Файл: Полупроводниковые детекторы в дозиметрии ионизирующих излучений..pdf

Здесь dJn— изменение интенсивности электромагнитного излу­ чения, происходящее в результате передачи электронам энер­ гии Em= Ehz (1—Rz), где Rz— доля энергии вторичных элек­

где dEaz — энергия, теряемая одной частицей на ионизацию и возбуждение (при прохождении пути dx), а dEn — на тормозное излучение. Обычно dE/dx измеряют в Мэв-смг/г. Учитывая, что (dEf(/dx)l{dEf,/dx)=Rz, получаем

Для электронов справедливо приближенное соотношение И]

dER/ d x ___ Е_

где Екр — критическая энергия *, зависящая от г. Из (1.12) и (1.14) следует, что

Из (1.13а) и (1.15) видно, что

Потери на ионизацию и возбуждение. Из соотношения (1.13а) получим

Если через массу Sdx проходит N заряженных частиц, то, учи­ тывая (1.4),

Sdx dx

* £і:р — энергия заряженной частицы, при которой потери на тормозное излучение равны ионизационным потерям.

9

Отметим, что в области энергии электронов от 0,3 и до

где dEi — энергия, поглощаемая веществом вблизи траектории частицы на пути dx. Поэтому всегда

можно пренебречь, если энергия заряженных частиц не превы­

. Поглощенная доза от немоноэнергетических электронов вы­

где dEm/dx — средние потери на ионизацию и возбуждение.

10

Эффективные и средние значения величин

Эффективное значение величины характеризует взаимодей­ ствие сложных объектов: излучения сложного спектрального состава с веществом или вещества сложного состава с излуче­ нием. Средние значения величин численно характеризуют рас­ пределения (спектры).

Эффективный коэффициент ослабления интенсивности (пере­ дачи энергии, поглощения) немоноэнергетического излучения —

'есть коэффициент ослабления такого моноэнергетического излу­ чения, интенсивность которого в данном слое вещества ослаб­ ляется во столько же раз, что и интенсивность немоноэнергети­ ческого излучения. При этом энергию кванта моноэнергетиче­ ского излучения называют эффективной энергией.

Эффективным атомным номером сложного вещества назы­ вают атомный номер такого условного простого вещества, для которого коэффициент передачи энергии излучения, рассчитан­ ный на один электрон среды, такой же, что и для данного слож­ ного вещества.

Средняя энергия спектра определяется из выражения

Согласно [2] для замедленных в веществе вторичных электро­ нов* с энергией, не превышающей критическую:

* Спектр вторичных электронов в состоянии равновесия с пучком фото­ нов с энергией Еу.

11

§ 1.2. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДЕТЕКТОРОВ В ДОЗИМЕТРИИ

Высокая дозовая чувствительность, определяемая как отно­ шение ЦРэ, где / — ток на выходе детектора, а Рэ— мощность экспозиционной дозы, позволяет применять ППД для измере­ ния малых уровней радиации. В расчете на одинаковую падаю­ щую энергию число генерируемых носителей заряда в полупро­ водниковом детекторе примерно в ІО'1 раз больше, чем в иони­ зационной камере такого же объема, что позволяет сконструи­ ровать необходимые для некоторых практически важных задач детекторы малых размеров. Однако, несмотря на это, полупро­ водниковые детекторы до настоящего времени не нашли широ­ кого применения в дозиметрии. Это в значительной степени обусловлено тем, что дозовая чувствительность детектора сильно зависит от энергии кванта ионизирующего излучения, т. е. де­ тектор имеет большой «ход с жесткостью». Последнее сущест­ венно затрудняет применение ППД для дозиметрии рентгенов-, ского и у-излучения различного спектрального состава. Боль­ шой ход с жесткостью ППД следствие его нетканеэквивалент­ ности (эффективный атомный номер ППД существенно отли­ чается от 2Эф ткани или воздуха). Поэтому применение ППД в дозиметрии ионизирующих излучений неразрывно связано с развитием методов определения поглощенной дозы с помощью нетканеэквивалентных детекторов. Следует отметить, что боль­ шая эффективность детекторов по отношению к рентгеновско­ му и у-излучениям является следствием их нетканеэквивалент­ ности (чем больше гЭф, тем больше эффективность).

§ 1.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГЛОЩЕННОЙ (ЭКСПОЗИЦИОННОЙ) ДОЗЫ С ПОМОЩЬЮ ДЕТЕКТОРОВ, ИМЕЮЩИХ ХОД С ЖЕСТКОСТЬЮ

Во многих областях науки требуется количественная оцен­ ка радиационного эффекта, возникающего в облучаемой сис­ теме под действием излучения. О величине этого эффекта мож-

12