第三章 电离辐射探测方法

第3章电离辐射吸收剂量的测量第三章电离辐射吸收剂量的测量作为放疗物理师，吸收剂量的测量是个基本功，掌握本章节的内容，不仅对于考试，对于以后在工作中的实践，也是很有帮助的。

对于本章内容，需要掌握和区分照射量、比释动能、吸收剂量的概念和他们之间的联系；掌握电离室测量吸收剂量的原理；掌握吸收剂量校准的方法；记忆电离室的工作特性；了解几种吸收剂量的其他测量方法。

第一节剂量学中的辐射量及其单位主要是几个概念：1、粒子注量；2、能量注量；3、照射量；4、吸收剂量；5、比释动能；6、当量剂量；7、电子平衡另外就需要掌握照射量、吸收剂量和比释动能的关联和区别。

第二节电离室测量吸收剂量原理1、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。

其实际上，电离室测量的是照射量，吸收剂量是通过计算得出的。

2、电离室测量吸收剂量原理3、指形电离室：指形电离室是依据自由空气电离室的原理，为便于常规使用而设计的。

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，满足进入气腔中的电子数与离开的相等，电子平衡存在。

空气等效是指该种物质的有效原子序数与空气有效原子序数相等。

4、电离室的工作特性：1）方向性：由于电离室本身固有的角度依赖性，电离室的灵敏度会受到电离辐射的入射方向的影响。

平行板电离室应使用其前表面垂直于射线束的中心轴，指形电离室应使其主轴线与射线束中心轴的入射方向相垂直。

2）饱和性：当入射电离辐射强度不变时，电离室的输出信号随其工作电压的变化关系(见图3-12)；3）杆效应：电离室的灵敏度也会受到电离室金属杆和电缆在电离辐射场中的被照范围i的影响。

电离室的金属杆和绝缘体及电缆在辐射场中会产生微弱的电离，叠加在电离室的信号电流中形成电离室杆的漏射，称为杆效应。

对于X（r）射线，能量越大，杆效应越明显。

而对于电子束，表现不甚明显。

当电离室受照范围较小时，杆效应变化较大。

物理新人教版选修3-5193探测射线的方法探测射线的方法主要包括电离室法、Geiger-Muller管法、闪烁体探测器法、电子线探测器法和磁谱仪等。

电离室法是一种常用的探测射线的方法，它利用射线通过电离室时产生的电离现象来检测射线。

电离室由一个金属容器和一个填充有气体的空间构成，气体可以是氩气、氦气等。

当射线通过电离室时，会与气体分子碰撞产生电离，电离产生的正负电子对经过加速极引入电极上，形成电流。

根据电流的大小可以反映射线的强弱。

电离室法灵敏度高，精度高，可以测量多种类型的射线。

Geiger-Muller管法是一种常见的射线探测方法，它利用Geiger-Muller管检测射线。

Geiger-Muller管是一种封闭的金属管，管内充满了低压气体。

当射线入射到Geiger-Muller管时，会与气体分子碰撞产生电离，电离产生的正负电子对被高电压加速，并在电场的作用下引入阳极和阴极，产生一个电流脉冲。

根据电流脉冲的数量和大小可以判断射线的强度和类型。

闪烁体探测器法是一种利用闪烁效应检测射线的方法。

闪烁体通常是一种由有机或无机材料制成的晶体或液体，在射线入射到闪烁体的时候，会与闪烁体分子产生碰撞，使闪烁体分子激发至高能级，然后在返回低能级的过程中释放出光子。

利用光电倍增管等光电探测器可以检测到放射出的光子，从而确定射线的强度和类型。

电子线探测器法是一种以电子束为探测器的射线检测方法。

电子线探测器一般采用热电子发射式或场发射式。

当射线通过电子线探测器时，会使电子发射体发射出电子，通过加速极和集束极，将电子聚焦成一个电子束，在荧光屏或闪烁体上产生荧光或闪烁，从而可以直接观察到射线的发生。

磁谱仪是一种利用磁场对射线进行分析和测量的仪器。

它通过磁场的作用，使不同类型的射线在空间中运动轨迹不同，从而实现对射线的分离和测量。

磁谱仪主要由磁铁、光学系统和探测系统等组成。

不同种类的射线会在磁场中产生弯曲，通过对射线偏转的测量，可以得到射线的能量和轨迹信息。

物理实验技术中的电离辐射测量与防护方法随着科技的发展，电离辐射在物理实验中的应用越来越广泛。

电离辐射是指能够使原子或分子带电的辐射，包括阿尔法粒子、贝塔粒子、伽马射线等。

在进行物理实验时，我们必须了解如何测量和防护电离辐射，以确保实验过程的安全与准确。

一、电离辐射测量方法为了测量电离辐射，我们通常使用的仪器是辐射剂量仪。

辐射剂量仪是一种能够测量辐射剂量的设备，使用它可以获得电离辐射的强度和剂量。

目前常见的辐射剂量仪包括电离室、闪烁体探测器和硅探测器等。

电离室是一种常用的电离辐射测量仪器，其原理是利用电离辐射产生的电离电子在电场中移动而形成电流。

当电离辐射通过电离室时，室内的空气被电离，产生正负电荷。

这些电荷在电场的作用下产生电流，测量这个电流即可得到电离辐射的剂量。

闪烁体探测器是另一种常用的电离辐射测量仪器。

闪烁体探测器的原理是利用辐射粒子与闪烁体发生作用时，闪烁体会产生光信号。

这些光信号被光电倍增管放大后，可以测量光信号的强度，从而得知电离辐射的剂量。

硅探测器是一种高灵敏度的电离辐射测量仪器，其原理是利用硅晶体中的探测结构对辐射粒子进行测量。

辐射粒子与硅晶体中的原子发生作用时，会产生电荷。

通过测量这些电荷的大小和位置，可以得到辐射粒子的强度和剂量。

二、电离辐射防护方法在物理实验中，我们需要采取措施来保护自己和实验环境免受电离辐射的危害。

以下介绍一些常用的电离辐射防护方法。

首先，我们可以通过屏蔽物来阻止电离辐射的传播。

在实验场所周围设置铅板或混凝土墙壁等材料，可以有效地阻挡大部分电离辐射的传播。

此外，我们还可以通过使用防护服或戴上抗辐射眼镜等个人防护装备来减少电离辐射的侵害。

其次，定期检查和维护辐射防护设备非常重要。

例如，辐射剂量仪应定期校准和检验，确保其准确性和灵敏度。

同时，应定期对辐射防护设备进行检修和更换，以确保其正常工作状态，防止意外事故的发生。

另外，合理安排实验操作流程也是电离辐射防护的一项重要工作。

如何检测电离辐射
常见的电离辐射有:α粒子、β粒子、γ射线、X射线、中子、质子、介子等，具体到日常的生活中比如医院X射线、环境地表γ辐射、企业放射性设备、工业探伤设备、安检机X射线、工业放射源等。

而过量的电离辐射，通常会对我们人体造成危害，那么如何检测电离辐射呢？
电离辐射常见于医院，香港天文台的数据显示，电离辐射有足够能量使原子中的电子游离而产生带电离子。

这个电离过程通常会使生物组织产生化学变化，对生物构成伤害。

一般所说可引起伤害的辐射，就是电离辐射。

其照射方式一般分为外照射和内照射，外照射指射线从外部对人体照射，内照射是指放射性核素经由人体食入、吸入或通过皮肤进入体内。

如何检测电离辐射？
电离辐射看不见、摸不着，但它的辐射强度和剂量是可以测量的。

自发现电离辐射现象以来，已经研究和开发各种各样的电离辐射测量方法和测量仪表。

对个人接受的辐射照射的测量包括外照射剂量测量、体表污染的测量、体内污染的测量等，可采用物理、化学或生物学方法进行。

外照射剂量的测量，可佩带个人剂量计；体表及衣服上放射性污染的测量可通过各种体表污染监测仪进行；体内污染及内照射剂量的测量可通过尿、血中的放射性含量的分析估算，还可通过全身计数器直接测定；通过生物剂量测量方法也可以估算人体的受照剂量。

专家提醒我们在日常生活中一定要远离放射源，环保部门建议：当发现无人管理的带有电离辐射标志的物体，请一定要远离现场。

既不要接触，也不要擅自移动这些物品，更不要因为好奇而打开容器。

物理实验技术中的测量电离辐射方法电离辐射是一种高能量的辐射形式，对人类和环境都具有一定的危害性。

因此，准确测量电离辐射的方法对于辐射防护和核能安全至关重要。

本文将介绍物理实验技术中常用的测量电离辐射的方法，包括电离室法、半导体探测器和闪烁体探测器。

一、电离室法电离室是一种常用于测量电离辐射的仪器。

它由金属壳和一个空气填充的腔体组成。

当电离辐射通过电离室时，会使得腔体内的空气分子电离产生正、负电离对。

这些电离对会在电场的作用下向正、负极板移动，产生电流。

通过测量电流的大小，就可以得到电离辐射的强度。

电离室法主要适用于测量α、β和γ等不同类型的电离辐射。

由于其原理简单，测量结果准确可靠，所以被广泛应用于核能安全和医学诊断中。

但是，电离室法对于辐射源的大小和形状有一定的要求，且需要辐射量比较大才能产生可观测的电流，因此在一些特定情况下可能不适用。

二、半导体探测器半导体探测器是一种利用半导体材料测量电离辐射的装置。

它由p-n结构的半导体材料构成，当电离辐射穿过半导体材料时，会生成电子空穴对。

这些电子空穴对会在半导体中产生电流，通过测量电流的大小就可以得到电离辐射的强度。

相比于电离室法，半导体探测器具有更高的灵敏度和更广的动态范围，且对辐射源的大小和形状要求较低。

因此，半导体探测器被广泛应用于辐射监测以及核物理实验中。

然而，半导体探测器在高温、高剂量率等极端环境下可能会出现性能衰减或损坏的问题。

三、闪烁体探测器闪烁体探测器是一种利用闪烁材料测量电离辐射的装置。

它由闪烁结构的晶体材料和光电倍增管等部件组成。

当电离辐射通过闪烁材料时，闪烁材料会发出光子。

这些光子被光电倍增管吸收后会产生电流，通过测量电流的大小就可以得到电离辐射的强度。

闪烁体探测器具有较高的灵敏度和较好的能量分辨率，在核物理实验中被广泛应用于测量γ射线和中子。

然而，闪烁体探测器的构造复杂，且对工作温度和湿度等环境条件有一定的要求。

同时，闪烁材料的选择和制备也对探测器的性能有直接影响。

电离电磁辐射的检测方法及应用分析电离电磁辐射是指具有足够能量的电磁波辐射，能够使介质中的原子或分子电离而产生电离现象。

它具有很强的穿透能力，对人体健康造成严重的危害。

对电离电磁辐射的检测方法及应用分析至关重要。

一、电离电磁辐射的检测方法1. 电离室探测器电离室探测器是一种常见的电离辐射检测器，它由一个气体密封的金属极板构成。

当电离辐射与气体分子发生相互作用时，会产生电离电荷，使得气体变得导电，这样就可以通过电荷的测量来获得电离辐射的信息。

电离室探测器具有很高的灵敏度和精度，可以对各种类型的电离辐射进行准确检测。

2. Geiger-Muller计数管Geiger-Muller计数管是一种常用的电离辐射检测器，它由一个填充了稀有气体的金属管构成。

当电离辐射穿过管壁时，会产生电离电荷，使得管内的气体发生放电，产生脉冲信号。

通过对这些脉冲信号的计数，可以得到电离辐射的强度信息。

Geiger-Muller计数管具有简单、便携、成本低廉的优势，适用于各种场合的电离辐射检测。

3. 闪烁体探测器闪烁体探测器是一种高灵敏度、高分辨率的电离辐射检测器，它由一个填充有闪烁体的荧光管构成。

当电离辐射穿过闪烁体时，会激发出光子，产生闪烁光信号。

通过对这些闪烁光信号的测量和分析，可以获取电离辐射的能谱信息，实现对不同能量的电离辐射的检测和辨识。

1. 医学影像诊断电离电磁辐射在医学影像诊断中具有重要应用，如X射线、CT、核磁共振等。

通过对人体部位进行电离辐射的照射，可以获取人体内部的影像信息，用于疾病诊断和治疗监测。

医学影像诊断依赖于对电离辐射的准确控制和测量，以确保病人和医护人员的安全。

2. 核能与辐射技术核能与辐射技术是当前国家发展的重点领域，包括核能发电、核燃料循环、核医学、辐射治疗等多个方面。

对电离辐射的准确监测和控制是核能与辐射技术安全运行的基础，也是核能产业的可持续发展的关键。

3. 辐射环境监测辐射环境监测是保障环境和公众健康的关键工作。