ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Измерение ионизации (электромагнитное излучение) из "Введение в радиационную химию" Уже с момента открытия радиоактивности и рентгеновских лучей измерение ионизации в газах использовали в целях дозиметрии. Подобного рода измерения и сейчас используются при дозиметрии у- и рентгеновского излучения в медицине. [c.75] Ионизацию в воздухе удобно определять с помощью ионизационных камер. Обычно такие камеры состоят из двух электродов, между которыми находится пространство, заполненное газом. К электродам прикладывается определенная разность потенциалов. Ионы, образовавшиеся в газе под действием излучения, движутся к электродам, и возникает ионизационный ток (или падение потенциала на электродах), измеряемый специальными приборами. Этим методом определяется экспозиционная доза, по которой можно рассчитать-поглощенную дозу, если известны состав поглощающей среды и энергия (или энергетические спектр) излучения. [c.75] При измерениях интенсивности излучения высокой энергии стенки из воздухоэквивалентных веществ наперстковых камер должны быть толще, чтобы всегда сохранялось электронное равновесие (табл. 4.1). Однако с увеличением толщины стенок излучение ослабляется, поэтому необходимо делать определенные поправки, чтобы получить значение экспозиционной дозы в воздухе. Для энергий в несколько мегаэлектронвольт коррекцию можно выполнить следующим образом. Наблюдаемые значения ионизации откладываются на графике относительно толщины поглотителя, окружающего наперстковую камеру. Затем производится экстраполяция кривой к нулевой толщине воздушного эквивалента. [c.78] Соблюдение электронного равновесия в чувствительном объеме камеры вызывает большие трудности при определении экспозиционных доз в рентгенах, так как энергия рентгеновского и у-излучения возрастает до очень больших значений. Поэтому условно принято проводить измерения интенсивности излучения в рентгенах до энергии рентгеновского и у-излучений, равной 3 Мэв [I ]. [c.78] Ритц и Аттике [4 ] описали графитовую полую ионизационную камеру, с помощью которой можно измерять экспозиционную дозу от источника кобальт-60 с активностью 1 кюри, мощностью дозы 10 р ч и точностью определений около 2%. [c.78] Следовательно, рентген эквивалентен 87,7 эрг энергии, поглощенной в грамме воздуха. [c.79] Величину W=M,Qэвlnapa ионов использовали при расчете согласно рекомендациям МКРЕ [1 ] для рентгеновского и у-излучения с энергией более 20 кэв] это значение будет встречаться и дальше в подобного рода вычислениях. Следует отметить, что в прошлом широко применяли значение возд, равное 32,5 эв/пара ионов, поэтому в таких случаях необходимо делать поправки, чтобы все расчеты были одинаковыми. Например, если принять Ш возд = = 32,5 эв/пара ионов, то один рентген будет равен 0,838 рад. Однако эту величину легко исправить, умножив полученное значение на 34/32,5. [c.79] Существует два пути определения поглощенных доз с помощью ионизационных измерений в средах, отличных от воздуха. Ионизационной камерой определяют в данной точке в воздухе экспозиционную дозу. Затем помещают на место камеры препарат и облучают его в аналогичных условиях необходимое время. Второй способ заключается в прямом измерении ионизации наперстковой камерой непосредственно внутри данного вещества. В обоих случаях возникают свои специфические проблемы, которые могут быть решены. [c.79] Для данного материала величина / (коэффициент перевода рентгенов в рады) постоянна в интервале энергий фотонов, где имеет место только комптоновское взаимодействие, но изменяется в области энергий образования пар и фотоэлектрического поглощения излучения. Если излучение не моноэнергетично, то f рассчитывается по всем энергиям и берется среднее значение /. В табл. 4.2 и 4.3 приведены типичные значения f if для некоторых материалов. Как можно видеть, величины очень близки к единице, за исключением фотонов низких энергий и веществ с относительно высокими или очень высокими атомными номерами. [c.80] Если в качёстве поглотителей берут не чистые элементы, то необходимо в формулах (4.13) и (4.15) использовать эффективный атомный номер смеси. Эффективный атомный номер в области фотоэффекта Zt является функцией (ZT, Z .где Zj, Z2 и т. д. — атомные номера присутствующих элементов. Для процесса образования пар эффективный атомный номер (Z ) — линейная функция от (Zi, Z2 ) В обоих случаях отношение Z/A рассчитывается отдельно, как описано раньше [формула (4.9)] это отношение имеет значение, близкое к 0,5 для всех материалов (см. табл. 4.4). Расчеты поглощенной энергии с использованием эффективных атомных номеров описаны Спирсом [6]. [c.83] В больших образцах поглотителей рассеянное и вторичное электромагнитное излучение может поглощаться внутри образца и внести дополнительный вклад в энергию, поглощенную такими образцами. Типы поправок и использования таблиц обратного рассеяния обсуждаются в работах Джонса [7, 8]. Наилучшие данные по определению экспозиционной дозы для больших образцов получаются у их поверхности. Значение экспозиционных доз на различной глубине можно рассчитать из формул по ослаблению излучения или из кривых глубина — доза (если такие кривые имеются). [c.83] Точное выражение более сложно. Приходится учитывать такие факторы как размер и форма полости камеры. [c.83] Электронное равновесие, которое важно при определениях экспозиционной дозы, не имеет существенного значения, когда поглощенная доза измеряется с помощью малой камеры. Такие измерения определяются потоком вторичных электронов в данной точке и поглощенной энергией. Близко к поверхности, где электронное равновесие еще не установилось, поток электронов будет меньше, чем на глубине также соответственно уменьшаются ионизация и поглощенная энергия. По этим же причинам не нужно вносить отдельных поправок на рассеянное и вторичное электромагнитное излучение, поглощенное средой, поскольку созданные такой радиацией электроны, проходя через данную точку, дают соответствующий вклад в ионизацию. Следует отметить, что определения ионизации внутри облучаемой среды с соблюдением условий Брэгга — Грея можно производить и для других типов излучений. [c.84] В этом выражении Q — экспозиционная доза, измеренная в данной точке поглотителя в рентгенах (р ) кроме того, эта формула подобна выражению (4.4). Однако следует заметить, что из-за э ектов ослабления и рассеяния экспозиционная доза Q в данной среде не будет равна экспозиционной дозе в воздухе Яа на том же самом расстоянии от источника. Поглотитель перед ионизационной камерой во много раз сильнее уменьшает интенсивность радиации, поступающей в ионизационную камеру, чем слой воздуха такой же толщины. Поэтому Q много меньше хотя обе величины определяют экспозиционную дозу в данной точке. Эти два типа экспозиционных доз можно различить, если экспозиционную дозу, измеренную в воздухе, определить как воздушную. [c.85] В работе [1 ] приведены таблицы относительных тормозных способностей по сравнению с воздухом и другие данные, необходимые при расчетах поглощенных доз при измерении ионизации внутри поглотителя с помощью малых ионизационных камер. Некоторые значения средних массовых тормозных способностей относительно воздуха даны в табл. 4.5 основные данные взяты из публикаций Уайта [14], значения тормозных способностей воды — из работы [1 ]. [c.85] Все величины относятся к поглощению у-квантов, торможение электронов такой же энергии будет несколько иным. [c.86] Очень часто возникает задача определения поглощенной дозы в данном материале по измерениям в некотором другом материале. Например, химические дозиметры и облучаемые вещества, как правило, имеют разный состав и поглощают различное количество энергии из падающего пучка частиц. Чтобы облегчить решение этой задачи, здесь приводятся готовые формулы для рентгеновского и у-излучения. [c.87] Поглощение полиэнергетического излучения. Неоднородное излучение можно рассматривать как суперпозицию нескольких моноэнергетических пучков. Средний коэффициент поглощения всего пучка является функцией энергии фотонов и числа фотонов данной энергии. Если известен энергетический спектр, излучения и значения массового коэффициента поглощения во всем интервале энергий, то средний коэ ициент поглощения, характеризующий весь пучок в целом, определяют графически. Затем соответствующие значения этих коэффициентов подставляют в выражение (4.25). Когда фотоны данного интервала энергии поглощаются в обоих веществах по механизму Комптона, такие определения коэффициентов поглощения не обязательны, и все расчеты могут быть выполнены по формуле (4.24). [c.88] Выражения (4.24) — (4.27) строго выполняются, лишь когда рентгеновское или у-излучение заметно не ослабляется, проходя через поглотитель [это условие было оговорено для выражения (3.48) и, следовательно, для формулы (4.2)]. Несмотря на это, они довольно успешно применяются на практике, даже если часть первоначальной радиации поглощается. [c.89] Поток заряженных частиц. Если пучок частиц (электронов, протонов и других) падает на две тонкие пластинки различных веществ, то отношение поглощенной энергии равно отношению соответствующих тормозных способностей [формулы (3.3) и (3.8)1. Когда облучаемые образцы имеют большую толщину, излучение может целиком поглотиться в обоих веществах. [c.89] Вернуться к основной статье