29 表1-3中给出β粒子在空气、生物组织和铝中的射程。为了 实际使用的方便,经常使用β射线在铅中的射程。根据实验得到 的以质量厚度单位—g/cm2表示的B射线在铝中的最大射 Ra与β射线最大能量Emax之间的关系可用下式表示: R。=4.07E 0.15<E3m2<0,8Mev R 2E 0.133 BBa百x>0.8MeVy 为了怏速估算,根据(1-28)式对于E8ax>1MeⅤ情况下 B粒子在空气和铝中的最大射程可写成如下近似公式; 对铝,R(mm)≈2 Emit 对空气,R(mm)≈400E 用这两个公式估算的结果是偏高的。如果EBmx<MeY,用这 两个公式估算的结果有更大偏差,能量愈小偏差愈大。 用质量厚度表示射程有两个原因。一是测量一定面积的吸收 片质量比测量薄吸收片厚度较为准确;一是对于原子序数相差不 大的两种物质来讲,用质量厚度表示的两种物质的射程在数值上 是相差不大的。这是由于B粒子和物质的相互作用主要取决于物 质的原子数目和物质原子的原子序数。如果以质量厚度表示B粒 子的射,则射程随物质而变化的影响因素主要是物质的原了序 数了。因此,在用质量厚度表示射程时,公式(128)不仅对铝 适用,前且对与铝相近的空气、石墨、塑料等材料也都近似适 用,尽管这些物质的密度相差很大。 根据公式(1-28),在实验上利用吸收法测出B粒子的射程 R,反过来可以根括射程确定β射线的最大能量Epax 关于β射线穿过物质时的另一个明显特点,是β粒子数目随 穿透深度而逐渐减少的。在0.6<EBx<6Me的能量范内, β射线穿过吸收片的吸收曲线(见图1-16)可近似用指数函数来 表示,即 I=Iner (1-29)
表1-3B粒子在几种物质中的最大射程 B粒子的最大能量 !.汽水 空 E (Me v) R mg.'cm2R 氵n.xm R :r )r mm R3r,I mm 0.01 0.16 0.0036 0,002 0.0026 0.008 0.52 0.03 0.056 0.018 1.12 0.0 0,096 0.030 1.94 0.05 3.9 0.0144 0.06 2.94 0.06 54 0.0200 0.063 4,03 0.07 7,1 .0263 0,083 0.08 0.031 0.109 0.09 0.0107 0.129 8,20 14 0.0500 0.158 10.1 0.2 42 0.15 0.491 31.3 7 0281 0.889 56.T 0 115 0.426 1.35 0.5 160 0.593 1.g了 119 0.6 220 0.778 2.46 157 186 0.8 310 1.15 231 4.10 261 1.0 152 305 540 2.02 403 1.50 6了0 2.47 T,80 494 610 959 3.51 11.1 2.5 1220 4.5 14.3 910
绽表 B粒予的最大能量 经织或水 空 E (Mev) R mg/c RB mm RamimmiRpmIrmm 3.9 1500 17.4 6.48 13 A,5 2260 26.7 1703 2549 9.42 1900 3080 11.4 2300 365) 13.3 42、2 2700 8 4140 15.3 3100 455↓ 173 54.6 350a 10 5200 19.2 60.8 3900 12 C 14 7300 5.6 5400 16 840 31.Q 6200 5539 110 7000 10693 123 7803 式中,I;穿过吸收片前的射线的注量率中(在平行束特殊情 况下,注量率是单位时间内穿过与粒子入射方向垂直的单位面积 上的粒子数); I;穿过厚度为x米吸收片后的β射线的注量率; μ;称为吸收物质对β粒子的线吸收系数,单位;cm-1。 把(1-29)式对x求导可以得到 μ=-dI/Id :以前核辐射测量中常用强度[每单位时间的粒子数]这一概念,现巳不采 用。本书采用注量率,其严格定义参看第六章第一节
32 由此可以看出的物含义是粒子在穿学你度物质时β粒 子注量率减少的百分数。 公式(1-29)可以变换成如下的形式: I=le (1-30) 中 p:物质的密度,g/cm°; xm=x:物质的质量厚度,g/cm; Ha=/p;物质的质量吸收系数,cm2/g Hn和β粒子的最大能量E3mx有关,并随着物质的原序数 Z的增加而缓慢增大。铝的μ。可用如下的经验公式表示 km(cm 2/g)=E 1了 1·31) 多:z 式中,能量以MeV为单位。 使阝粒子注量率减少到入射时的灬:半所带要的吸收片厚度称 为半吸收厚度,用符号d1/x来表示。d1,x可用公式(1-30)求 出如下 In2 μ (1-32) 式中,d1/z采用质量厚度单位。 铝的半吸收厚度可用(1-31)式求出: d/2(Kg/m2)=0,4Em2x2.14 (1-33) 式中,EBmx:β射线的最大能量,MeV。 对一定的β放射源来说,各种材料的是确定的。如果物质 的厚度小于B射线的最大射程,可以根据β射线穿遷物质后的注 量率来推断物质的厚度。这是用吸收法确定物质厚度的B厚度仪
33 的基本原理。 单能电子束在穿透物质时,其最大射程跟其能量积β射线最 大能量相同时的射程相等。注量率随物质厚度的变化在一定厚度 范围内也服从(1-29)公式。单能电子束经过吸收片后的能量分 布情况,如图1-19所示。由图可见,单能电子束通过物质以后不 仅能量减小了,而且能量歧离现象也是严重的。 初始谱 米 dE En Mev 图1-19单能电子束穿过不同厚度石墨后的能量分布 单能电子穿透物质厚度为tm后的能量分布峰在半高处的全 宽△E(MeV)可用下式表示t △E=120(4() (1-3生) 式中,v;圪子速度 P、Z、A分别是吸收物质的密度、原子的原子序数和质量 数 :元速 t:电子穿透物质的厚度。 图中,a、b、C图形分别是单能电子束穿过不同厚度的石墨后 所测得的能量分布