辐射防护概论第一章1、为什么定义粒子注量时，要用一个小球体？粒子注量定义：单向辐射场：粒子注量φ，数值上等于通过与粒子入射方向垂直的单位面积的粒子数。

多向辐射场：以P 点为中心画一个小圆，其面积为da 。

保持da 的圆心在P 点不变，而改变da 的取向，以正面迎接从各方向射来并垂直穿过面积元da 的粒子。

da 在改变取向的过程中即扫描出一个以P 点为球心，以da 为截面的回旋球。

da dN =φ 球体过球心的截面面积(da)相等，粒子注量计算最容易，故而用一个小球体定义粒子注量。

2、质量减弱系数（μ/ρ）、质量能量转移系数（μtr /ρ）和质量能量吸收系数（μen /ρ）三者之间有什么联系和区别？相同点：都针对不带电粒子（X 、γ射线和中子）穿过物质时发生的物理现象而定义的；不同点：质量减弱系数（μ/ρ）：描述物质中入射不带电粒子数目的减小，不涉及具体物理过程。

质量能量转移系数（μtr /ρ）：描述不带电粒子穿过物质时，其能量转移给带电粒子数值。

只涉及带电粒子获得的能量，而不涉及这些能量是否被物质吸收。

质量能量吸收系数（μen /ρ）：描述不带电粒子穿过物质时，不带电粒子被物质吸收的能量。

数值上：质量减弱系数（μ/ρ）>质量能量转移系数（μtr /ρ）>质量能量吸收系数（μen /ρ）3、吸收剂量、比释动能和照射量三者之间有什么联系和区别？吸收剂量（D ）：同授与能（ε）相联系，单位质量受照物质中所吸收的平均辐射能量。

dm d D /ε=单位Gy 。

适用于任何类型的辐射和受照物质，与一个无限小体积相联系的辐射量。

受照物质中每一点都有特定的吸收剂量数值。

比释动能（K ）：同转移能（εtr ）相联系，不带电粒子在质量dm 的物质中释放出的全部带电粒子的初始动能总和的平均值。

dm d K tr /ε=单位Gy 。

针对不带电粒子；对受照物质整体，而不对受照物质的某点而言。

φ⋅=k f K实用时可先查比释动能因子表（国际上给出比释动能因子的推荐值），进而求得比释动能。

照射量（X ）：X 或γ射线在单位质量的空气中，释放出来的全部电子完全被空气阻止时，在空气中产生一种符号的离子的总电荷的绝对值。

dm dQ X /=单位C/kg 。

针对X 或γ射线、空气。

空气中各点的照射量不同。

三者联系：带电粒子平衡：不带电粒子在某一体积元的物质中，转移给带电粒子的平均能量，等于该体积元物质所吸收的平均能量。

发生在物质层的厚度大于次级带电粒子在其中的最大射程深度处。

D=K （1-g ）g 是次级电子在慢化过程中，能量损失于轫致辐射的能量份额。

对低能X 或γ射线，可忽略轫致辐射能量损失，此时D ＝K带电粒子平衡条件下，空气中照射量（X ）和同一点处空气吸收剂量(Da)的关系为：X eW D a a = 吸收剂量与物质的质量吸收系数ρμ/en 成正比，即)/()/(aen m en a m u u D D ρρ= 故空气中同一点处物质的吸收剂量Dm 为：X f X X e W D m aen m en a a en m en m ⋅=⋅=⋅⋅=)/()/(85.33)/()/(ρμρμρμρμ m f 照射量换算到某物质吸收剂量的换算因子，可查表得到。

三者区别见P18页表1.4。

4、在γ辐射场中，某点处放置一个圆柱形电离室，其直径为0.03m 长为0.1m 。

在γ射线照射下产生10-6C 的电离电荷。

试求在该考察点处的照射量和同一点处空气的吸收剂量各为多少？) mg/cm 29.1( C/kg 10097.1103a 226=⨯=⋅==--ρπρhr dm dQ X a Gy 371.085.33===X X eW D a a 5、通过测量，已知空气中某点处的照射量为6.45×10-3C.kg -1,求该点处空气的吸收剂量。

6、在60Co γ射线照射下，测得水体膜内某点的照射量为5.18×10-3C.kg -1，试计算同一点处水的吸收剂量。

Gy 195.064.37==⋅=X X f D m m上式中，60Co γ射线包括1.17MeV 和1.33MeV ，分支比1:1，查P17表1.3不同光子能量对某些物质的fm 值可知，能量在0.4~2MeV 的γ射线对水的fm 值都为37.64。

剂量学计算能准确更好，可用插值法求表中未给出的数值点；防护学计算未知能量点可插值，也可按防护最安全角度考虑，将剂量值往大方向计算。

7、用一个小型探头的照射量仪器，在实质骨的一个小腔室内测得照射量为7.74×10-3C.Kg -1，设辐射源的光子平均能量为80keV 。

试计算在此照射条件下实质骨的吸收剂量。

8、设在3min 内测得能量为14.5 keV 的中子注量为1.5×1011m -2。

求在这一点处的能量注量、能量注量率和空气的比释动能各为多少？能量注量：24212/10480.3/10175.2m J m keV E E E -⨯=⨯=⋅=ψφJ 106.1 119-⨯=eV能量注量率：/s J/m 10933.126-⨯=ψ=dtd E ψ 空气的比释动能：Gy f K k n 10374.110105.110916.0441111---⨯=⨯⨯⨯⨯==φ第二章1、试简述分别用自由空气电离室、空腔电离室测量照射量的基本原理。

2、何谓剂量仪的能量响应？影响能量响应的因素是什么？如何改善能量响应？ 仪器的灵敏度对光子能量的依赖关系，称为仪器的能量响应。

射线在剂量仪中产生的电荷量可写成：X V A Z A Z Q aen w en w e a e ⋅⋅⋅⋅=ρρμρμ)/()/()/()/( 对给定的电离室和一定气体常数==⋅⋅ερV A Z A Z we a e )/()/( 故剂量仪产生的电荷与照射量有如下关系：aen w enX Q )/()/(ρμρμε= 上式中，空气质量能量吸收系数、电离室室壁的质量能量吸收系数都随光子能量的变化而变化，且两者变化的比率并不致。

故仪器有能量响应。

改善能量响应：① 使探头材料的原子序数接近空气，探头的有效原子序数越接近空气，则探测器能量响应越小。

② 采用能量补尝措施，如电离室采用石墨做器壁、铝做电极。

铝电极可补尝石墨电极对低能X 射线质量能量吸收系数比空气小的缺陷。

利用石墨和铝的质量吸收系数相互补尝，可使这类电离室获得相当好的空气等效性。

3、在标准状况下，设一个半径5 cm 球状空气等效壁电离室，受γ射线照射后产生1.5uC 的总电荷。

求照射量是多少？相应空气中的吸收剂量是多少？ kg C cm uC V Q V Q X /10214.25345.1773.0773.0333-⨯=⨯⨯===πρGy X X eW D a 210496.785.33-⨯==⋅= 4、有效体积为103 cm 3的非密封电离室靠近γ 辐射源时电流计的指示为10-9A 。

试求该处的γ射线照射量率为多大（假设这时的气温为20℃，气压为760mm Hg ，电离室是由空气等效材料组成，并假定可忽略γ射线吸收的影响）？s kg C VI t V Q X //10773.0773.03-⨯===ρ 5、试简述中子当量剂量测量的基本原理。

中子当量——不同中子能量范围的中子吸收剂量乘以相应的辐射权重因子，最后相加，即得中子当量剂量。

⎰⋅=EEn H n I dEn En f H 01,)(φ实际测量中，测量不同中子能量范围的中子吸收剂量是困难的。

这时在一定能量范围内，调整仪器的响应，使仪器的探测效率)(n E η正比于1H f 。

这样，辐射场中探测器测到的中子数Nn ，即正比于中子的当量剂量指数H I,no 。

6、β射线吸收剂量测量的特点是什么？简述外推电离室测量β射线吸收剂量的基本原理。

β射线是弱贯穿辐射，因而其吸收剂量测量不再测介质内平均吸收剂量。

而测量不同介质不同深度处的吸收剂量。

外推电离室通过改变减小电离室空腔体积，得到一系列电离电流测量值。

并借以推得外推电离室空腔无限小时，单位质量空气中的电离值。

并根据介质与无限小空腔满足布拉格—戈瑞原理，求得介质该厚度下的吸收剂量：a w a a a w a a w S eW I S e W I D ,,)()(ρ== 7、用φ2.5cm ×2.5cmNaI(Tl)闪烁体，测得与圆柱体轴线平行入射能量为1MeV 的γ光子计数率为100计数/s 。

试计算：①2.58×10－6C/kg 的光子注量；②闪烁体的固有探测效率；③计算照射量率为多大？假设NaI(Tl)的密度为4g/cm 3，其对能量为1MeV 光子的质量衰减系数μ/ρ=0.05cm 2/g ，空气质量能量吸收系数μen /ρ＝0.025cm 2/g 。

①21121171610956.1 10319.1 1058.2X ----⨯=⨯⨯==∴=m mCkg Ckg f f X -x x ϕϕ ②=n③8、试简述化学剂量计吸收剂量的基本原理。

电离辐射与物质互相作用时，除了使物质发生物理变化外，还能使某些物质的化学性质和成分发生改变，改变程度与物质吸收辐射能量的多少有关，最好两者成正比。

9、用FeSO 4剂量计刻度一个137Cs γ点源，设溶液离源1.5m 照射1.5h ，测得溶液消光系数为0.85，对比空白液的消光系数为0.010，波长为0.3040A ，室温为25℃，液槽厚为1cm ，求137Cs 源的放射性活度。

331223/10104.15)01.085.0(10022.6)(m kg eV L G N D m o r A ⨯⨯-⨯⨯=⋅⋅⋅-⋅=--ρεεε 10、试简述热释光元件测量剂量的基本原理。

具有晶格结构的固体，因含有杂质或其中的原子、离子缺位、错位造成晶格缺陷从而成为带电中心。

带电中心具有吸引甚至束缚异性电荷的本领，称为陷井。

当固体受到辐射照射时，禁带中心中的电子受激并进入导带，将被被陷井捕获。

如果陷井深度很大，那常温下电子将长久留在陷井中。

只有当固体被加热到一定温度时，落在陷井的电子因得到能量才能从陷井中逸出。

当逸出电子从导带返回禁带时，会发出兰绿色的可见光，发光强度与陷井中的电子数目有关，而电子数目又取决于固体所受的剂量。

发光曲线、升温曲线；常用热释光：LiF （Mg ） 有效原子序数与空气、组织相近——组织等效、响应随能量变化小。

含6Li 的LiF 可作中子探测器。

CaSO 4（Dy ） ——灵敏度高，适合于低水平辐射测量。

11、设计一个G-M 计数管式剂量率仪，若γ光子能量为1MeV ，探测效率为1%，计算管有效面积10cm 2，要求测量量程为10-6~10-4C/kg/h 。

试计算相应的计数率范围是多少？/s21060~21010106.2~10106.2 10319.1 10~10X X 129721171146==⨯⨯=⨯==∴=------s n s m mCkg h Ckg f f --x x ηϕϕϕ 12、试简述量热法测量吸收剂量的基本原理。