第二講

X(

)射線與物質(zhì)的相互作用

電離輻射吸收劑量的測(cè)量第二講

X()射線與物質(zhì)的相互作用

電離輻射第二講

X(

)射線與物質(zhì)的相互作用

電離輻射吸收劑量的測(cè)量第二講

X()射線與物質(zhì)的相互作用

電離輻射X(

)射線與物質(zhì)的相互作用光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)電子對(duì)效應(yīng)相干散射光核反應(yīng)X()射線與物質(zhì)的相互作用光電效應(yīng)相互作用系數(shù)(一):

截面與微分截面是描述粒子與物質(zhì)相互作用概率的物理量，截面定義為一個(gè)入射粒子與單位面積上一個(gè)靶粒子發(fā)生相互作用的概率，用表示；微分截面定義為一個(gè)入射粒子與單位面積上一個(gè)靶粒子發(fā)生相互作用后粒子沿某方向單位立體角d內(nèi)飛行的概率，用d/d表示。相互作用系數(shù)(一):

截面與微分截面是描述粒子與物質(zhì)相互作用相互作用系數(shù)(二):

線性衰減系數(shù)和質(zhì)量衰減系數(shù)是描述粒子與物質(zhì)相互作用概率的物理量，線性衰減系數(shù)表示X(

)射線束與每單位厚度物質(zhì)發(fā)生相互作用的概率，用表示；質(zhì)量衰減系數(shù)表示與每單位質(zhì)量厚度物質(zhì)發(fā)生相互作用的概率，等于線性衰減系數(shù)除以物質(zhì)密度之商。線性衰減系數(shù)與截面之間的關(guān)系 =n

相互作用系數(shù)(二):

線性衰減系數(shù)和質(zhì)量衰減系數(shù)是描述粒子與指數(shù)衰減規(guī)律當(dāng)窄束X(

)射線穿過(guò)厚度為dt的靶物質(zhì)時(shí)，其強(qiáng)度變化,求解得上式表明窄束X(

)射線衰減服從指數(shù)規(guī)律指數(shù)衰減規(guī)律當(dāng)窄束X()射線穿過(guò)厚度為dt的靶物質(zhì)時(shí)，其強(qiáng)半價(jià)層和平均自由程半價(jià)層定義為射線束強(qiáng)度衰減到其初始值一半時(shí)所需的某種物質(zhì)的衰減厚度，與線性衰減系數(shù)的關(guān)系可表示為平均自由程定義為與物質(zhì)發(fā)生相互作用前平均的自由運(yùn)動(dòng)距離，與線性衰減系數(shù)的關(guān)系可表示為半價(jià)層和平均自由程半價(jià)層定義為射線束強(qiáng)度衰減到其初始值一半時(shí)能量轉(zhuǎn)移系數(shù)線性能量轉(zhuǎn)移系數(shù)定義為X()光子束在物質(zhì)中穿行單位距離時(shí)，其總能量由于各種相互作用而轉(zhuǎn)移為帶電粒子動(dòng)能的份額質(zhì)(量)能(量)轉(zhuǎn)移系數(shù)能量轉(zhuǎn)移系數(shù)線性能量轉(zhuǎn)移系數(shù)定義為X()光子束在物質(zhì)中穿行質(zhì)能吸收系數(shù)質(zhì)能吸收系數(shù)定義為X()光子束在物質(zhì)中穿行單位質(zhì)量厚度時(shí)，其能量真正被受照物質(zhì)吸收的那部分所占的份額g表示帶電粒子動(dòng)能轉(zhuǎn)換為軔致輻射和湮沒(méi)輻射的份額質(zhì)能吸收系數(shù)質(zhì)能吸收系數(shù)定義為X()光子束在物質(zhì)中穿行單位、和的關(guān)系具有相同的量綱(m2/kg、cm2/g)轉(zhuǎn)換關(guān)系、和的關(guān)系具有相同的量光電效應(yīng)：作用過(guò)程攜帶一定能量的X(

)光子與物質(zhì)原子的軌道電子發(fā)生相互作用，把全部能量傳遞給對(duì)方后消失，獲得能量的電子掙脫原子束縛成為自由電子(稱為光電子)；原子的電子軌道出現(xiàn)一個(gè)空位而處于激發(fā)態(tài)，它將通過(guò)發(fā)射特征X射線或俄歇電子的形式很快回到基態(tài)，這個(gè)過(guò)程稱為光電效應(yīng)光電效應(yīng)：作用過(guò)程攜帶一定能量的X()光子與物質(zhì)原子的軌道光電效應(yīng)：作用系數(shù)能量轉(zhuǎn)移h=Ee+Bi質(zhì)量衰減系數(shù)與靶物質(zhì)原子序數(shù)的33.8次方成正比，說(shuō)明隨原子序數(shù)增加，光電效應(yīng)發(fā)生的概率迅速增加與光子能量的3次方成反比，說(shuō)明隨能量增加，光電效應(yīng)發(fā)生的概率迅速減小光電效應(yīng)：作用系數(shù)能量轉(zhuǎn)移康普頓效應(yīng)：作用過(guò)程當(dāng)入射光子和原子內(nèi)一個(gè)軌道電子發(fā)生相互作用時(shí)，光子損失一部分能量，并改變運(yùn)動(dòng)方向，而電子獲得能量而脫離原子，這個(gè)過(guò)程稱為康普頓效應(yīng)康普頓效應(yīng)：作用過(guò)程當(dāng)入射光子和原子內(nèi)一個(gè)軌道電子發(fā)生相互作康普頓效應(yīng)：作用系數(shù)能量轉(zhuǎn)移散射光子能量反沖電子能量質(zhì)量衰減系數(shù)與靶物質(zhì)的每克電子數(shù)成正比。由于所有物質(zhì)的每克電子數(shù)均十分接近(氫除外)，質(zhì)量衰減系數(shù)近似與原子序數(shù)無(wú)關(guān)。隨光子能量增加而減小，但減小速度比光電效應(yīng)的質(zhì)量衰減系數(shù)要慢得多?？灯疹D效應(yīng)：作用系數(shù)能量轉(zhuǎn)移電子對(duì)效應(yīng):作用過(guò)程當(dāng)X()光子從原子核旁經(jīng)過(guò)時(shí)，在原子核庫(kù)侖場(chǎng)的作用下形成一對(duì)正負(fù)電子，此過(guò)程稱電子對(duì)效應(yīng)。獲得動(dòng)能的正負(fù)電子在物質(zhì)中通過(guò)電離或輻射的方式損失能量。當(dāng)正電子停止下來(lái)時(shí)，它和一個(gè)自由電子結(jié)合而轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子，此過(guò)程稱電子對(duì)湮沒(méi)。電子對(duì)效應(yīng):作用過(guò)程當(dāng)X()光子從原子核旁經(jīng)過(guò)時(shí)，在原子核電子對(duì)效應(yīng):作用系數(shù)能量轉(zhuǎn)移h=E++E-+2mec2入射光子的閾值能量是2倍的電子靜止能量，即1.022MeV。質(zhì)量衰減系數(shù)當(dāng)hν>1.022MeV時(shí)當(dāng)hν>>1.022MeV時(shí)電子對(duì)效應(yīng):作用系數(shù)能量轉(zhuǎn)移相干散射X()光子也可視為電磁波。當(dāng)它從原子附近經(jīng)過(guò)時(shí)，引起軌道電子共振。振蕩電子將發(fā)射波長(zhǎng)相同但方向不同的電磁波，不同軌道電子發(fā)射的電磁波具有相干性，故此過(guò)程稱為相干散射。相干散射截面可表示為相干散射X()光子也可視為電磁波。當(dāng)它從原子附近經(jīng)過(guò)時(shí)，光核反應(yīng)X()光子與原子核發(fā)生的反應(yīng)稱為光核反應(yīng)，常見(jiàn)的反應(yīng)類型有(,p)、(,n)反應(yīng)在加速器機(jī)房設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)X射線能量>10MV時(shí)，需要考慮(,n)反應(yīng)，包括門的中子防護(hù)和機(jī)頭中產(chǎn)生的短壽命放射性核素光核反應(yīng)X()光子與原子核發(fā)生的反應(yīng)稱為光核反應(yīng)，常見(jiàn)的各種相互作用的總系數(shù)由于各種作用形式是相互獨(dú)立的，總作用系數(shù)等于各種作用的系數(shù)之和，如各種相互作用的總系數(shù)由于各種作用形式是相互獨(dú)立的，總作用系數(shù)各種相互作用的相對(duì)重要性X()光子與物質(zhì)相互作用的三種主要形式與X()光子的能量、靶物質(zhì)的原子序數(shù)的關(guān)系不同，表現(xiàn)為對(duì)不同原子序數(shù)在不同能量范圍，它們的作用截面占總截面的份額有變化。各種相互作用的相對(duì)重要性X()光子與物質(zhì)相互作用的三種主要化合物/混合物的作用系數(shù)化合物/混合物的作用系數(shù)有效原子序數(shù)X()與化合物或混合物的相互作用可以等效為與某個(gè)單質(zhì)的相互作用，這種單質(zhì)的原子序數(shù)稱為化合物/混合物的有效原子序數(shù)光電效應(yīng)m=3-3.8；電子對(duì)效應(yīng)m=1電子數(shù)份額化合物有效原子序數(shù)X()與化合物或混合物的相互作用可以等效為第二講

X(

)射線與物質(zhì)的相互作用

電離輻射吸收劑量的測(cè)量第二講

X()射線與物質(zhì)的相互作用

電離輻射量與單位空腔理論輻射探測(cè)器電離輻射的射線質(zhì)電離室的劑量檢定規(guī)程

電離輻射吸收劑量的測(cè)量量與單位

電離輻射吸收劑量的測(cè)量量與單位空腔理論輻射探測(cè)器電離輻射的射線質(zhì)電離室的劑量檢定規(guī)程

電離輻射吸收劑量的測(cè)量量與單位

電離輻射吸收劑量的測(cè)量粒子注量和能量注量粒子注量(ParticleFluence)是以入射粒子數(shù)目描述輻射場(chǎng)性質(zhì)的一個(gè)量，它等于dN除以da之商，其中dN是進(jìn)入截面積為da的小球內(nèi)的粒子數(shù),能量注量(EnergyFluence)是進(jìn)入輻射物內(nèi)某點(diǎn)處單位截面積球體內(nèi)的粒子總動(dòng)能.對(duì)于單能輻射場(chǎng)非單能輻射場(chǎng)粒子注量和能量注量粒子注量(ParticleFluence吸收劑量吸收劑量是除以dm

之商，其中是電離輻射授予質(zhì)量為dm的物質(zhì)的平均授予能電離輻射給予某一體積中物質(zhì)的授予能表示為單位是J·kg-1，專用單位是Gy,cGy.吸收劑量吸收劑量是除以dm之商，其中是電離照射量照射量是X(

)輻射在質(zhì)量為dm的空氣中釋放的全部次級(jí)電子完全被空氣阻止時(shí)，在空氣中形成的同一種符號(hào)的離子總電荷的絕對(duì)值dQ與dm的比值,照射量單位C/kg，曾用單位是倫琴,1R=2.58x10-4C/kg(W/e)是平均電離功，即電離得到一個(gè)離子對(duì)所需要的能量,空氣中的平均電離功是33.97eV照射量照射量是X()輻射在質(zhì)量為dm的空氣中釋放的全部次級(jí)比釋動(dòng)能比釋動(dòng)能是不帶電電離粒子在質(zhì)量為dm的介質(zhì)中釋放的全部帶電粒子的初始動(dòng)能與dm的比值,

根據(jù)定義，比釋動(dòng)能包括帶電電離粒子在軔致輻射中輻射的能量和發(fā)生在介質(zhì)中二次效應(yīng)產(chǎn)生的所有帶電粒子(如俄歇電子)的能量比釋動(dòng)能比釋動(dòng)能是不帶電電離粒子在質(zhì)量為dm的介質(zhì)中釋放的全照射量和比釋動(dòng)能的關(guān)系照射量和比釋動(dòng)能的關(guān)系間接致電離輻射的能量轉(zhuǎn)移和吸收X(

)光子進(jìn)入介質(zhì)損失能量的過(guò)程可分為兩步：a).入射光子將其部分或全部能量轉(zhuǎn)移給介質(zhì)而釋放出次級(jí)電子；b).獲得光子轉(zhuǎn)移能量的大部分次級(jí)電子再與介質(zhì)原子中的電子作用，以使原子電離或激發(fā)的方式損失能量，即被介質(zhì)吸收；而少數(shù)次級(jí)電子與介質(zhì)原子的原子核作用，產(chǎn)生軔致輻射。間接致電離輻射的能量轉(zhuǎn)移和吸收X()光子進(jìn)入介質(zhì)損失能量的帶電粒子平衡平衡概念平衡條件是指對(duì)一個(gè)小體積而言，如果所有離開(kāi)小體積的帶電粒子帶走的能量恰好等于進(jìn)入小體積的帶電粒子帶入的能量，則稱該小體積內(nèi)存在帶電粒子平衡小體積周圍的輻射場(chǎng)是均勻的，要求周圍的輻射強(qiáng)度和能譜不變，介質(zhì)是均勻的小體積在各個(gè)方向離開(kāi)介質(zhì)邊界的距離，至少要大于次級(jí)電子的最大射程帶電粒子平衡平衡概念平衡條件是指對(duì)一個(gè)小體積而言，如果所有離吸收劑量和照射量的關(guān)系在滿足電子平衡條件時(shí)，空氣吸收劑量和照射量的關(guān)系可表示為如果照射量以倫琴為單位，吸收劑量以cGy為單位，則有吸收劑量和照射量的關(guān)系在滿足電子平衡條件時(shí)，空氣吸收劑量和照吸收劑量和比釋動(dòng)能的關(guān)系在滿足電子平衡條件時(shí)，介質(zhì)中吸收劑量和比釋動(dòng)能的關(guān)系可表示為瞬態(tài)電子平衡是指在介質(zhì)中的某個(gè)區(qū)域，雖然吸收劑量不等于比釋動(dòng)能中的碰撞能量損失部分，但是兩者保持固定的比例關(guān)系。吸收劑量和比釋動(dòng)能的關(guān)系在滿足電子平衡條件時(shí)，介質(zhì)中吸收劑量量與單位空腔理論輻射探測(cè)器電離輻射的射線質(zhì)電離室的劑量檢定規(guī)程

電離輻射吸收劑量的測(cè)量量與單位

電離輻射吸收劑量的測(cè)量空腔理論(CavityTheory)為了測(cè)量介質(zhì)中的吸收劑量，需要將對(duì)輻射敏感的裝置(探測(cè)器)放在介質(zhì)中。通常探測(cè)器的材料和介質(zhì)不是同一種材料。提出腔理論的目的是根據(jù)探測(cè)器所測(cè)信號(hào)確定介質(zhì)中測(cè)量位置的吸收劑量腔理論種類:Bragg-Gray,Spencer-Attix腔理論等空腔理論(CavityTheory)為了測(cè)量介質(zhì)中的吸收劑Bragg-Gray空腔理論(一)基本觀點(diǎn)是電離輻射在介質(zhì)中的吸收劑量，可通過(guò)測(cè)量其置放在介質(zhì)中的小腔內(nèi)的電離電荷量計(jì)算。設(shè)在一均勻介質(zhì)中放置一個(gè)小腔。當(dāng)電離輻射照射時(shí)，介質(zhì)和腔體中都會(huì)產(chǎn)生次級(jí)電子。次級(jí)電子會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生電離。腔中的電離電荷，一部分來(lái)自產(chǎn)生于腔中的次級(jí)電子，另一部分來(lái)自產(chǎn)生于介質(zhì)中的次級(jí)電子Bragg-Gray空腔理論(一)基本觀點(diǎn)是電離輻射在介質(zhì)中Bragg-Gray空腔理論(二)當(dāng)空腔的直徑遠(yuǎn)小于次級(jí)電子的最大射程時(shí)，以下二個(gè)假定成立:電離輻射在腔體中所產(chǎn)生的次級(jí)電子在腔體中引起的電離可以忽略空腔的引入并不影響介質(zhì)中次級(jí)電子的注量和能譜分布當(dāng)上述假定成立時(shí)，介質(zhì)的吸收劑量可由探測(cè)器所測(cè)電離電荷確定:Bragg-Gray空腔理論(二)當(dāng)空腔的直徑遠(yuǎn)小于次級(jí)電子Spencer-Attix空腔理論Bragg-Gray腔理論假設(shè)電子在腔體中僅通過(guò)連續(xù)慢化過(guò)程引起原子電離，但實(shí)際上它可以產(chǎn)生

電子，一種能繼續(xù)引起電離的次級(jí)電子。這些電子可能具有足夠能量從腔體中逃逸，導(dǎo)致腔體實(shí)際的吸收劑量減少，因此需要對(duì)腔體的阻止本領(lǐng)做修改Spencer-Attix腔理論引入截止能量

的概念，當(dāng)電子的能量<

時(shí)，稱為慢電子，能量認(rèn)為是局部沉積的；當(dāng)能量>時(shí)稱為快電子，能量認(rèn)為是通過(guò)連續(xù)慢化過(guò)程損失，這些電子是慢化譜的一部分。計(jì)算阻止本領(lǐng)比時(shí)僅考慮能量>

的電子，這樣計(jì)算得到的阻止本領(lǐng)稱為限制性平均阻止本領(lǐng)。取值應(yīng)按相應(yīng)能量的電子射程等于腔體的平均弦長(zhǎng)Spencer-Attix空腔理論Bragg-Gray腔理論量與單位空腔理論輻射探測(cè)器電離輻射的射線質(zhì)電離室的劑量檢定規(guī)程

電離輻射吸收劑量的測(cè)量量與單位

電離輻射吸收劑量的測(cè)量輻射探測(cè)器理想的輻射探測(cè)器應(yīng)具有的特性:準(zhǔn)確度高，精度高線性好，所測(cè)劑量參數(shù)值Q與儀器讀數(shù)M呈線性關(guān)系

Q=aM+b靈敏度M/Q與劑量率無(wú)關(guān)、與能量無(wú)關(guān)、與射線入射方向無(wú)關(guān)小靈敏體積，高空間分辨率實(shí)時(shí)讀數(shù)放療中常用輻射探測(cè)器電離室劑量?jī)x半導(dǎo)體劑量計(jì)膠片劑量?jī)x熱釋光劑量?jī)x輻射探測(cè)器理想的輻射探測(cè)器應(yīng)具有的特性:放療中常用輻射探測(cè)器什么是電離室?電離室是工作于飽和區(qū)的氣體(?)探測(cè)器,直接測(cè)量的是氣體中的電離電荷什么是電離室?電離室是工作于飽和區(qū)的氣體(?)探測(cè)器,直接測(cè)電離室的類型自由空氣電離室球形電離室平行板電離室外推電離室圓柱形電離室井形電離室電離室的類型自由空氣電離室自由空氣電離室中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院田中清先生提供自由空氣電離室中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院田中清先生提供平行板電離室平行板電離室的入射窗由0.01至0.03mm厚的聚酯薄膜等材料組成，其內(nèi)部有一扁平氣腔，電極間距非常?。ā?mm）。平行板電離室的特點(diǎn)：1.由于電離室的電極間距小，其氣腔在輻射場(chǎng)中產(chǎn)生的擾動(dòng)就非常小，使得它在電子束的測(cè)量中優(yōu)于圓柱形電離室。2.由于電離室的入射窗極薄，其有效測(cè)量點(diǎn)又位于氣腔的前表面中心，它適于測(cè)量人體表面的劑量和建成區(qū)的劑量分布。平行板電離室平行板電離室的入射窗由0.01至0.03mm厚的圓柱形電離室電離室呈圓柱形，在中心部位有一個(gè)空氣腔,外殼由固體空氣等效材料（如石墨）制成，其內(nèi)表面涂有一層導(dǎo)電材料，形成外電極；中央有針形收集極圓柱形電離室電離室呈圓柱形，在中心部位有一個(gè)空氣腔,外殼由固電離室特性靈敏度能量響應(yīng)復(fù)合效應(yīng)極化效應(yīng)桿效應(yīng)電離室特性靈敏度電離室的靈敏度電離室的靈敏度取決于電離室內(nèi)的空氣質(zhì)量。通常情況下，空氣密度變化很小，因此也可以說(shuō)其靈敏度正比于電離室內(nèi)的空氣體積，而這個(gè)體積就稱為“靈敏體積”。電離室的靈敏度電離室的靈敏度取決于電離室內(nèi)的空氣質(zhì)量。通常情電離室的能量響應(yīng)電離室的能量響應(yīng)是指電離室的靈敏度隨電離輻射能量的變化情況，等于室壁材料和空氣的質(zhì)能吸收系數(shù)之比。電離室的能量響應(yīng)電離室的能量響應(yīng)是指電離室的靈敏度隨電離輻射電離室的復(fù)合效應(yīng)電離室工作在飽和區(qū)，但也存在正負(fù)粒子的復(fù)合效應(yīng)，并且復(fù)合效應(yīng)隨輻射類型和輻射強(qiáng)度變化，復(fù)合效應(yīng)對(duì)收集效率的效率可以用復(fù)合修正因子Ps描述。用雙電壓法確定Ps，即對(duì)相同的輻射場(chǎng)，電離室分別加兩種不同的工作電壓V1和V2，其中V1是常規(guī)工作電壓，V1>=3V2，根據(jù)收集到的電荷Q1和Q2可確定Ps。電離室的復(fù)合效應(yīng)電離室工作在飽和區(qū)，但也存在正負(fù)粒子的復(fù)合效連續(xù)輻射束中的復(fù)合修正因子連續(xù)輻射束中的復(fù)合修正因子脈沖輻射二次項(xiàng)擬合系數(shù)

電壓比aoa1a2 2.02.3370-3.636002.299002.51.4740-1.587001.114003.01.1980-0.875300.677303.51.0800-0.542100.462704.01.0220-0.363200.341305.00.9745-0.187500.213506.00.9584-0.107500.149508.00.9502-0.037320.0590510.00.9516-0.010410.05909脈沖輻射二次項(xiàng)擬合系數(shù)脈沖掃描輻射二次項(xiàng)擬合系數(shù) 電壓比aoa1a22.04.711-8.24204.53302.52.719-3.97702.26103.02.001-2.40201.40403.51.665-1.64700.98414.01.468-1.20000.73405.01.279-0.75000.47416.01.177-0.50810.33428.01.089-0.28900.202010.01.052-0.18960.1398脈沖掃描輻射二次項(xiàng)擬合系數(shù)電離室的極化效應(yīng)電離室收集的電離電荷，會(huì)因收集極電壓極性的改變而變化，這種現(xiàn)象稱為極化效應(yīng)。對(duì)相同的電離輻射，當(dāng)電離室的極化電壓大小相同，極性相反時(shí)，測(cè)得的電離電流的絕對(duì)值分別為|I+|和|I-|，則2（|I+|-|I-|）/（|I+|+|I-|）即為該電離室的極化效應(yīng)。為提高測(cè)量精度，可選擇電離室合適的工作電壓來(lái)減小極化效應(yīng)。通常要求極化效應(yīng)<0.5%。電離室的極化效應(yīng)電離室收集的電離電荷，會(huì)因收集極電壓極性的改電離室桿效應(yīng)電離室靈敏度也會(huì)受到電離室金屬桿和電纜在輻射場(chǎng)中的被照范圍的影響，這是由于電離室的金屬桿、絕緣體和電纜在輻射場(chǎng)中會(huì)產(chǎn)生微弱的電離，疊加在電離室的信號(hào)電流中，這種效應(yīng)稱為桿效應(yīng)。一般電離室的桿效應(yīng)較小。如桿效應(yīng)較大，在測(cè)量射野輸出因素時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行校正。電離室的桿效應(yīng)一般<1.0%。電離室桿效應(yīng)電離室靈敏度也會(huì)受到電離室金屬桿和電纜在輻射場(chǎng)中桿效應(yīng)測(cè)量方法如圖所示，電離室在一個(gè)長(zhǎng)方形的射野中沿兩個(gè)方位做多點(diǎn)測(cè)量，然后將同一點(diǎn)沿長(zhǎng)邊方向的測(cè)量結(jié)果除以短邊方向的測(cè)量結(jié)果。做圖，橫坐標(biāo)表示電離室桿在射野中的長(zhǎng)度，縱坐標(biāo)為桿效應(yīng)修正因子。桿效應(yīng)測(cè)量方法如圖所示，電離室在一個(gè)長(zhǎng)方形的射野中沿兩個(gè)方位電離室的空氣密度效應(yīng)用非密封電離室測(cè)量時(shí)，對(duì)劑量計(jì)的讀數(shù)M，要進(jìn)行電離室空腔的空氣密度效應(yīng)修正，即溫度、氣壓的修正。相對(duì)與校準(zhǔn)條件時(shí)的氣壓Po=101.3kPa、溫度To=20℃或22℃,修正因子表示為如測(cè)量時(shí)空氣壓P=102.4kPa，室溫T=24℃，電離室的空氣密度效應(yīng)用非密封電離室測(cè)量時(shí)，對(duì)劑量計(jì)的讀數(shù)M，新型電離室劑量?jī)x的特點(diǎn)防水防碰電離室靈敏度更高、信噪比更高極化電壓極性和電壓值可調(diào)外接電源、內(nèi)置充電電池智能化程度更高新型電離室劑量?jī)x的特點(diǎn)防水防碰電離室腫瘤放射物理-第二講課件膠片劑量?jī)x的基本原理膠片由厚度約0.2mm的透明片基、覆蓋在片基單面或雙面的含溴化銀(AgBr)晶體顆粒的乳膠以及保護(hù)乳膠的涂層組成。當(dāng)膠片受可見(jiàn)光或電離輻射照射時(shí)，AgBr晶體顆粒中的Ag+離子還原為Ag原子，數(shù)個(gè)銀原子就形成所謂的“潛影”。洗片時(shí)，洗片液分子促使晶體顆粒中的Ag+還原為Ag原子，這種轉(zhuǎn)變?cè)诤小皾撚啊钡木w顆粒中進(jìn)行得更迅速，因此選擇合適的洗片時(shí)間就形成高黑度差別的影像。膠片劑量?jī)x的基本原理膠片由厚度約0.2mm的透明片基、覆蓋在膠片劑量學(xué)中的概念光學(xué)密度(OpticalDensity,OD)和透明度(Transmittance,T)用來(lái)定量表示膠片黑的程度，分別定義為測(cè)量OD和T的測(cè)量?jī)x器有光學(xué)密度計(jì)和掃描儀，它們均由光源、光探測(cè)器和移動(dòng)探測(cè)器或膠片的機(jī)械傳動(dòng)裝置，以及數(shù)據(jù)處理裝置膠片劑量學(xué)中的概念光學(xué)密度(OpticalDensity,膠片靈敏度膠片靈敏度S是指特定的光學(xué)密度與所接受的照射量或組織替代材料吸收劑量的比值對(duì)X(

)射線,;電子束,膠片靈敏度膠片靈敏度S是指特定的光學(xué)密度與所接受的照射量或組影響膠片靈敏度的其它因素射線入射角度對(duì)靈敏度有影響，設(shè)垂直入射為0o，則隨射線入射角度增大，80o時(shí)的靈敏度大約是0o的80%制作工藝和洗片條件對(duì)靈敏度有很大的影響，因此對(duì)每一批膠片在特定的洗片條件(顯影時(shí)間和顯影液溫度)需要建立靈敏度曲線影響膠片靈敏度的其它因素射線入射角度對(duì)靈敏度有影響，設(shè)垂直入膠片靈敏度曲線膠片靈敏度曲線RadioChromic膠片Polydiacetylene材料,感光層厚40mRadioChromic膠片Polydiacetylene材RadioChromic膠片能響組織等效性好,能量響應(yīng)平坦RadioChromic膠片能響組織等效性好,能量響應(yīng)平坦RadioChromic膠片能響無(wú)需暗室操作，不洗片ISPRadioChromic膠片能響無(wú)需暗室操作，不洗片ISPRadioChromic膠片靈敏度靈敏度偏低、與密度測(cè)量?jī)x器有關(guān)RadioChromic膠片靈敏度靈敏度偏低、與密度測(cè)量?jī)x器RadioChromic膠片其它特性涂層均勻度有待提高，以保證劑量響應(yīng)均勻度對(duì)紫外光敏感光學(xué)密度與放置時(shí)間有關(guān)RadioChromic膠片其它特性涂層均勻度有待提高，以保二極管劑量?jī)x的基本原理(一)在硅晶體中摻入比硅高一價(jià)的雜質(zhì)磷，會(huì)使這種有雜質(zhì)的晶體形成大量參與導(dǎo)電并形成電流的自由電子，這類晶體稱為N型晶體如果在硅晶體中摻入比硅低一價(jià)的雜質(zhì)硼，會(huì)使這種有雜質(zhì)的晶體形成大量參與導(dǎo)電并形成電流的空穴，這類晶體稱為P型晶體二極管劑量?jī)x的基本原理(一)在硅晶體中摻入比硅高一價(jià)的雜質(zhì)磷二極管劑量計(jì)的基本原理(二)通過(guò)特殊的制作工藝，將N型晶體和P型晶體結(jié)合起來(lái)，則在結(jié)合面兩側(cè)的一個(gè)小區(qū)域內(nèi)，即PN結(jié)區(qū)，N型晶體一側(cè)由于電子向P型晶體擴(kuò)散而顯正電，P型晶體一側(cè)由于空穴向N型晶體擴(kuò)散而顯負(fù)電。由于這種空間電荷的重新分布，在PN結(jié)區(qū)形成靜電場(chǎng)二極管劑量計(jì)的基本原理(二)通過(guò)特殊的制作工藝，將N型晶體和二極管劑量計(jì)的基本原理(三)當(dāng)這種探測(cè)器受到電離輻射照射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生新的載流子(電子和空穴對(duì))，在電場(chǎng)作用下，它們很快分離，并分別被拉到正極和負(fù)極，形成電流。半導(dǎo)體劑量計(jì)有時(shí)也稱為“固體電離室”。二極管劑量計(jì)的基本原理(三)當(dāng)這種探測(cè)器受到電離輻射照射時(shí)，二極管劑量?jī)x的靈敏度與電離室相比，半導(dǎo)體劑量?jī)x具有極高的的靈敏度，因?yàn)楣璧拿芏葹?.3g

cm-3，遠(yuǎn)高于空氣的密度0.00129g

cm-3；并且在硅中產(chǎn)生一個(gè)離子對(duì)只需能量3.5eV，而在空氣中需要33.97eV，所以相同體積的半導(dǎo)體劑量計(jì)要比電離室靈敏度高大約18000倍由于高的靈敏度，劑量計(jì)可以做得很小(0.3-0.7mm3)，具有高的空間分辨率二極管劑量?jī)x的靈敏度與電離室相比，半導(dǎo)體劑量?jī)x具有極高的的靈二極管劑量?jī)x的能響特性對(duì)X(

)射線，由于硅的原子序數(shù)(Z=14)比水的高，對(duì)中低能X(

)射線靈敏度高；對(duì)于電子束，由于硅與水的質(zhì)量阻止本領(lǐng)比基本不依賴電子束的能量，因此靈敏度不隨能量變化二極管劑量?jī)x的能響特性對(duì)X()射線，由于硅的原子序數(shù)(Z=影響二極管靈敏度的其它因素射線入射方向累積照射劑量溫度影響二極管靈敏度的其它因素射線入射方向MOSFET探測(cè)器MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistors)是一種新型的半導(dǎo)體探測(cè)器優(yōu)點(diǎn)可實(shí)時(shí)測(cè)量，也可離線測(cè)量靈敏度比Diode高缺點(diǎn)使用壽命短,50Gy具有Diode的一些缺點(diǎn)MOSFET探測(cè)器MOSFET(MetalOxideS不同類型劑量?jī)x的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電離室能響好，精確度高，建議用于射線束校準(zhǔn)需要連接電纜，需要加高壓，靈敏度低，空間分辨率低膠片同時(shí)測(cè)量一個(gè)平面的劑量分布;空間分辨率高，非常薄對(duì)輻射場(chǎng)的干擾少需要暗室和洗片設(shè)施;洗片過(guò)程復(fù)雜，測(cè)量精確度差;能響差，不用于射線束校準(zhǔn)半導(dǎo)體高靈敏度小體積，實(shí)時(shí)讀數(shù)，不需要外加極化電壓靈敏度隨能量、溫度和累積照射劑量變化，不能用于射線束校準(zhǔn)不同類型劑量?jī)x的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電能響好，精確度高，建議用于電離室與二極管測(cè)量深度劑量Chamber

Diode電離室與二極管測(cè)量深度劑量Chamber量與單位腔理論輻射探測(cè)器電離輻射的射線質(zhì)電離室的劑量檢定規(guī)程

電離輻射吸收劑量的測(cè)量量與單位

電離輻射吸收劑量的測(cè)量電離輻射的射線質(zhì)電離輻射的射線質(zhì)是指電離輻射的能量或能量分布。由于在確定吸收劑量時(shí)用到的許多參數(shù)均與輻射能量有關(guān)，確定輻射質(zhì)是一項(xiàng)非常重要的工作。放療中常用的電離輻射是X射線束和高能電子束，它們的能譜均很復(fù)雜，直接測(cè)量困難，因此在放療中往往用一個(gè)容易測(cè)量的單一參數(shù)來(lái)描述。電離輻射的射線質(zhì)電離輻射的射線質(zhì)是指電離輻射的能量或能量分布中低能X射線的射線質(zhì)中低能X射線是由X線機(jī)產(chǎn)生的，其能譜由具有連續(xù)譜的韌致輻射和具有分立能譜的特征輻射，在照射到人體之前還要穿過(guò)濾過(guò)板，因此能譜很復(fù)雜中低能X射線的射線質(zhì)用半價(jià)層(HVL)表示，HVL是使入射的窄射線束的強(qiáng)度減少一半時(shí)所需要的某種材料靶物質(zhì)的厚度。第二半價(jià)層QVL,同質(zhì)系數(shù)H=HVL/QVL中低能X射線的射線質(zhì)中低能X射線是由X線機(jī)產(chǎn)生的，其能譜由具半價(jià)層的測(cè)量方法使用電離室在空氣中測(cè)量。測(cè)量時(shí)要有“好的幾何條件，以避免散射線照到電離室:射線束窄;衰減塊到電離室具有足夠的距離(

50cm);應(yīng)挪開(kāi)周圍物體，電離室與其它物體應(yīng)相距至少50cm。數(shù)據(jù)處理半價(jià)層的測(cè)量方法使用電離室在空氣中測(cè)量。測(cè)量時(shí)要有“好的幾放射性核素產(chǎn)生的、射線與X射線不同，每種放射性核素釋放、射線的衰變過(guò)程是固定的，根據(jù)其衰變綱圖可以清楚了解所用放射性核素的、射線能量(譜)放射性核素產(chǎn)生的、射線質(zhì)一般用其核素名稱和射線類型，如鈷60

射線、鍶90

射線放射性核素產(chǎn)生的、射線與X射線不同，每種放射性核素釋放高能X射線的射線質(zhì)各類加速器產(chǎn)生的高能X射線的能譜是連續(xù)譜，最大能量可認(rèn)為與加速電子打靶前的能量。因?yàn)镠VL在放療所用高能X射線的能量范圍內(nèi)變化太小，高能X射線的射線質(zhì)不用HVL，而用其它方法表示：標(biāo)稱加速電壓80%劑量的深度d80TPR20/10D20/10高能X射線的射線質(zhì)各類加速器產(chǎn)生的高能X射線的能譜是連續(xù)譜，TPR20/10和D20/10的測(cè)量方法TPR20/10D20/10D20/10

TPR20/10：

TPR20/10=1.2661D20/10-0.0595TPR20/10和D20/10的測(cè)量方法TPR20/10D2

TPR20/10

D20/10MV0.600.5203.50.620.5353.90.640.5504.40.660.5705.00.680.5855.80.700.6007.00.720.6158.00.740.6309.50.750.64010.50.760.64512.00.770.65514.00.780.66020.00.790.67525.0(0.570.50060Coγ射線組織模體比、劑量比與加速電壓的相應(yīng)關(guān)系組織模體比、劑量比與加速電壓的相應(yīng)關(guān)系高能電子束的能譜加速器產(chǎn)生的高能電子束，在引出之前，能譜相對(duì)較窄，可以認(rèn)為是單能。引出后，經(jīng)過(guò)散射箔、監(jiān)測(cè)電離室、空氣等介質(zhì)，并經(jīng)準(zhǔn)直器限束到達(dá)模體或患者，在模體或患者體內(nèi)逐漸損失能量，能譜不斷展寬高能電子束的能譜加速器產(chǎn)生的高能電子束，在引出之前，能譜相對(duì)高能電子束的射線質(zhì)用模體表面的平均能量或最可幾能量表示射線質(zhì)高能電子束的射線質(zhì)用模體表面的平均能量或最可幾能量表示射線質(zhì)模體內(nèi)某深度處的平均能量方法1：利用與，z/Rp的關(guān)系查表方法2：可近似根據(jù)公式計(jì)算模體內(nèi)某深度處的平均能量方法1：利用與，z/RpR50和Rp的測(cè)量方法SSD=100cm,當(dāng)ēo≤15MeV時(shí)，模體表面射野不小于12cm×12cm；ēo>15MeV時(shí)，射野不小于20cm×20cm。用電離室或半導(dǎo)體劑量計(jì)測(cè)量射野中心軸上的深度相對(duì)電離曲線。如果用電離室測(cè)量，要將轉(zhuǎn)換為深度劑量曲線；如果用半導(dǎo)體測(cè)量，深度電離曲線就是深度劑量曲線R50和Rp的測(cè)量方法SSD=100cm,當(dāng)ēo≤15MeV劑量學(xué)概念腔理論輻射探測(cè)器電離輻射的射線質(zhì)電離室的劑量檢定規(guī)程

電離輻射吸收劑量的測(cè)量劑量學(xué)概念

電離輻射吸收劑量的測(cè)量一個(gè)電離室的校準(zhǔn)因子是通過(guò)（1）與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)比較或者（2）次級(jí)校準(zhǔn)試驗(yàn)室而比較得出的。為保證國(guó)際上不同國(guó)家計(jì)量值的統(tǒng)一與一致性，國(guó)家基準(zhǔn)也應(yīng)定期參加國(guó)際計(jì)量局（BIPM）所組織的國(guó)際比對(duì)活動(dòng)。A國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)儀器(1)(2)電離室校準(zhǔn)(檢定)的基本過(guò)程國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)B國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)電離室的校準(zhǔn)因子是通過(guò)（1）與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)比較或者（2）次級(jí)劑量檢定規(guī)程的演變歷史70年代ICRU發(fā)表14號(hào)和21號(hào)報(bào)告國(guó)際組織中國(guó)介紹空氣照射量率校準(zhǔn)因子方法84年頒布《關(guān)于腫瘤放射治療劑量學(xué)的若干規(guī)定》介紹空氣比釋動(dòng)能率校準(zhǔn)因子方法87年IAEA發(fā)表第277號(hào)報(bào)告2001年頒布JJG589—2001《外照射治療輻射源》介紹水吸收劑量校準(zhǔn)因子方法2000年IAEA發(fā)表第398號(hào)報(bào)告???劑量檢定規(guī)程的演變歷史70年代ICRU發(fā)表14號(hào)和21號(hào)報(bào)告IAEA第277號(hào)技術(shù)報(bào)告IAEA1987年出版第277號(hào)技術(shù)報(bào)告《光子和電子束的吸收劑量測(cè)定》，97年出版修訂版。兩者的主要區(qū)別如下：原版中對(duì)X射線給出的擾動(dòng)因子（Pu）值偏高，修訂版中公布一組新的Pu值對(duì)低能X射線補(bǔ)充了水/空氣質(zhì)能吸收系數(shù)比值對(duì)電離室的有效測(cè)量點(diǎn)也有微小的變化IAEA第277號(hào)技術(shù)報(bào)告IAEA1987年出版第277劑量校準(zhǔn)對(duì)測(cè)量?jī)x器的要求電離室靜電計(jì)水模體輸入阻抗>1014

，至少四位數(shù)字指示，長(zhǎng)期穩(wěn)定性<0.5%，極化電壓大小和極性可調(diào)，漏電<0.5%在參考深度模體尺寸在橫向四周和深度方向至少比最大測(cè)量射野大5cm。劑量校準(zhǔn)對(duì)測(cè)量?jī)x器的要求電離室輸入阻抗>1014，至少四位參考點(diǎn)（RefernencePoint）是指一般情況下，為劑量計(jì)算或測(cè)量參考而規(guī)定的體模表面下照射野中心軸上的一個(gè)點(diǎn)。參考點(diǎn)在模體內(nèi)所處的深度稱為參考深度dr。名詞術(shù)語(yǔ):參考點(diǎn)和參考深度277號(hào)報(bào)告建議的參考深度:400kV以下X射線，0cm;

射線，5cm;高能X射線，TPR20/100.7，5cm;高能X射線，TPR20/10>0.7，10cm;電子束，dr=R100或根據(jù)能量大小取1、2、或3cm。

參考點(diǎn)（RefernencePoint）是指一般情況下，為當(dāng)電離室測(cè)量時(shí)，氣腔代替了小部分模體材料，氣腔靈敏體積中的射線衰減減少了，導(dǎo)致測(cè)量值會(huì)偏高。考慮這種影響有兩種方法：a).將測(cè)量值認(rèn)為是一個(gè)有效測(cè)量點(diǎn)(Peff)的，而不是氣腔幾何中心的值;b).將測(cè)量值乘以移位干擾因子pdis。名詞術(shù)語(yǔ):電離室有效測(cè)量點(diǎn)當(dāng)電離室測(cè)量時(shí)，氣腔代替了小部分模體材料，氣腔靈敏體積中的射對(duì)60Coγ射線和高能X射線，Peff從電離室?guī)缀沃行?P)向射線入射方向前移0.6r，r為電離室空腔內(nèi)半徑有效測(cè)量點(diǎn)(Peff)的位置對(duì)于電子束，當(dāng)采用圓柱形電離室測(cè)量時(shí)，Peff從P向射線入射方向前移0.5r;當(dāng)采用平行板電離室測(cè)量時(shí)，Peff位于入射窗的前表面。例如r=3.15mm，0.6r=1.9mm，如果把P置于水下50mm，實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)是水下48.1mm處的吸收劑量。因此需要把P置于水下51.9mm處。對(duì)中、低能X射線，Peff位于園柱形電離室?guī)缀沃行?，位于平行板電離室前表面。對(duì)60Coγ射線和高能X射線，Peff從電離室?guī)缀沃行?P)腫瘤放射物理-第二講課件校準(zhǔn)因子定義為在參考檢定條件下一個(gè)被測(cè)量的真值與測(cè)量?jī)x器讀數(shù)的比值。對(duì)電離室校準(zhǔn)而言，參考檢定條件包括測(cè)量時(shí)源皮距、測(cè)量介質(zhì)、射野大小、參考深度、氣壓、溫度和濕度等；真值是計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)電離室的測(cè)量值。校準(zhǔn)因子可以是吸收劑量ND、比釋動(dòng)能NK或照射量校準(zhǔn)因子Nx。名詞術(shù)語(yǔ):校準(zhǔn)因子NK、Nx校準(zhǔn)時(shí)參考條件對(duì)于中低能X射線，SSD取治療SSD,射野3x3cm2或

3cm

對(duì)于Coγ射線,SSD取100cm,射野10x10cm2校準(zhǔn)因子定義為在參考檢定條件下一個(gè)被測(cè)量的真值與測(cè)量?jī)x器讀數(shù)根據(jù)IAEATRS-277報(bào)告，銫-137，鈷-60γ射線和醫(yī)用加速器產(chǎn)生的高能X射線及電子束在水中吸收劑量的測(cè)量分兩個(gè)步驟:1).確定電離室空腔的空氣吸收劑量因子ND

，而ND的值是通過(guò)電離室劑量計(jì)的照射量校準(zhǔn)因子Nx或空氣比釋動(dòng)能校準(zhǔn)因子NK及電離室的其它有關(guān)參數(shù)來(lái)確定的;2)有了ND的值，再來(lái)測(cè)算水中的吸收劑量。校準(zhǔn)高能電離輻射吸收劑量的過(guò)程N(yùn)D根據(jù)IAEATRS-277報(bào)告，銫-137，鈷-60γ射線照射量校準(zhǔn)因子Nx=X/M（(C/kg)/div）式中，X為照射量的標(biāo)準(zhǔn)值，單位是C/kg，當(dāng)用倫琴R做照射量單位時(shí)，1R=2.58×10-4C/kg（精確值）。M是劑量計(jì)的顯示值，其單位由于劑量計(jì)的設(shè)計(jì)不同而不同，故一般以劑量計(jì)的讀數(shù)div表示。照射量校準(zhǔn)因子Nx=X/M（(C/kg)/div）空氣比釋動(dòng)能校準(zhǔn)因子定義NK=K/M（(J/kg)/div）式中，K為空氣比釋動(dòng)能的標(biāo)準(zhǔn)值，單位是Gy。M是劑量計(jì)的顯示值，其單位由于劑量計(jì)的設(shè)計(jì)不同而不同，故一般以劑量計(jì)的讀數(shù)div表示。由校準(zhǔn)因子NX計(jì)算NK

在我國(guó)現(xiàn)行量值傳遞體系中，給出的是照射量校準(zhǔn)因子NX，而且使用的照射量單位不是SI單位。因此，NK與NX的數(shù)值關(guān)系為：

NK=NX·2.58×10-4·W/e·1/（1-g）空氣比釋動(dòng)能校準(zhǔn)因子定義NK=K/M（(J/k空氣吸收劑量因子當(dāng)由照射量校準(zhǔn)因子NX計(jì)算ND時(shí)，其計(jì)算公式為：

ND=NX·W/e·Katt·Km當(dāng)由空氣比釋動(dòng)能校準(zhǔn)因子NK計(jì)算ND時(shí)，其計(jì)算公式為：

ND=NK·（1-g）Katt·Km上述公式中，ND是電離室空腔的空氣吸收劑量因子；W/e是在空氣中形成一個(gè)電子電荷的每對(duì)離子消耗的平均能量，W/e=33.97J/C。Katt是電離室壁及平衡帽對(duì)射線的吸收和散射的修正；Km是室壁及平衡帽材料的非空氣等效的修正。空氣吸收劑量因子當(dāng)由照射量校準(zhǔn)因子NX計(jì)算ND時(shí)，其計(jì)算公式表1.常用電離室的km和katt電離室型號(hào)kmkattkm?kattNE0.2cm325150.9800.9880.968NE0.2cm32515/30.9910.9870.978NE0.2cm325770.9940.9870.981NE0.6cm32505/A0.9710.9970.962

（1967～1974）

NE0.6cm32505/3，3A0.9910.9900.981

（1971～1979）

NE0.6cm32505/3，3B0.9740.9910.965

（1974～現(xiàn)在）

NE0.6cm32571/帶保護(hù)極0.9940.9900.985NE0.6cm32581/PMMA帽

0.9750.9900.966PTW0.6cm323333/3mm帽0.9820.9930.975PTW0.6cm323333/4.6mm帽0.9820.9900.972表1.常用電離室的km和katt電離室型號(hào)通常SSD取正常治療距離，并選定照射野，如SSD=100cm，水模表面的射野為10cm×10cm。電離室的有效測(cè)量點(diǎn)在射束軸上距水模表面的深度為校準(zhǔn)深度，電離室軸線與束軸垂直。在有效測(cè)量點(diǎn)處的水的吸收劑量Dw（Gy）為：

Dw（Peff）=Dair(P)·Sw，air=M·ND·Sw，air·Pu·Pcel式中的M是經(jīng)溫度、氣壓修正后的儀表讀數(shù)；Sw，air為水對(duì)空氣的阻止本領(lǐng)比；Pu為擾動(dòng)因子,校正電離室壁材料與水產(chǎn)生電子和散射電子特性的不同,以及校正空氣腔與水散射電子特性的不同；Pcel為電離室中心電極的修正，當(dāng)(h)max25MeV時(shí)，鋁中心電極的Pcel為1。測(cè)量高能X(γ)射線在水模體中的吸收劑量通常SSD取正常治療距離，并選定照射野，如SSD=100cm圓柱形電離室的擾動(dòng)修正因子Pu值圓柱形電離室的擾動(dòng)修正因子Pu值輻射質(zhì)水中

TPR1020D20/D10Sw,air

校準(zhǔn)深度（cm）

0.500.441.13550.530.471.13450.560.521.13050.620.541.12750.650.561.12350.680.581.11950.700.601.1165

表2.X(

)射線質(zhì)、Sw,air和校準(zhǔn)深度(一)表2.X()射線質(zhì)、Sw,air和校準(zhǔn)深度(一)

輻射質(zhì)水中

TPR1020D20/D10Sw,air

校準(zhǔn)深度(cm)0.720.611.111100.740.631.105100.760.651.099100.780.661.090100.800.681.080100.820.691.069100.840.711.05910

銫-1371.1365

鈷-601.1335表2.X(

)射線質(zhì)、Sw,air和校準(zhǔn)深度(二)表2.X()射線質(zhì)、Sw,air和校準(zhǔn)深度(二)60Coγ射線水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例第一步:由NX計(jì)算NKa).Farmer劑量?jī)x配0.6cc電離室(型號(hào)NE2571,半徑3.15mm，中心鋁電極半徑0.5mm，長(zhǎng)21.5mm)的60Coγ射線照射量校準(zhǔn)因子NX=1.005R/div.校準(zhǔn)時(shí)氣壓Po=101.3Kpa，溫度To=20.0Cb).空氣W/e=33.97J/C;對(duì)60Coγ射線，g=0.003c).根據(jù)空氣比釋動(dòng)能校準(zhǔn)因子的計(jì)算公式得

NK=Nx·2.58×10-4·W/e·1/（1-g）

=1.005×2.58×104×33.97×1/(1.0-0.003)=0.883×10-2（Gy/div）=0.883（cGy/div）60Coγ射線水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例a).Farmer劑量?jī)x配60Coγ射線水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例第二步:由NK計(jì)算NDa).由電離室型號(hào)NE25710.6cc查表得

Katt=0.990；Km=0.994.b).由第一步知電離室的NK=0.883×10-2（Gy/R）并且g=0.003c).故該電離室的空氣吸收劑量校準(zhǔn)因子為

ND=NK（1-g）Katt·Km

=0.866×10-2（Gy/div）60Coγ射線水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例a).由電離室型號(hào)NE260Coγ射線水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例第三步:對(duì)劑量?jī)x讀數(shù)做T、P修正a).在SSD=80cm，照射野10×10cm，測(cè)量時(shí)劑量?jī)x平均讀數(shù)為M’=80.43div/min；測(cè)量時(shí)空氣壓P=100.9Kpa，溫度T=25.8℃.b).根據(jù)氣壓溫度修正系數(shù)的計(jì)算公式c).得d).故經(jīng)溫度、氣壓修正后的劑量?jī)x讀數(shù)為

M=M’×KTP=80.43×1.024=82.36（div/min）60Coγ射線水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例a).在SSD=80cm，60Coγ射線水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例第四步:計(jì)算有效測(cè)量點(diǎn)的劑量a).由上已知

M=82.36（div/min）,ND=0.866×10-2（Gy/div)b).由射線質(zhì)為60Coγ射線查表(圖)得

Sw，air=1.133Pu=0.993Pcel=1.0c).故根據(jù)吸收劑量計(jì)算公式

Dw（Peff）=M·ND·Sw，air·Pu·Pcel

得 Dw（Peff）=82.36×0.866×10-2

×1.133×0.993 =80.24×10-2（Gy/min）60Coγ射線水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例a).由上已知對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的電離室的要求當(dāng)ēo>10MeV時(shí)，應(yīng)使用圓柱形電離室當(dāng)5MeV<ēo≤10MeV時(shí)，可使用平行板電離室，也可應(yīng)用圓柱形電離室當(dāng)ēo≤5MeV時(shí)，則必須使用平行板電離室在水模體或固體模體中進(jìn)行吸收劑量的測(cè)量測(cè)量電子束在水模體中的吸收劑量水模體中的吸收劑量計(jì)算公式

有效測(cè)量點(diǎn)的吸收劑量可表示為

Dw（Peff）=Dair(P)·Sw，air=M·ND（Sw，air）·Pu·Pcel

式中的Sw，air、Pu

、Pcel值可以查表。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用的電離室的要求測(cè)量電子束在水模體中的吸收劑量水模體電子束校準(zhǔn)深度

ēo（MeV） 校準(zhǔn)深度

ēo<5 R1005≤ēo<10 R100或1.0cm10≤ēo<20 R100或2.0cm20≤ēo R100或3.0cm電子束校準(zhǔn)深度ēo（MeV） 校準(zhǔn)深度水深(cm)ēo(MeV)

46810120.51.0711.0391.0191.0030.9911.01.0901.0581.0311.0130.9992.01.1301.1011.0651.0361.0182.51.1331.1201.0831.0531.0303.01.1291.1021.0691.0424.01.1261.1011.0715.01.1016.01.1218.010.0

電子束的水對(duì)空氣阻止本領(lǐng)比Sw，air(一)水深(cm)ēo(Me水深(cm)ēo(MeV50.9820.9730.9660.9590.9451.00.9880.9790.9710.9640.9502.01.0040.9930.9900.9750.9593.01.0231.0081.0040.9870.9694.01.0461.0271.0211.0010.9795.01.0721.0491.0301.0160.9906.01.1001.0741.0511.0331.0228.01.1201.1161.0981.0761.03210.0

1.1161.1121.068電子束的水對(duì)空氣阻止本領(lǐng)比Sw，air(二)水深(cm)ēo(Me測(cè)量電子束時(shí)圓柱形電離室的擾動(dòng)修正因子Pu

ēz/MeVr=1.5mmr=2.5mmr=3.5mm40.9810.9670.95560.9840.9740.96380.9880.9800.971100.9910.9840.978120.9930.9880.984150.9950.9920.989200.9970.9950.994

測(cè)量電子束時(shí)圓柱形電離室的擾動(dòng)修正因子Pu鋁收集極電離室的Pcel值收集極半徑電子束鈷-60γ射線和X射線X射線（mm）(hυ)max≤25MeV(hυ)max>25MeV0.51.0081.0001.0041.01.0151.0001.0081.51.0201.0001.0102.51.0231.0001.016鋁收集極電離室的Pcel值收集極半徑電子束鈷-60γ高能電子束水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例高能電子束水中吸收劑量的測(cè)算過(guò)程與高能X(γ)射線的測(cè)算過(guò)程基本相同。兩個(gè)過(guò)程都有四個(gè)步驟，并且第一至三步完全相同，只有第四步有所不同。對(duì)高能電子束，參數(shù)Sw，air和

Pu不僅與射線束的入射能量有關(guān)，還與測(cè)量深度有關(guān)。高能電子束水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例高能電子束水中吸收劑量的測(cè)算過(guò)高能電子束水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例第四步:計(jì)算有效測(cè)量點(diǎn)的劑量(一)a).加速器電子束標(biāo)稱能量為20MeV,當(dāng)SSD=100cm，限光筒10×10cm2，加速器上的監(jiān)督劑量?jī)x預(yù)置200MU時(shí)，用劑量?jī)xNE2570/1A，電離室NE2571在有效深度2cm測(cè)量吸收劑量，已溫度、氣壓修正的儀器讀數(shù)M=233.7(div/min).b).由上已知ND=0.866×10-2（Gy/div)c).根據(jù)實(shí)測(cè)的PDD曲線，求得R50=8.0cm其對(duì)應(yīng)的水模表面的平均能量E0=2.33R50=18.6MeV，查表插值得2cm深處的Sw，air=0.983高能電子束水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例a).加速器電子束標(biāo)稱能量為2高能電子束水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例第四步:計(jì)算有效測(cè)量點(diǎn)的劑量(二)d).根據(jù)實(shí)測(cè)的PDD曲線，求得Rp=9.5cm，故2cm深處平均能量Ez=Eo(1-z/Rp)=18.64×(1-2.0/9.5)=14.7MeV，查表插值得Pu=0.990e).根據(jù)鋁收集極半徑查表得Pcel=1.008f).故根據(jù)吸收劑量計(jì)算公式

Dw（Peff）=M·ND·Sw，air·Pu·Pcel

得Dw（Peff）=82.36×0.866×10-2×1.133 ×0.990×1.008 =80.24×10-2（Gy/min）高能電子束水中吸收劑量測(cè)算實(shí)例d).根據(jù)實(shí)測(cè)的PDD曲線，求中能X射線（100～300KV）的吸收劑量測(cè)量中能X射線在水中的吸收劑量

式中M為劑量計(jì)在水中的讀數(shù)；NK是空氣比釋動(dòng)能校準(zhǔn)因子；其單位是（Gy/div）；Ku是校準(zhǔn)劑量計(jì)所用的輻射場(chǎng)與被測(cè)量的輻射場(chǎng)不同而引起的修正，一般取Ku=1；（μen/ρ）w，air是水對(duì)空氣的平均質(zhì)能吸收系數(shù)之比；Pu是擾動(dòng)修正因子；Pcel為中心電極的影響，其值為1。中能X射線（100～300KV）的吸收劑量測(cè)量中能X射線在水水對(duì)空氣的質(zhì)能吸收系數(shù)比

管電壓/kV輻射質(zhì)

HVL/mmALHVL/mmCud=0md=2cmd=5cm502.240.0721.0131.0121.012702.940.091.0171.0171.0171004.280.171.0271.0271.0281400.491.0471.0451.0441500.831.0611.0581.0572001.601.0801.0751.0732502.471.0921.0891.085

注：d為水深水對(duì)空氣的質(zhì)能吸收系數(shù)比 圓柱形電離室在水模體中的擾動(dòng)因子Pu管電壓/kVHVL/mmCu擾動(dòng)因子Pu1000.171.031200.301.031400.491.031500.831.022001.701.022502.471.012803.371.01圓柱形電離室在水模體中