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文档简介

1、电离辐射剂量学肖德涛辐射防护和环境保护工学博士南 华 大 学 教 授 、 博 士 生 导 师TEL13307478601E-mail:第一章第一章 电离辐射与物质的相互作用电离辐射与物质的相互作用第二讲 带电粒子与物质的相互作用一、相互作用类型一、相互作用类型带电粒子:电子、重带电粒子带电粒子:电子、重带电粒子 1.1.非弹性碰撞(非弹性碰撞(Nonelastic collisionNonelastic collision)硬撞或硬撞或“对面撞对面撞”(hard or “knock-on” collision)软碰撞或软碰撞或“核核”碰撞(碰撞(soft colli

2、sion) ba,每次作用损失能量小;,每次作用损失能量小;b与与a同量级,每次作用同量级,每次作用能量损失大。能量损失大。 在透明介质中,当在透明介质中,当vc/n(n是材料的折射率),发生是材料的折射率),发生切论科夫辐射(相干的蓝切论科夫辐射(相干的蓝-白光发射)。白光发射)。 2. 2.辐射相互作用(辐射相互作用(Radiative interactionRadiative interaction) (1 1)轫致辐射()轫致辐射(BremsstrahlungBremsstrahlung) baba,受原子核电场作用产生加速度,带电粒子以正,受原子核电场作用产生加速度,带电粒子以正比于

3、其加速度的平方比于其加速度的平方(z(z2 2Z Z2 2M M-2-2) )的几率辐射电磁波,高能电子的几率辐射电磁波,高能电子为能量损失主要方式,重带电粒子可忽略。为能量损失主要方式,重带电粒子可忽略。韧致辐射释放的能量与介质的原子序数的平方成正比,与带电粒子的质量平方成反比,并且随带电粒子的能量增大而增大。(2)湮没辐射()湮没辐射(Annihilation)粒子与反粒子相互作用,生成两个光子。粒子与反粒子相互作用,生成两个光子。高能电子飞行中湮没。高能电子飞行中湮没。3.3.弹性碰撞(弹性碰撞(Elastic collisionElastic collision)baba,轫致辐射可忽

4、略,作用体系总动能不改变,轫致辐射可忽略,作用体系总动能不改变4.4.核相互作用(核相互作用(Nuclear interactionNuclear interaction)高能带电粒子,例如(高能带电粒子,例如(P P,n n),(),(P P,2P2P)等)等5.5.电子对生成(电子对生成(Pair productionPair production)bab3MeVn=700100MeV) 的电子能量称为临界能量的电子能量称为临界能量 低能电子低能电子(S/)c c值较大,高能电子值较大,高能电子(S/)r值较大。值较大。( / ) /( / )rcEzSSn( /)( /)crSS三三.

5、.散射本领(散射本领(Scattering powerScattering power)dldT21)/(四四. .射程(射程(RangeRange)1.投影射程(投影射程(Projected range)2.连续慢化近似射程连续慢化近似射程r0(Continuous slowing down approximation range)EdESEddlrEEEddl0100/ )(dxdxxdNxRN/)(010五五. .产生一对离子所消耗的平均能量产生一对离子所消耗的平均能量W W 1.离子对(离子对(Ion pair) 2.W的定义:的定义: 3. W的特性的特性 最低电离能最低电离能(第一电离能第一电离能),但除单壳层电子外,但除单壳层电子外, 平均激发能。平均激发能。 当入射带电粒子的速率远远大于价电子的轨道速率时,当入射带电粒子的速率远远大于价电子的轨道速率时,W几乎不受带电粒子电荷、质量和能量的影响,当接近时,几乎不受带电粒子电

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