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 die Nicht-SI-Einheit rad verwendet, überwiegend in den USA.

Energiedosis - Definition

Einheiten der Energiedosis:

  • Grau . Eine Dosis von einem Grau entspricht einer Energieeinheit (Joule), die 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 ein Maß für die Strahlungsdosisintensität (oder -stärke). Die Energiedosisleistung ist daher definiert als:

Energiedosisleistung - Definition

In herkömmlichen Einheiten wird er in mrad / s ,  rad / h, mGy / s oder Gy / h gemessen . Da die Höhe der Strahlenexposition direkt (linear) von der Zeit abhängt, die Menschen in der Nähe der Strahlungsquelle verbringen, entspricht die absorbierte Dosis der Stärke des Strahlungsfeldes (Dosisleistung) multipliziert mit der Zeitdauer, die 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, die erforderlich ist, um eine Aktivität von einem Curie zu ergeben , nachstehend gezeigt ist. 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 diese 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 kann, und wir verwenden den Massenenergieabsorptionskoeffizienten für Wasser.

Siehe auch: Gammastrahlendämpfung

Siehe auch: Abschirmung von Gammastrahlen

Lösung:

Die Primärphotonendosisrate wird exponentiell abgeschwächt , und die 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 die Primärstrahlung ihre Energie oder Richtung ändert, ist die effektive Dämpfung viel geringer. Diese Annahme unterschätzt im Allgemeinen die wahre Dosisleistung, insbesondere für dicke Schilde und wenn der Dosispunkt nahe an der Schildoberfläche liegt, aber diese Annahme vereinfacht alle Berechnungen. In diesem Fall ist die tatsächliche Dosisleistung (mit dem Aufbau von Sekundärstrahlung) mehr als doppelt so hoch.

Um die absorbierte Dosisleistung zu berechnen , 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 (values are available at NIST)
  • D = 5 cm
  • r = 10 cm

Result:

The resulting absorbed dose rate in grays per hour is then:

absorbierte Dosisleistung - grau - Berechnung

If we want to account for the buildup of secondary radiation, then we have to include the buildup factor. The extended formula for the dose rate is then:

absorbierte Dosisleistung - grau

 

……………………………………………………………………………………………………………………………….

Dieser Artikel basiert auf der maschinellen Übersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie können uns helfen. Wenn Sie die Übersetzung korrigieren möchten, senden Sie diese bitte an: [email protected] oder füllen Sie das Online-Übersetzungsformular aus. Wir bedanken uns für Ihre Hilfe und werden die Übersetzung so schnell wie möglich aktualisieren. Danke.