1、计量学计量学基础基础教学课件教学课件基本任务基本任务:研究与电离辐射现象相关量的测量方法研究与电离辐射现象相关量的测量方法主要研究内容：放射性活度、辐射计量、中子计量主要研究内容：放射性活度、辐射计量、中子计量等的基础理论、测量技术、测量器具及其鉴定或校等的基础理论、测量技术、测量器具及其鉴定或校准等方面内容。准等方面内容。第十六章第十六章 电离辐射计电离辐射计量量 第一节第一节 电离辐射计量的基本名称与概念电离辐射计量的基本名称与概念（一）（一）元素、核素和同位素元素、核素和同位素 通过原子核中的质子数和中子数区分。通过原子核中的质子数和中子数区分。（二）（二）电离与电离辐射电离与电离辐射
2、电离是原子或分子释放或者获得电子变成离子的过程电离是原子或分子释放或者获得电子变成离子的过程 能通过初级过程或次级过程在介质中产生电离的带电能通过初级过程或次级过程在介质中产生电离的带电 粒子和不带电粒子总称为电离辐射。粒子和不带电粒子总称为电离辐射。一、电离辐射基本概念一、电离辐射基本概念 二、电离辐射源二、电离辐射源概念：能发射电离辐射的物质或装置称为电离辐概念：能发射电离辐射的物质或装置称为电离辐射源。主要有三种类型。射源。主要有三种类型。（一）（一）地球上存在的天然放射性核素。地球上存在的天然放射性核素。（二）（二）宇宙辐射宇宙辐射（三）（三）人工辐射源人工辐射源 放射源按辐射的类型可
3、分为放射源按辐射的类型可分为放射源、放射源、放射源、放射源、r r放放射源、中子源等。射源、中子源等。精思国计细量民生第一节第一节 电离辐射计量的基本名称与概念电离辐射计量的基本名称与概念三、电离辐射与物质的相互作用 （一）带电粒子与物质的相互作用 带电粒子这里指的是 粒子和粒子。当电子获得的能量足以克服原子核对它的束缚时，就会脱离源自成为自由电子，形成自由电子和带正电子的原子核组成的离子对，产生电离效应。带电粒子在单位路程上产生的离子对数目叫做比电离 高能电子通过物时，与物质相互作用不仅逐渐损失能量而且改变运动方向，这种改变运动方向的现象称为散射。精思国计细量民生第一节第一节 电离辐射计量的
4、基本名称与概念电离辐射计量的基本名称与概念（二）（二）X X和和r r射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用 X X或射线通过物质时，主要与原子中的电子以及原或射线通过物质时，主要与原子中的电子以及原子核中的电场相互作用，发生电子的吸收、弹性散射和非子核中的电场相互作用，发生电子的吸收、弹性散射和非弹性散射。主要作用有三种：弹性散射。主要作用有三种：1 1、光电吸收、光电吸收 2 2、康普顿散射、康普顿散射 3 3、电子对生成、电子对生成 精思国计细量民生第一节第一节 电离辐射计量的基本名称与概念电离辐射计量的基本名称与概念光电吸收：当一个光子与原子中的内层轨道电子碰撞时，光子被原子吸收，其
5、能量全部交给电子，使其挣脱原子束缚成为光电子。康普顿散射：电子能量较高时，光子与原子外层轨道电子发生弹性碰撞，光子将很小一部分能量转移给电子，电子从原子中被击出，而光子本身改变运动方向成为康普顿散射光子。电子对生成：能量大于1.022MeV的光子与原子核的电场相互作用，将其全部能量转变成正负电子对第一节第一节 电离辐射计量的基本名称与概念电离辐射计量的基本名称与概念 （三）中子与物质的相互作用 慢中子与物质相互作用主要是俘获反应。高能中子与物质相互作用主要是弹性与非弹性散射.精思国计细量民生第一节第一节 电离辐射计量的基本名称与概念电离辐射计量的基本名称与概念四、电离辐射量和单位 （1)放射性
6、活度,放射性活度A单位是贝可勒尔（Bq），1Bq=1s-1。（2）吸收剂量 被单位质量物质吸收的任何致电离辐射的平均能量叫做吸收剂量。符号D，D=d/dm。第一节第一节 电离辐射计量的基本名称与概念电离辐射计量的基本名称与概念 （3）比释动能 比释动能是用来量度不带电粒子与物质相互作用时，在单位质量的物质中释放出来的带电粒子初始动能总和的一个宏观物理量。符号K （4）照射量 照射量是用以表示X或r射线在空气中产生电离能力大小的物理量。单位：C/kg （5）粒子注量 流入单位截面球体的粒子数叫做粒子注量。=dN/da第一节第一节 电离辐射计量的基本名称与概念电离辐射计量的基本名称与概念 最广泛的
7、是4-r，也是绝对测量准确度最高的方法之一 符合测量方法是指在一额定时间间隔内，用两个探测器分别记录一个相关事件中的两个脉冲信号，最后在仪器输出端产生一个符合脉冲信号的测量方法。一、放射性活度计量精思国计细量民生第二节第二节 电离辐射量计量电离辐射量计量第二节第二节 电离辐射量计量电离辐射量计量二、电离辐射剂量计量（一）X照射量测量自由空气电离室第二节第二节 电离辐射量计量电离辐射量计量（二）r照射量测量空腔电离室 空腔电离室的理论基础是Bragg-Gray提出的空腔理论，空腔理论的要点是：在被光子照射的均匀介质m包围的小充气空腔中，当空腔不存在时，该位置介质m的吸收剂量Dm等与空腔中气体g的
8、吸收剂量Dg乘以介质和气体的平均质量碰撞阻止本领之比Sm,g，即Dm=DgSm,g。第二节第二节 电离辐射量计量电离辐射量计量第二节第二节 电离辐射量计量电离辐射量计量（三）吸收剂量测量-量热计 当一小块隔热的额定质量为dm的物质受到射线照射时，dm得到的辐射能为dEd，那么该小块物质的吸收剂量D=dEd/dm。通常dEd不会全部转换为热能dEh，两者之差称为热损。绝大多数吸收剂量热计都是准绝热型其设计原则是尽可能减少吸收体向外流失热量。第二节第二节 电离辐射量计量电离辐射量计量第二节第二节 电离辐射量计量电离辐射量计量 中子计量主要包括 1、中子源强度 2、中子注量（率）3、中子剂量 等量的
9、测量 中子源强度标准是中子计量的一个重要标准。三、中子计量第二节第二节 电离辐射量计量电离辐射量计量 中子源强度Q是指中子源每秒发射的中子数，也叫中子发射率，单位每秒（s-1）。目前测量最好方法是硫酸锰浴法。基本原理：被测中子源放在装满硫酸锰水溶液的大球形容器中心的一个空腔内，中子源发射出来的中子在溶液中与各种核碰撞被漫化，并被溶液中各种核俘获。基本装置：一个装满硫酸锰水溶液、尺寸足够大的锰池和r探测器。第二节第二节 电离辐射量计量电离辐射量计量第二节第二节 电离辐射计量计量电离辐射计量计量 一、标准物质传递 二、仪器传递 三、活度对比第三节第三节 电离辐射量的传递与校准电离辐射量的传递与校准
