Ιατρική Φυσική. Π. Παπαγιάννης Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής, Ιατρική Σχολή Αθηνών Γραφείο

Σχετικά έγγραφα
Ιατρική Φυσική. Π. Παπαγιάννης Επίκ. Καθηγητής, Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής, Ιατρική Σχολή Αθηνών Γραφείο

Ιατρική Φυσική: Δοσιμετρία Ιοντίζουσας Ακτινοβολίας. Βιολογικές επιδράσεις. Ακτινοπροστασία

Ιατρική Φυσική. Π. Παπαγιάννης Επίκ. Καθηγητής, Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής, Ιατρική Σχολή Αθηνών Γραφείο

ΒΙΟΦΥΣΙΚΗ. Αλληλεπίδραση ιοντίζουσας ακτινοβολίας και ύλης.

Ιατρική Φυσική. Π. Παπαγιάννης Επίκ. Καθηγητής, Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής, Ιατρική Σχολή Αθηνών Γραφείο

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: PHYS215 Π. Παπαγιάννης

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΜΕ ΤΗΝ ΥΛΗ

P = E /c. p γ = E /c. (p) 2 = (p γ ) 2 + (p ) 2-2 p γ p cosθ E γ. (pc) (E γ ) (E ) 2E γ E cosθ E m c Eγ

ΑλληλεπίδρασηΦωτονίων καιύλης. ηµήτρηςεµφιετζόγλου Εργ. ΙατρικήςΦυσικής Παν/µιοΙωαννίνων

Ανακλώμενο ηλεκτρόνιο KE = E γ - E γ = E mc 2

p T cosθ B Γ. Τσιπολίτης K - + p K - + p p slow high ionisation Κατά τον ιονισμό το εκπεμπόμενο μ e θα έχει κινητική ενέργεια : 0 T T max

ΕΜΒΕΛΕΙΑ ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ

Πηγές Πηγές Ταχέων Ηλεκτρονίων internal conversion internal conversion

p T cosθ B Γ. Τσιπολίτης K - + p K - + p p slow high ionisation Κατά τον ιονισμό το εκπεμπόμενο μ e θα έχει κινητική ενέργεια : 0 T T max

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ ΚΑΙ ΥΛΗΣ

ΑλληλεπίδρασηΦορτισµένων ΣωµατιδίωνκαιΎλης. ηµήτρηςεµφιετζόγλου Εργ. ΙατρικήςΦυσικής Παν/µιοΙωαννίνων

δ-ray με κινητική ενέργεια T e και ορμή p e παράγεται σε μια γωνία Θ q, p

Η απορρόφηση των φωτονίων από την ύλη βασίζεται σε τρεις µηχανισµούς:

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: MED808 Π. Παπαγιάννης

Παραγωγή ακτίνων Χ. V e = h ν = h c/λ λ min = h c/v e λ min (Å) 12400/V

Η ακτινοβολία γ παράγεται από διεγερμένους πυρήνες κατά τη μετάπτωσή τους σε χαμηλότερα ενεργειακά επίπεδα.

Αλληλεπίδρασηφορτισµένων σωµατιδίωνµετηνύληκαιεφαρµογές

3. ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ KAI ΥΛΗ

Κανονικη Εξεταστικη

1. ΦΥΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ IONTIZOYΣΑΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ (ΑΚΤΙΝΕΣ Χ γ) Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής Παν/μιο Αθηνών

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΚΤΙΝΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ Ι

ΜΟΝΑΔΕΣ ΚΑΙ ΟΡΟΙ ΤΗΣ ΔΟΣΙΜΕΤΡΙΑΣ

Αλληλεπιδράσεις ακτινοβολίας-χ και ύλης. Ακτινολογία Ι - 2

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

Απορρόφηση ακτινοβολίας-β από την ύλη

Άσκηση 1. 1s 2s 2p (δ) 1s 3 2s 1. (ε) 1s 2 2s 1 2p 7 (στ) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 8 4s 2

Μελέτη της ακτινοβολίας γ µε τη βοήθεια απαριθµητή Geiger - Muller

γ - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Μάθημα 18 Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας με την ύλη.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1.

οσιµετρίαιοντιζουσώνακτινοβολιών: ΒασικάΜεγέθη ηµήτρηςεµφιετζόγλου Εργ. ΙατρικήςΦυσικής Παν/µιοΙωαννίνων

Οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία µε λ [ m] (ή 0,01-10Å) και ενέργεια φωτονίων kev.

Ακτινοβολίες και Ακτινοπροστασία Ενότητα 1η: Εισαγωγή στις ιοντίζουσες ακτινοβολίες, βασικές σχέσεις και μονάδες, αλληλεπίδραση με την ύλη

Ανιχνευτές σωματιδίων

ΡΑΔΙΟΒΙΟΛΟΓΙΑ. Εξάμηνο Υ/Ε Ώρες Θεωρίας Ώρες Ασκήσης Διδακτικές μονάδες ECTS Ζ Ε Διδάσκων

λ Ε Πχ. Ένα σωματίδιο α έχει φορτίο +2 όταν επιταχυνθεί από μια διαφορά Για ακτίνες Χ ή ακτινοβολία γ έχουμε συχνότητα

Μοριακή Φασματοσκοπία I. Παραδόσεις μαθήματος Θ. Λαζαρίδης

Διάσπαση σωµατιδίων. = m C 2 + p 2 = m C 2 + E B 2! m B E C = (E B = (E C. p B. , p), p C. ,- p) = (m A , 0) p A = E B. + m C 2 + E B 2! m B.

Γ. Τσιπολίτης.


ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ

Υπολογιστική Τομογραφία ακτίνων Χ

Απώλεια Ενέργειας λόγω Ιονισμού

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: MED808 Π. Παπαγιάννης

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΥΓΕΙΟΦΥΣΙΚΗΣ

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΥΓΕΙΟΦΥΣΙΚΗΣ

γ - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΤΗΣ ΡΑ ΙΟΧΗΜΕΙΑΣ

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Πρόοδος µαθήµατος «οµικής και Χηµικής Ανάλυσης Υλικών» Χρόνος εξέτασης: 3 ώρες

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013

Από αυτές η πρώτη, περιλαµβάνει τη διέγερση ή ιονισµό των ατοµικών επιπέδων και αφορά στην κύρια διεργασία απορρόφησης των ακτίνων-χ σε ένα στερεό.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

γ - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Αλληλεπίδραση των σωματιδίων με την ύλη

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Κεφάλαιο 37 Αρχική Κβαντική Θεωρία και Μοντέλα για το Άτομο. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

# αλλ/σεων με e # αλλ/σεων με πυρήνες

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΚΑΙ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΥΛΗ

ΣΩΜΑΤΙ ΙΑΚΗ ΦΥΣΗ ΦΩΤΟΣ

Πειραματική Ενότητα I ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΓΑΜΜΑ ME ΤΗΝ YΛH

Niels Bohr ( ) ΘΕΜΑ Α

Ε ι σ α γ ω γ ή στo Εργαστήριο Πυρηνικής Φυσικής

δ. εξαρτάται µόνο από το υλικό του οπτικού µέσου. Μονάδες 4

Μια εισαγωγή στις Ακτίνες Χ. Πηγές ακτίνων Χ Φάσματα ακτίνων Χ O νόμος του Moseley Εξασθένηση ακτινοβολίας ακτίνων Χ

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β )

ΘΕΜΑ Α. Ι. Οδηγία: Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΠΡΩΤΟΓΕΝΗ & ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗ ΔΟΣΙΜΕΤΡΑ

Φυσικά ή τεχνητά ραδιονουκλίδια

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2012

Ραδιοϊσοτοπική απεικόνιση: Αρχές ποζιτρονικής τοµογραφίας. K. ελήµπασης

Μελέτη των χαρακτηριστικών της β - ραδιενεργού εκποµπής

Περι - Φυσικής. ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ. Θέµα Α. Ενδεικτικές Λύσεις

Αρχές ποζιτρονικής τομογραφίας. Κ. ελήμπασης

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 21 ΜΑΪΟΥ 2008 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6)

Μονάδες Η υπεριώδης ακτινοβολία. α. με πολύ μικρό μήκος κύματος δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα του δέρματος. β. δεν προκαλεί φθορισμό.

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2013

Ποσοτική Μικροανάλυση Μέθοδος ZAF

Μονάδες Η υπεριώδης ακτινοβολία. α. με πολύ μικρό μήκος κύματος δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα του δέρματος. β. δεν προκαλεί φθορισμό.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΤΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΔΙΕΛΕΥΣΗ ΤΗΣ ΔΙΑΜΕΣΟΥ ΤΗΣ ΥΛΗΣ

γ - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

ΓΛ/Μ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΟΡΟΣΗΜΟ. Τεύχος 3ο: Φυσική Γενικής Παιδείας: Ατομικά Φαινόμενα

ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

ιαγώνισµα Β Τάξης Ενιαίου Λυκείου Κυριακή 5 Απρίλη 2015 Φως - Ατοµικά Φαινόµενα - Ακτίνες Χ

Διάλεξη 5: Αποδιέγερσεις α και β

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις παρακάτω ερωτήσεις 1-4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Ατομικές θεωρίες (πρότυπα)

Transcript:

Ιατρική Φυσική Π. Παπαγιάννης Εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής, Ιατρική Σχολή Αθηνών Γραφείο 21 210-746 2442 ppapagi@phys.uoa.gr PHYS215

Ιατρική Φυσική: Δοσιμετρία Ιοντίζουσας Ακτινοβολίας Βιολογικές επιδράσεις Ακτινοπροστασία Βιβλιογραφία: κεφ. 2-5 από το σύγγραμμά σας Προτεινόμενα ξενόγλωσσα συγγράμματα: F. H. Attix, Introduction to radiological physics & radiation dosimetry P. Mayles, A. Nahum, J.C. Rosenwald, Handbook of Radiotherapy Physics

Δοσιμετρία Ιοντίζουσας Ακτινοβολίας 1. εισαγωγή / μεγέθη για την περιγραφή του πεδίου ακτινοβολίας 2. αλλ/δραση φωτονίων-ύλης: δοσιμετρικά μεγέθη 3. αλλ/δραση φορτισμένων σωματιδίων-ύλης: δοσιμετρικά μεγέθη 4. υπολογιστική δοσιμετρία 5. πειραματική δοσιμετρία 6. βιολογικές επιδράσεις 7. ακτινοπροστασία

Ενέργεια που αφαιρείται από τη δέσμη Μπορώ να υπολογίσω σε κάθε σημείο τυχόν υλικού την ενέργεια που αφαιρείται από την πρωτογενή δέσμη των φωτονίων αν ξέρω την ενεργειακή ροή της Η ποσότητα αυτή συχνά αναφέρεται ως TRMA (Total nergy Released per unit Mass): TRMA T [ ] Έχει τις ίδιες μονάδες με τη δόση αλλά δεν ισούται με τη δόση καθώς η ενέργεια που αφαιρείται μπορεί να μην απορροφηθεί τοπικά (σε μάζα dm περί του υπό μελέτη σημείου) J kg

Πόση από την ενέργεια που αφαιρείται απορροφάται; Η ενέργεια που αφαιρείται από τη δέσμη μοιράζεται σε διαφορετικά σωματίδια και με διαφορετικό τρόπο σε κάθε είδος αλληλεπίδρασης φωτονίων ύλης τα οποία συμβαίνουν με διαφορετική σχετική πιθανότητα συναρτήσει του υλικού και της ενέργειας φωτονίων μ = μ coh + μ ph + μ incoh + μ pp μ/ρ = μ coh /ρ+ μ ph /ρ + μ incoh /ρ + μ pp /ρ Ενδιαφέρει η ενέργεια που μεταφέρεται σε φορτισμένα σωματίδια μιας και λόγω της μικρής τους εμβέλειας σημαντικό μέρος της θα απορροφηθεί τοπικά

Ενέργεια που μεταφέρεται σε φορτισμένα σωματίδια Η ενέργεια που μεταφέρεται σε φορτισμένα σωματίδια υπολογίζεται με τη βοήθεια του μαζικού συντελεστή μεταφοράς ενέργειας tr, e e f f 1 και άρα: tr για μόρια και μίγματα υπολογίζεται όπως και ο μ/ρ

ΣΥΜΦΩΝΗ ΣΚΕΔΑΣΗ Δεν συμβαίνει ιονισμός Δεν μεταφέρεται ενέργεια στην ύλη Σημειώνεται μόνο μικρή αλλαγή στη κατεύθυνση

Ενέργεια που μεταφέρεται σε φορτισμένα σωματίδια σε κάθε είδος αλληλεπίδρασης

ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ Λαμβάνει χώρα ιονισμός Το e- εγκαταλείπει το άτομο με κινητική ενέργεια: f ph Τe=- b 1 Για βιολογικούς ιστούς Ε b << Το κενό συμπληρώνεται με εκπομπή χαρακτηριστικής ακτινοβολίας ή ηλεκτρονίων Auger b

Σχετική πιθανότητα εκπομπής χαρακτηριστικής ακτινοβολίας και ηλεκτρονίων Auger συναρτήσει του ατομικού αριθμού f ph 1 X

Κατανομή της γωνίας εκπομπής των φωτοηλεκτρονίων ως προς τη διεύθυνση του αρχικού φωτονίου

ΣΚΕΔΑΣΗ COMPTON Λαμβάνει χώρα ιονισμός Το φωτόνιο σκεδάζεται σε γωνία φ με ενέργεια: sc 1 ( 1 2 / m c )(1 cos) e Το e - εγκαταλείπει το άτομο με κινητική ενέργεια: T e sc 2 ( / mec )(1 cos) 2 1 ( / m c )(1 cos) e 1 tan 2 (1 / m c ) tan( / 2) e

T e sc 2 ( / mec )(1 cos) 2 1 ( / m c )(1 cos) e sc 1 ( / 1 2 m c )(1 cos) e Α. Κεντρική κρούση (θ=0 ο, φ=180 ο ) cosφ=cos180 ο = -1 T emax 2 2( / mec ) 1 2( / m c e 2 ) scmin 1 1 2( / m c e 2 ) Β. Εφαπτομενική κρούση (θ=90 ο, φ=0 ο ) cosφ=cos0 ο = 1 T e MIN 0 sc MAX Γ. Ε>> φ=90 0 Ε sc =m e c 2 φ=180 0 Ε sc =m e c 2 /2

Κατανομή της γωνίας εκπομπής του e- Compton και του φωτονίου που υπέστη σκέδαση ως προς τη διεύθυνση του αρχικού φωτονίου

Η μέση τιμή του ποσοστού της ενέργειας του αρχικού φωτονίου που μετατρέπεται σε ενέργεια σκεδαζόμενου φωτονίου <Εsc>/Ε και κινητική ενέργεια του ηλεκτρονίου, <Τe>/Ε, στη σκέδαση Compton, συναρτήσει της ενέργειας του αρχικού φωτονίου. f incoh T e sc X 1 1 sc

ΔΙΔΥΜΗ ΓΕΝΕΣΗ Λαμβάνει χώρα ιονισμός Το φωτόνιο απορροφάται και η ενέργειά του μετατρέπεται σε ζεύγος e -, e + και σε κινητική ενέργεια αυτών Υπάρχει κατώφλι ενέργειας: 2m c e 2 1.02MeV 1. 02 f pp 1

Σχετική πιθανότητα κάθε είδους αλληλεπίδρασης

Συναρτήσεις δυνάμεων και λογαριθμικές κλίμακες... y=ax ±n => logy=log(ax ±n )=loga+log(x ±n ) logy = loga ± nlogx

μ/ρ (cm 2 /g) Σύμφωνη σκέδαση H 2 O (Z eff =7.5) & Pb(Z=82) 1.00+03 1.00+02 1.00+01 1.00+00 1.00-01 1.00-02 1.00-03 1.00-04 1.00-05 Πιθανότητα ανά μονάδα μάζας: ~Z/ 2 1.00-06 1.00-07 10 100 1000 10000 Ενέργεια φωτονίου (kev)

μ/ρ (cm 2 /g) Φωτοηλεκτρικό H 2 O (Z eff =7.5) & Pb(Z=82) 1.00+03 1.00+02 1.00+01 1.00+00 1.00-01 1.00-02 1.00-03 1.00-04 1.00-05 Πιθανότητα ανά μονάδα μάζας : ~Z 34 / 23 1.00-06 1.00-07 10 100 1000 10000 Ενέργεια φωτονίου (kev)

μ/ρ (cm 2 /g) Σκέδαση Compton H 2 O (Z eff =7.5) & Pb(Z=82) 1.00+03 1.00+02 1.00+01 1.00+00 1.00-01 1.00-02 1.00-03 1.00-04 1.00-05 1.00-06 1.00-07 10 100 1000 10000 Ενέργεια φωτονίου (kev) Πιθανότητα ανά μονάδα μάζας : Μειώνεται με την Ε Ανεξάρτητη του Ζ!!!

μ/ρ (cm 2 /g) Δίδυμη γένεση H 2 O (Z eff =7.5) & Pb(Z=82) 1.00+03 1.00+02 1.00+01 1.00+00 1.00-01 1.00-02 1.00-03 1.00-04 1.00-05 1.00-06 1.00-07 10 100 1000 10000 Ενέργεια φωτονίου (kev) Πιθανότητα ανά μονάδα μάζας : Αυξάνει με την Ε (>1,02 MeV) Αυξάνει με τον Ζ

μ/ρ (cm 2 /g) Πιθανότητα αλλ/σης ανά μονάδα μάζας υλικού 1.00+04 1.00+03 1.00+02 1.00+01 1.00+00 1.00-01 1.00-02 1.00-03 Σύμφωνη Compton Φωτ/κό Δ.Γ. Νερό Συνολικός 1.00-04 1.00-05 1.00-06 1.00-07 1 10 100 1000 10000 Ενέργεια φωτονίου (kev) Φωτοηλεκτρικό Compton

μ (cm -1 ) Πιθανότητα αλλ/σης ανά μονάδα πάχους υλικού 1.00+02 1.00+01 1.00+00 μαλακός ιστός λιπώδης ιστός μαστός οστό αέρας 1.00-01 1.00-02 10 100 1000 10000 Ενέργεια φωτονίου (kev)

Πιθανότητα αλλ/σης ανά μονάδα μάζας υλικού

Ενέργεια που μεταφέρεται σε φορτισμένα σωματίδια Ενδιαφέρει η ενέργεια που μεταφέρεται σε φορτισμένα σωματίδια μιας και λόγω της μικρής τους εμβέλειας σημαντικό μέρος της θα απορροφηθεί τοπικά Η ποσότητα αυτή ορίζεται ως KRMA (Kinetic nergy Released per unit Mass): KRMA [ K] K tr J kg Έχει τις ίδιες μονάδες με τη δόση αλλά δεν ισούται με αυτή καθώς τα φορτισμένα σωματίδια μπορεί να απολέσουν ενέργεια με ακτινοβολία πέδησης

Ενέργεια που απορροφάται από το υλικό Έστω g το ποσοστό της κινητικής ενέργειας φορτισμένων σωματιδίων που μετατρέπεται σε ακτινοβολία κατά την αλληλεπίδρασή τους με το υλικό (πέδηση, εξαΰλωση, απόδιεγέρσεις ατόμων) Το ποσοστό της κινητικής ενέργειας φορτισμένων σωματιδίων που απορροφάται από το υλικό λόγω διεγέρσεων & ιονισμών θα είναι (1-g) g~0 για Ε<< ή Ζ<< Μπορώ τότε να ορίσω το μαζικό συντελεστή ενεργειακής απορρόφησης, μ en : en tr en tr ( 1 g) για μόρια και μίγματα δεν υπολογίζεται όπως ο μ tr ή ο μ λόγω διαφορών στις ενεργειακές στοιβάδες ελευθέρων ατόμων και ατόμων στο μόριο

Ενέργεια που απορροφάται από το υλικό Με τον μαζικό συντελεστή ενεργειακής απορρόφησης, μ en μπορώ να υπολογίσω το μέρος του KRMA που θα απορροφηθεί από το υλικό. Συμβολίζεται Κ col (collision KRMA): collision KRMA tr (1 g) [ K] J kg en K col Έχει τις ίδιες μονάδες με τη δόση. Μπορεί να υπολογιστεί σε κάθε σημείο P Iσούται με τη δόση στο P υπό την προϋπόθεση ότι η ενέργεια που εκφράζει θα μεταδοθεί σε dm περί του P (θα απορροφηθεί από την dm υλικού περί του Ρ) και δεν θα διαφύγει

Ενέργεια που απορροφάται από το υλικό Αν είναι γνωστή η Ψ, το Κ col μπορεί να υπολογιστεί σε κάθε σημείο P Η δόση δεν μπορεί να υπολογιστεί από την Ψ Η δόση είναι μετρούμενο μέγεθος (σε πεπερασμένη μάζα dm) που μπορεί να θεωρηθεί κατά προσέγγιση ίση με το Κ col υπό την προϋπόθεση ότι η ενέργεια Κ col δεν θα διαφύγει της dm

Συνοπτικά (1):

Συνοπτικά (2):

ΑΣΚΗΣΕΙΣ 1. Α) Υπολογίστε το πάχος Al και Pb που απαιτείται για να επιτευχθεί παράγοντας διέλευσης 10% λεπτής παράλληλης δέσμης φωτονίων Ε=0,1 και 1 MeV. Β) Υπολογίστε τα αποτελέσματα και σε μονάδες επιφανειακής πυκνότητας (πάχους µάζας ή ανηγμένης μάζας). 2. Α) Υπολογίστε το ρυθμό ΚΕΡΜΑ στον αέρα σε απόσταση 1m από σημειακή πηγή Co- 60 και Cs-137 ενεργότητας 1 mci. Β) Επαναλάβετε τους υπολογισμούς αν η πηγή θωρακιστεί με Pb πάχους 5 mm. 3. Λεπτή παράλληλη δέσμη Ν 0 =10 20 φωτονίων ενέργειας 6 MeV προσπίπτει κάθετα σε φύλλο Pb πάχους 12 mm. Α) Υπολογίστε τον αριθμό κάθε είδους από τις αλληλεπιδράσεις που θα σημειωθούν (φωτ/κό, Compton, δ.γ.). Β) Πόση ενέργεια αφαιρείται από τη δέσμη με κάθε είδος αλλ/σης; Γ) Πόση ενέργεια μεταφέρεται σε ενέργεια φορτισμένων σωματιδίων; 4. Λεπτή παράλληλη δέσμη Ν0=10 4 φωτονίων ενέργειας 10 MeV προσπίπτει κάθετα σε μάζα C πάχους 20 cm. Να υπολογίσετε σε τμήμα του C πάχους 1 mm που βρίσκεται σε βάθος 10 cm: Α) Την ενέργεια που αφαιρείται από τη δέσμη Β) Την ενέργεια που μεταφέρεται σε φορτισμένα σωματίδια Γ) Την ενέργεια που απορροφάται Δ) Την ενέργεια που μετατρέπεται σε φωτόνια σκέδασης Ε) Την ενέργεια που μετατρέπεται σε ακτ. πέδησης * για συντελεστές αλληλεπίδρασης ανατρέξτε στη διεύθυνση: http://www.nist.gov/pml/data/xray_gammaray.cfm /