Xγ射線的探測(cè)課件

X、γ射線的探測(cè)1X射線的產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)的電子與物體碰撞時(shí)，發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，電子的運(yùn)動(dòng)受阻失去動(dòng)能，其中一小部分（1％左右）能量轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線，而絕大部分（99％左右）能量轉(zhuǎn)變成熱能使物體溫度升高。產(chǎn)生條件產(chǎn)生自由電子;使電子作高速運(yùn)動(dòng);在其運(yùn)動(dòng)的路徑上設(shè)置一個(gè)障礙物使電子突然減速或停止。X射線管的結(jié)構(gòu)封閉式X射線管實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)大的真空（）二極管。基本組成包括：

(1)陰極：陰極是發(fā)射電子的地方。

(2)陽極：亦稱靶，是使電子突然減速和發(fā)射X射線的地方。(3)窗口：窗口是X射線從陽極靶向外射出的地方。(4)焦點(diǎn)：焦點(diǎn)是指陽極靶面被電子束轟擊的地方，正是從這塊面積上發(fā)射出X射線。

X射線管1.1特征X射線在電子轟擊陽極的過程中，當(dāng)某個(gè)具有足夠能量的電子將陽極靶原子的內(nèi)層電子擊出時(shí)，于是在低能級(jí)上出現(xiàn)空位，系統(tǒng)能量升高，處于不穩(wěn)定激發(fā)態(tài)。較高能級(jí)上的電子向低能級(jí)上的空位躍遷，并以光子的形式輻射出具有靶原子能級(jí)差特征的特征X射線。一個(gè)X射線光子射線具有的能量ε=靶元素核外電子的能極差（E2-E1）。

E1

E2ε=hν

h為普朗克常數(shù)，6.626×10-34J·s

ν為X射線光子頻率1.2連續(xù)X射線帶電粒子高速運(yùn)動(dòng)過程中，驟然減速，將向外發(fā)射電磁波——軔致輻射。電子與陽極靶碰撞過程中，不斷發(fā)出電磁波——X射線；電子速度不斷減小，發(fā)出的X射線光子具有的能量不斷減小——連續(xù)能量譜的連續(xù)X射線。2γ射線的產(chǎn)生

原子核由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷過程中，多余的能量以電磁輻射的形式釋放出。這種電磁輻射就是γ射線。特征譜。3X射線和γ射線都是電磁波——為使系統(tǒng)能量最低而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)X射線：原子核外特征譜+連續(xù)譜γ射線：原子核內(nèi)特征譜光子:ε=hν=hc/λ

ε——光子能量

ν——光子頻率c——真空中的光速λ——真空中的波長射線照射物體的效應(yīng)——、損傷、熱、韌致輻射….電離電荷Q一定質(zhì)量（m）物質(zhì)，輻射場中某處收集電荷Q，則表示光子在該處質(zhì)量為m的物質(zhì)（空氣）上的平均輻射強(qiáng)弱——照射量：=(1)

嚴(yán)格定義如下：

(2)

即：X或γ光子在單位質(zhì)量的空氣中，與原子相互作用釋放出來的次級(jí)電子完全被空氣阻止時(shí),（意味著無剩余能量）,（在導(dǎo)致空氣電離的過程中）所產(chǎn)生的同種符號(hào)離子的總電荷量。

單位(R)C/kg1R=2.58×10-4C/kg

從能量角度：=>K、DK——比釋動(dòng)能（不帶電的電離輻射粒子在單位質(zhì)量的某一物質(zhì)內(nèi)釋放出來的全部帶電電離粒子的初始動(dòng)能的總和。）D——吸收劑量（電離輻射授予（沉積）單位質(zhì)量物質(zhì)的平均能量）K=D+ErEr——單位質(zhì)量物質(zhì)韌致輻射損失能量D、K和X之間的區(qū)別輻射量照射量X比釋動(dòng)能K吸收劑量D計(jì)量學(xué)含義適用介質(zhì)適用輻射類型表征X,γ線在考察的體積內(nèi)用于電離空氣的能量空氣X、γ射線表征非帶電粒子在考察的體積內(nèi)交給帶電粒子的能量任何介質(zhì)非帶電粒子輻射表征任何輻射在考察的體積內(nèi)被物質(zhì)吸收的能量任何介質(zhì)任何輻射同一輻射場處，照射量相同，放入不同物質(zhì)，K或D不一定相同。選擇物質(zhì)為空氣——空氣比釋動(dòng)能或空氣吸收劑量。常用空氣比釋動(dòng)能Kair，但目前無國家基準(zhǔn)*。電荷收集裝置——探測(cè)器（電離室、半導(dǎo)體及其他探測(cè)器）相同時(shí)間內(nèi)，輻射場強(qiáng)度正比于收集到的電離電荷量——刻度儀器空氣電離室+顯示設(shè)備照射量計(jì)電離室——非密封空腔，容積固定m=ρV。ρ~ρ（t，P）m(t,P)顯示設(shè)備——顯示收集到的電荷量大小

（經(jīng)過換算轉(zhuǎn)換為表示輻射量的多少）

電離室溫度氣壓修正電離室刻度只要選擇好m值，將其固定輸入在于儀器中，就可從Q值推算出輻射量。電離室體積固定情況下，m值通常取標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下電離室所含空氣質(zhì)量：m0=m(t0,P0)t0=20oC，P0=101.3kPa照射量按出廠刻度表示：

（僅在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下正確）實(shí)際照射量在（t，P)收集電荷為Q時(shí)應(yīng)表示為：m0m普適氣體方程：(3)則m與m0關(guān)系：根據(jù)上兩式有：（4）（4）式代入（1）：或：（5）

其中k稱為溫度氣壓修正因子：（6）

上式中T=