第三节带电粒子的剂量计算

第三节带电粒子的剂量计算带电粒子，特别是β射线及通过加速器产生的高能电子束，在医学，辐射化学、放射生物学、核物理等领域中有着重要的用途。下面分别介绍单能电子。β射线及重带电粒子的剂量计算。一．单能电子及β射线的注量率与吸收剂量的关系单能电子束的吸收剂量，可用电子在物质中的碰撞组织本领计算。表4-2列出了不同能量的电子在不同元素集其他物质中的质量碰撞阻止本领，只要知道制定物质所接收的单能电子的注量率，便可由下式计算指定物质的吸收剂量率.D，即--电子的注量率（粒子/米2.秒或粒子/厘米2.秒）colS---能量为E兆电子伏的电子，在指定物质中的质量碰撞阻止本领（焦耳.米2/千克或兆电子伏.厘米2/克）。例题用一起测得工作人员体表的那一点上能量为5.0兆电子伏的单能电子束的注量=2.17×105粒子/米2.秒。试计算工作人员体表那一点的吸收剂量率。解：由表4-2查出，E=5.0兆电子伏时，在肌肉中的14-col1060.1908.1S焦耳.米2/千克，则小时毫戈/104.2106.1908.11017.2106.32-14-6.5D表4-3列出了相应于剂量率为小时毫戈/105.22-的单能电子的注量率值，这些值与采用表4-2的数据，按（4.32）式计算的值相比在5-10%以内相符合。表4-3相应于剂量率为小时毫戈/105.22-单能电子的注量率值E（兆电子伏）秒）米（粒子24/10E（兆电子伏）秒）米（粒子24/100.012.00.622.50.023.30.723.00.034.60.823.40.045.70.923.60.056.71.023.70.067.61.523.80.078.5223.40.089.3322.90.0910.1422.20.1010.7521.70.1513.7621.30.2015.8721.10.3018.8820.70.4020.6921.00.5021.81020.3只要知道所考虑的点的β射线的注量率，同样可用（4.32）式估算哪一点的吸收剂量率，但这时的colS是相对于β射线平均能量的质量碰撞阻止本领。有关β放射性核素的物理参数详见表4-4二、计算β剂量的经验公式Β源的剂量计算比γ源要复杂得多，这是由于：β射线是连续谱，虽然他在物质中毒减弱近似服从指数规律，但其散射作用明显。这种散射不仅与空气组分，离源的距离有关，而且与源周围散射物的存在及源的几何形状，位置有关，很难用理论公式来描述散射的影响，到目前为止，尚无满意的理论共使用与β源的剂量理算，故常用经验方法计算。（一）点源的剂量计算洛文格层总结了12种β放射性核素的直接测量数据，提出了著名的洛文格经验公式。当β射线的最大能量为0.167-2.24兆电子伏时，用下式计算的结果和实验值非常符合，即vrlcvreecrcrKAD112.1当1cvr时，011lcecr式中，.D-----在吸收戒指中距离点源r（克/厘米2）处的β剂量率（毫戈/小时）；A------β点源的放射性活度（贝可）；c-------与β最大能量有关的参数（无量纲）；v------β射线的表现吸收系数（厘米2/克）；K------归一化系数（毫戈/时.贝可）；3251059.4K=贝可小时毫戈./1-ce-c3321059.422-5-式中ρ-吸收介质的密度（克/厘米2）e-自然对数的底（e=2.718....）α-等于1/[3c2-e(c2-1)].参数c和v按下列公式计算。当吸收戒指为空气时c=3.11e-0.56Fmax,*E-2036.0-0.16--40.1maxE当吸收介质为软组织时，２０.１７＜maxE＜０．５兆电子伏Ｃ＝１.５０.５＜maxE＜１．５兆电子伏１.０１.５＜maxE＜３兆电子伏--37.1maxE-2036.0-6.18式中，maxE－－－β射线的最大能量（兆电子伏）-E－－－β射线的平均能量（兆电子伏）；*-E－－－假定β转变为容许跃迁时，理论计算的β谱平均能量（兆电子伏）。对于；，1.17*/--90EESr对i210B，；0.77*/--EE对其他常用核素，1*/--EE