辐射剂量学作业课后习题参考问题详解.doc
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1、word第一章1.给出N、R、和r的微分谱分布和积分普分布的定义,并写出用E表示这些辐射量的表达式。解:N、R、和r均存在着按粒子能量分布,如果用Q代表这些辐射量,用E代表粒子能量(不包括静止能),则Q(E)是Q的积分分布,它是能量为0E的粒子对Q的贡献,QE是Q的微分分布,它是能量在E附近单位能量间隔粒子对Q的贡献,用PE表示以上辐射量。 =R= r=N=2.判断下表所列各辐射量与时间t、空间位置、辐射粒子能量E和粒子运动方向之间是否存在着函数关系,存在函数关系者在表中相应位置处划“”,不存在则划“”号。解:如下表所示NRE(E)E(E)EEEPPEP(E)rrEtrE3.一个60C0点源的
2、活度为3.7107Bq,能量为1.17Mev和1.13Mev的射线产额均为100%。求在离点源1m和10m处光子的注量率和能量注量率,以及在这些位置持续10min照射的光子注量和能量注量。解:先求在离点源1m处光子注量和能量注量率在离点源10m处光子注量和能量注量率由于半衰期比较长,可以忽视为10min无衰减则:在离点源1m处持续10min照射的光子注量和能量注量4.平行宽电子束垂直入射到散射箔上,其注量为0,设电子束无衰减的穿过散射箔后沿与入射成600角的方向射出。在散射箔前后用平行板探测器和球形探测器测定注量,用平面探测器测定平面注量,如图所示。试根据定义(1.48)、(1.5)和(1.4
3、3)计算这些探测器的响应。(图1.39 散射箔前后注量示意图)解:平行板探测器在散射箔前球形探测器在散射箔前后:平面探测器在散射箔前:后:5.带电粒子与物质相互作用的类型有哪几种?可以用哪些参数对它们进行定量描述?6.碰撞阻止本领与哪些因素有关?解:碰撞阻止本领与带电粒子的能量有关,能量增加,碰撞阻止本领降低,并且有随着吸收介质原子序数的增加而降低的趋势,此外还与介质本身有关,在不同介质中,同种能量的同种粒子碰撞阻止本领也不相同。7.计算与50Mev质子速率相同的4He、12C、20Ne等重带电粒子的动能并给出它们在水中的阻止本领。已知:50Mev质子在水中的。8.试根据图1.8、1.9和1.
4、12对图1.18所表示的0随E和Z的变化规律加以说明。9.已知10Mev电子在H和O中的质量辐射组织本领分别为试计算10Mev电子在水中的质量辐射阻止本领。解:10.由图1.8和图1.12查出电子在Pb中的临界能量,并与(1.79)式的计算值进行比较。11.气体中的杂质对w值有何影响?答:当气体中含有杂质时,入射粒子碰撞作用可能使中性受激原子或分子转变为离子对,使粒子对常数增加,12.列举光子与物质的主要作用方式,并注明与原子核、原子电子和整个原子相互作用的类型。13.说明康普顿效应的总截面、散射截面和能量转移截面之间的区别和联系。14.试给出康普顿效应在铅与铝中的电子截面、原子截面和质量衰减
5、系数之比。15.设入射光子的能量h=1Mv,求=00、900、180 0时反冲电子的发射角和动能E。16.求1Mev的窄光子束在水中穿行10cm时,初级光子发生光电效应,康普顿效应,电子对生成和瑞利散射的份额。17.中子与组织之间有哪些重要的相互作用类型?18.举例说明不带电粒子的质量衰减系数,质量能量转移系数和质量能量吸收系数之间的区别与联系。第二章1.谈谈你对转移能,比释动能和组织中某点的空气比释动能的理解。解:转移能:指在全体体积V由不带电粒子释放出来的所有带电的电离粒子初始动能之和。比释动能:由转移能与指定体积质量的商,是由不带电粒子在质量为dm的无限小体积释放出来的所有带电粒子的初始
6、动能之和的期望值。组织中某点空气比释动能:对于某感兴趣的点处单位质量介质中转移给带电粒子能量期望值。2试给出辐射比释动能与不带电粒子能量注量之间的关系式。3.试给出碰撞比释动能动能率与不带电粒子注量率谱分布之间的关系。4.试举例说明随机量和非随机量的区别。5.设自由空气中有一个60CO点源,活度为。求离点源1m远处的照射量率,比释动能率和小块组织的比释动能率。解:照射量率:比释动能率:小块组织比释动能率:6.设自由空气中1.5Mev的中子束的注量为,试求自由空气中小块组织的比释动能。解:注:查辐射防护书附表3 7.照射量定义中的dQ与dm产生的电离电荷有何区别?8.“水介质中某点的照射量”的含
7、义是什么?9.试给出照射量率与光子注量率的谱分布之间的关系式。10.试根据(2.27)式和有关系数作随光子能量变化的曲线。11.一个动能E=10Mev的正电子进入体积V,通过碰撞损失掉1Mev的能量之后发生湮没,产生能量相等的两个光子,其中的一个逸出体积V,另一个在V产生动能相等的正负电子对。正负电子在V通过碰撞各自消耗掉其一半动能后负电子逸出V,正电子发生飞行中湮没,湮没光子从V逸出。求上述过程的转移动能、碰撞转移能和授与能。解:如图所示12.为什么在计算不带电粒子和自发核转变产生的吸收剂量时,可以只考虑带电粒子的能量沉积过程?13.试说明辐射平衡状态与吸收剂量计算的关系。14.试比较2.9
8、a和b所示的两种辐射平衡情况,说明为什么二者对满足指定条件所要求的空间围不同。15.为什么在图2.11所示的照射条件下吸收剂量在略小于R的某一深度处达到最大值?16.水介质受窄束(其宽度满足束轴上电子平衡的要求)照射。利用表2.4和表2.5计算束轴上达到电子平衡的某点的吸收剂量。已知:a:该点的照射量X=1R.b:该点的照射量c:该点的空气碰撞比释动能。如果改为宽射束,再利用表2.4和表2.5的数据时需要考虑哪些因素?(提示:解:a:该点的照射量 X=1R.B:该点的照射量C:该点的空气碰撞比释动能第三章1.LET不是随机变量,为什么有LET分布?2.是否可以称微分密集函数t(x)为几率密度?
9、为什么?3.谈一谈线能y与传能线密度LET的联系和区别?4.参考对线能分布的分析说明决定分布f1(z)和f(z,D)的因素各有哪些?5.试以传能线密度L、线能y或者比能z等物理量为例给出频率分布函数、剂量几率密度、频率平均值和剂量平均值的定义,并说明它们之间的定量关系。6.试根据的定义式证明,并对给出类似的表达式。7.根据、n、和的定义说明这几个量之间的关系。8.为什么说与吸收剂量的大小无关?在公式中哪些因子与吸收剂量的大小有关?9.高、中、低剂量是如何划分的?10.何谓粒子致死和致死?11.设细胞有m个靶,每个靶被击中n次即细胞致死。试给出细胞存活分数的表达式。12.已知某生物体所受的射线,
10、中子和粒子照射的吸收剂量分别为3.5、5.1、和1.2mGy,试求剂量当量H。第四章1.一个充空气的石墨壁空腔电离室放在受60CO射束照射的水中测量。石墨壁的厚度大于次级电子的射程,空腔空气的有效体积为0.100,空气密度为,在射线照射下产生的电离电荷为。设电离室对辐射场的干扰可以忽略,试求空腔中的平均吸收剂量,石墨壁中的吸收剂量。解:2.设用同样质量的氢气置换上述空腔电离室中的空气并受到同样的60CO射束的照射,求电离室的输出电荷。已知氢气中的值是空气中的1.074倍。解:用同种质量的氢气置换后,其腔室电离的D不变,即:得到由题意知:3.将题一的空腔电离室放在受60CO射束照射的聚乙烯中测量
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