчика ۶(е٤)
и дозовым ЛПЭ-распределением ٤)٥).
Для газа плотностью р доза, обусловленная
частицами, ЛПЭ которых находится в
пределах от Ь
до равна
٥
(I)
،Я,
= ٤
Ф
<،
(!)
،/£, (85.19)
где
ф —полный флюенс частиц, пересекающих
чувствительный объем счетчика. Для
сферического объема радиусом г
флюенс связан с полным числом частиц
Па,
пролетевших через объем, простым
соотношением
ф
= по/№. (85.20)
Плотность
дозового ЛПЭ-распределения можно теперь
пред- ставить в следующем виде:
.(غ)،٤د=(غ)ه
Подставив
формулу (85.17) в (85.21), получим связь
дозового
ЛПЭ-спектра
с амплитудным спектром сферического
пропорционального счетчика в случае
изотропного поля треков:
£)([)
=
٥٤»
лгр
٦٠(٠
(85.22)
266