PDF《内容概要：》

电离室测量吸收剂量原理 内容概要:

一、电离室的工作机制

二、电离室的工作特性

三、电离室测量吸收剂量的原理 电离室测量吸收剂量原理

一、电离室的工作机制 电离室测量吸收剂量的基本过程是:通过测量电离辐射在与 物质相互作用过程中产生的次级粒子的电离电荷量,由计算得出 吸收剂量.

电离室测量吸收剂量原理

(一)、电离室的基本原理 两个相互平行的电极之间充 满空气,虚线所包括范围,称为 电离室灵敏体积.当电离辐射, 如X或γ射线摄入这个灵敏体积内, 与其中的空气介质相互作用,产 生次级电子.这些电子在其运动 轨迹上使空气中的原子电离,产 生一系列正负离子对.在灵敏体 积的电场作用下,电子、正离子 分别向两级漂移,使相应极板的 感应电荷量发生变化,形成电离 电流.在电子平衡条件下测到的 电离电荷,理论上应为次级电子 所产生的全部电离电荷. 电离室测量吸收剂量原理 根据以上原理可以制成自由空气电离室 主要由两个相互平行的平板电极构成,极间相互绝缘并连接到 电源电压的正负端,电极间充有空气.构成电离室的一个极板 与电源高压的正端或负端相连,另一极板与静电计输入端相连, 称为收集级. 电离室测量吸收剂量原理 电离室的灵敏体积是指通过收集级边缘的电力线所包围的两个 电极间的区域.在灵敏体积外的电极称为保护环,其作用是使 灵敏体积边缘外的电场保持均匀,并同时使绝缘子的漏电流不 经过测量回路,减少对信号的影响. 电离室测量吸收剂量原理 自由空气电离室一般为国家一级或 二级剂量标准实验室所配置,作为 标准,在现场使用的电离室型剂量 仪进行校准,并不适合于在现场如 医院使用. 在实际应用中,电离室的输出信号电流在10 A数量级,为弱电 流,必须经过弱电流放大器(静电计)对其进行放大,此类静 电计通常称为剂量测量仪.如下图所示,静电计实际上就是一 个负反馈运算放大器.以三种方式测量电离室的输出信号:

1、测量输出电荷量

2、测量输出电流

3、测量输出回路中形成的电压信号 -10 电离室测量吸收剂量原理

(二)指形电离室 指形电离室是根据自由空 气电离室原理,为便于常 规使用而设计的.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,满足进去气腔中电子 数与离开的相等,电子平 衡存在.此条件下的电离 室可认为与自由空气电离 室具有等同功能. 电离室测量吸收剂量原理

(二)指形电离室 如果将图a的空气外壳压缩,则可形 成图b所表示的固态的 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 自由空气的密度,该 种材料中达到电子平 衡的厚度可远小于自 由空气的厚度. 电离室测量吸收剂量原理

(二)指形电离室 图c就是根据上述思 想设计而成的指形 电离室的剖面图,指 形电离室的材料一 般选用石墨,它的 有效原子序数小于 空气(7.67)而接近于 碳(6),其表面涂有 一层导电材料,形 成一个电极,另一 个收集电极位于中 心. 电离室测量吸收剂量原理 ? 如上所述,空气气腔中所产生的电离电荷,是由四周室壁中 的次级电子所产生. ? 为了使指形电离室与自由空气电离室具有相同的效应,它的 室壁应与空气外壳等效,即在指形电离室壁中产生的次级电 子数和能谱与空气中产生的一样. 电离室测量吸收剂量原理 ? 通常用作室壁材料的石墨,酚醛树脂和塑料,其有效原子序 数略小于空气的有效原子序数,这种室壁材料在空气气腔中 产生的电离电荷也略少于自由空气电离室. 因此,选用有效原子序数略大的材料,制成中心收集电极,可 部分补偿室壁材料的不完全空气等效. 电离室测量吸收剂量原理