电离室的能量响应

2016/12/13 16:11:15

如上所述，电离室的响应(灵敏度)正比于空气比释动能率(照射量率)，而不受其他影响，例如不应随能量的变化而变化，不应随温度的变化而变化等。但是由于电离室本身不能完全由空气制作，不能完全等同于空气，当辐射的能量改变后，电离室的响应(灵敏度)也随之改变，这种特性称之为能量响应。

对于剂量测量的电离室，能量响应是极为重要的性能参数:而对于剂量监测的电离室虽然也关心能量响应，但不是非常重要。

电子平衡

在加速器辐射和空气的相互作用中，加速器的光子不能直接引起电离，而是通过光电吸收、康普顿散射和电子对生成作用损失能量，产生次级电子。加速器的初级电子虽然引起电离，但是引起空气电离的主要还是次级电子。加速器光子或初级电子在与物质的作用中首先产生次级电子，而作为电离室，进入电离室空气空腔的次级电子主要在电离室的壁中产生的。由于壁的材料的密度比空气大得多，产生的电子也多，因此随着壁厚的增加，进入电离室空气灵敏体积的次级电子增加，当电离室壁厚增加到一定程度，电离室壁对次级电子的阻挡作用开始明显，并最终使得进入灵敏体积的次级电子和逃出灵敏体积的次级电子相等，我们便称这种状态为"电子平衡"，或称"电子建成"。广义的说，所谓电子平衡，是指进入测量体积元的次级电子能量等于离开该体积元的次级电子能量。当射线的能量高时，次级电子的能量也高，穿透的材料厚度增大，达到电子平衡的厚度也增大。

一般来说，只要包围收集体积空气的材料的厚度大于次级电子最大射程，电子平衡条件就可基本满足。我们稍微详细点分析。

假设要测量V内一点A的剂量，那么，就要取以点A为中心的质量元P，其质量为Δm。在计算电离辐射授予Δm的能量时，要看到电离辐射产生的次级电子既有离开P的C，也有由P的外部进入P的(例如B)。若假设电离辐射传递给Δm的能量为ΔEa，那么

式中(ΔEin)和(ΔEout)分别表示进入Δm和由Δm中带走的能量，外部的下脚标e和u分别表示带电和不带电的电离辐射。(ΔER)u表示由不带电的电离辐射引起Δm内的核子与电子的静止质量的变化而损失的能量。显然，(ΔEin)u - (ΔEout)u - (ΔER)u是不带电电离辐射在Δm内产生的次级电子的全部动能之和，以ΔEk表示，那么上式又可写为:

当次级电子进入P内带的能量(ΔEin)e与P内带走的能量(ΔEout)e相等时，即(ΔEin)e = (ΔEout)e，称为带电粒子平衡。只有在带电离子平衡条件下，才能测出点A处的剂量，否则难以判断电离辐射究竟传递给Δm多大的能量。即是说，不能达到电子平衡条件时，不能进行以确定量值为目的的测量，因为无法找到修正方法。

对于常用的 或 辐射，要达到带电粒子平衡，所需的介质厚度为其产生的次级电子射程。表11-1给出某些X射线在水中的减弱系数与次级电子的射程。