Was ist absorbierte Dosis – Formel – Gleichung – Definition

Dieser Artikel fasst die wichtigsten Formeln und Gleichungen zur Berechnung der Energiedosis und der Energiedosis zusammen. Energiedosis – Formel – Gleichung

Energiedosis – Gleichung

Die  Energiedosis ist definiert als die Energiemenge, die durch ionisierende Strahlung in einer Substanz abgegeben wird. Energiedosis  wird das Symbol gegeben  D  . Die Energiedosis wird normalerweise in einer Einheit gemessen, die als  Gray  (Gy) bezeichnet wird und vom SI-System abgeleitet ist. Gelegentlich wird auch sterben Nicht-SI-Einheit  rad  verwendet, überwiegend in den USA.

Energiedosis - Definition

Einheiten der Energiedosis:

  • Grau  . Eine Dosis von einem Grau entspricht einer Energieeinheit (Joule), sterben in einem Kilogramm eines Stoffes gespeichert ist.
  • RAD  . Eine Dosis von einem Rad entspricht der Ablagerung von einhundert Erg Energie in einem Gramm eines beliebigen Materials.

Absorbierte Dosisleistung – Gleichung

Die  Energiedosisrate  ist die Rate, mit der eine Energiedosis empfangen WIRD. Es ist eine Maß für die Strahlungsdosisintensität (oder -stärke). Die Energiedosisleistung ist daher definiert als:

Energiedosisleistung - Definition

In Einheiten wird er in mrad/s  ,   rad/h, mGy/s oder Gy/h bisher gemessen. Da sterben Höhe der Strahlenexposition direkt (linear)  von der Zeit  aus,  sterben  Menschen in der Nähe der Strahlungsquelle verbringen, sterben entspricht der reduzierten Dosis der Stärke des Strahlungsfeldes (Dosisleistung) multipliziert mit der Zeitdauer, sterben in diesem Feld verbracht wird. Das obige Beispiel zeigt, dass eine Person eine Dosis von 25 Millirems erwarten kann, wenn sie 30 Minuten lang in einem Feld von 50 Millirems / Stunde bleibt.

Absorbierte Dosisleistungsberechnung

Angenommen, die  punktisotrope Quelle  enthält  1,0 Ci von  137  Cs  und hat eine  Halbwertszeit  von  30,2 Jahren  . Es ist zu beachten, dass die Beziehung zwischen der Halbwertszeit und der Menge eines  Radionuklids  erforderlich ist, um eine Aktivität von Einem  Curie zu ergeben  . Diese Materialmenge kann mit λ berechnet werden, was die  Zerfallskonstante  eines bestimmten Nuklids ist:

Curie - Aktivitätseinheit

Etwa 94,6 Prozent zerfallen durch  Beta-Emission  zu einem metastabilen  Kernisomer  von Barium: Barium-137m. Der Hauptphotonenpeak von Ba-137m beträgt  662 keV  . Für this Berechnung WIRD angenommen, dass alle Zerfälle diesen Kanal durchlaufen.

Bestimmen Sie die primäre Photonendosisrate  in Grau pro Stunde (Gy.h-  1  ) an der Außenfläche eines 5 cm dicken Bleischilds. Die Primärphotonendosisrate vernachlässigt alle Sekundärteilchen. Angenommen, der effektive Abstand der Quelle vom Dosispunkt beträgt  10 cm  . Wir werden auch annehmen, dass der Dosispunkt Weichgewebe ist und vernünftigerweise durch Wasser simuliert Werden can, und wir verwenden den Massenenergieabsorptionskoeffizienten für Wasser.

Siehe auch:  Gammastrahlendämpfung

Siehe auch:  Abschirmung von Gammastrahlen

Lösung:

Die Primärphotonendosisrate WIRD  exponentiell abgeschwächt  , und sterben Dosisrate von Primärphotonen unter Berücksichtigung der Abschirmung ist gegeben durch:

Dosisleistungsberechnung

Wie zu sehen ist, berücksichtigen wir den Aufbau von Sekundärstrahlung nicht. Wenn Sekundärteilchen erzeugt werden oder wenn sterben Primärstrahlung ihre Energie oder Richtung ändert, ist die effektive Dämpfung viel geringer. This Annahme unterschätzt im Allgemeinen sterben wahre Dosisleistung, insbesondere für dicke Schilde und WENN der Dosispunkt nahe an der Schildoberfläche liegt, aber this Annahme vereinfacht alle Berechnungen. In diesem Fall ist die tatsächliche Dosisleistung (mit dem Aufbau von Sekundärstrahlung) mehr als doppelt so hoch.

Um die  übrige Dosisleistung zu berechnen  , Wann müssen wir in der Formel Folgendes verwenden:

  • k = 5,76 · 10 & supmin; sup7;
  • S = 3,7 × 10  10  s  –1
  • E = 0,662 MeV
  • μ  t  / ρ =   0,0326 cm  2  / g (Werte sind bei NIST erhältlich)
  • μ = 1,289 cm -1  (Werte sind beim NIST erhältlich)
  • D = 5 cm
  • r = 10 cm

Ergebnis:

Die resultierende Energiedosisleistung in Grays pro Stunde beträgt dann:

Energiedosisleistung - grau - Berechnung

Wenn wir den Aufbau von Sekundärstrahlung berücksichtigen wollen, müssen wir den Aufbaufaktor einbeziehen. Die erweiterte Formel für die Dosisleistung lautet dann:

Energiedosisleistung - grau

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