4.1 solutions

Приведенная формула справедлива для оценки доз как внешнего, так и внутреннего облучения только отдельных органов и тканей.

При воздействии различных видов излучений одновременно с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для всех видов излучения R:

HT= Σ HT,R

Установлено, что при одной и той же поглощенной дозе, биологический эффект зависит от вида ионизирующих излучений и плотности потока излучения.

Единица эквивалентной дозы – Зиверт (Зв)

Зиверт – единица эквивалентной дозы излучения любой природы в биологической ткани, которая создает такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр образцового рентгеновского излучения с энергией фотона 200 кэВ. Существуют и дробные единицы мкЗв, мЗв.

Существует и внесистемная единица – бэр (биологический эквивалент рада).

1Зв = 100 бэр.

Мощность эквивалентной дозы – отношение приращения эквивалентной дозы dH за время dt к этому интервалу времени:

H = dH/dt

Единицы мощности эквивалентной дозы мЗв/с, мкЗв/с, бэр/с, мбэр/с. и т. д.

Поскольку коэффициент качества равен и больше единицы, то и эквивалентная доза больше поглощенной (или равна ей). Например, для бета -излучения КК = 1 и эквивалентной дозе в 1 Зв соответствует поглощенная доза в 1 Гр. Для альфа -излучения КК = 20 поэтому эквивалентной дозе в 1 Зв соответствует поглощенная доза в 0,05 Гр (1:20).

26. Дозовая чувствительность фотодозиметров.

27.Механизм эффекта радиофотолюминесценции.

29. Принцип компенсации энергетической зависимости чувствительности фотодозиметров.

30. Эффекты радиотермолюминесценции и их использование в дозиметрии излучений

31. Роль эффекта рекомбинации в ионизационных камерах

Ионизационные детекторы (ИД) — это по сути электрические конденсаторы с различной конструкцией электродов, межэлектродное пространство которых заполнено газом, жидкостью или полупроводником. Основное требование к свойствам среды — отсутствие захвата и рекомбинации носителей заряда при движении их в среде. Первичным физическим процессом, используемым для регистрации частицы, измерения ее энергии и других параметров, является ионизационный эффект — генерация свободных носителей электрического заряда в веществе детектора (электронов и ионов в газах и жидкостях, электронов и дырок в кристаллических телах) под действием электрического поля частицы.

Ионизационный эффект либо измеряется непосредственно (в ионизационных камерах, твердотельных детекторах), либо используется для развития вторичных процессов — например газового разряда.

В электроположительных газах и полупроводниках носители заряда длительное время остаются свободными и могут диффундировать из трека к границам детектора, индуцируя тем самым сигнал во внешней цепи.

Вэлектроотрицательных газах электроны захватываются атомами, и хотя образовавшиеся ионы также могут перемещаться в объеме, время жизни таких носителей существенно меньше, так как они могут играть роль центров рекомбинации (при этом время жизни до рекомбинации меньше, чем время жизни электрона на центре). Скорость рекомбинации зависит от концентрации носителей заряда. В случае, когда концентрации носителей заряда равны (свободные электроны и ионы в газах), скорость рекомбинации пропорциональна квадрату концентрации. Если же концентрация носителей какого-либо знака (включая локализованные носители) может считаться постоянной, то рекомбинация пропорциональна первой степени концентрации.

Вслучае связанных зарядов скорость рекомбинации пропорциональна числу пар и, следовательно, рекомбинация также будет подчиняться линейному закону (рис. 6.2.3, область I).

Таким образом, одним из основных требований к веществу ионизационного детектора является отсутствие захвата и рекомбинации. В этом случае все носители заряда достаточно большое время остаются свободными и могут перемещаться к границам объема.

Изменение амплитуды импульса с ростом напряжения имеет несколько четко выраженных областей. Эти области известны как область рекомбинации,

область ионизационной камеры, пропорциональная, Гейгера-Мюллера и область непрерывного разряда.

Область рекомбинации

Когда напряжение, приложенное к камере низкое, сила, движущая ионы к соответствующим электродам, также достаточно мала. В этом случае одновременно протекают два процесса. Один из них – сбор ионов, а другой – рекомбинация ионов. Это означает, что после образования ионов, они могут рекомбинировать, становясь снова нейтральными, прежде, чем они будут собраны на электродах. Таким образом, импульс во внешней цепи зависит от конкуренции между этими двумя процессами.

По мере роста напряжения на электродах, все больше ионов достигают электродов и амплитуда импульса возрастает (смотрите Рисунок 2). Однако, рекомбинация ионов все еще существенна и поэтому эта область называется областью рекомбинации. Газонаполненные детекторы не могут нормально функционировать в этой области, так как рекомбинация ионов осложняет измерение величины излучения.

Область ионизационной камеры

Когда напряжение достаточно велико, почти все образовавшиеся ионы достигают электродов и потеря ионов при рекомбинации незначительна. В этой области происходит практически полный сбор заряда и величина импульса не растет с изменением приложенного напряжения. Происходит выход амплитуды

импульса на плато, называемое областью ионизационной камеры (смотрите Рисунок 2).

Ток в цепи также достигает максимального значения, называемого током насыщения. Ток насыщения пропорционален интенсивности излучения, попадающего в камеру, и с ростом его уровня ток насыщения также возрастает.

32. Анализ коэффициента эффективности собирания ионов для ионизационной камеры в режиме непрерывного облучения (не нашла)

33.Условия электронного равновесия; определение кермы

Понятия Керма: Взаимодействие излучения с веществом состоит из двух стадий: преобразование энергии и вклад энергии. Этим стадиями соответствуют две группы дозиметрических величин. Термин преобразование энергии относят к передаче энергии от ионизирующих частиц к вторичным ионизирующим частицам. Термин керма относят к кинетической энергии заряженных частиц, высвобожденных незаряженными частицами. Энергия, затрачиваемая на энергию связи, обычно мала и определением не учитывается.

Вдополнение к керме вводится величина называемая сема, которая определяет потерю энергии заряженными частицами в столкновениях с атомными электронами.

Впотерю энергии входит и потеря на преодоление связи электронов. Сема отличается от кермы помимо всего тем, что учитывает потерю энергии в столкновениях с атомными электронами входящих (в рассматриваемую массу вещества) заряженных частиц, в то время как керма

учитывает переданную энергию, уносимую выходящими заряженными частицами из рассматриваемой массы.

Количество кинетической энергии, переданное заряженным частицам,

которые образовались в единице массы облучаемой среды под действием ионизирующего излучения, называется кермой.