Если ионизационная и экспозиционная дозы излучения получаются непосредственно из величины электрического заряда, высвобожденного в объеме воздуха, то при определении поглощенной дозы излучения приходится иметь дело с измеримыми радиационными эффектами в веществе, зависящими от дозы. Лишь в исключительных случаях подходящая радиационная реакция протекает в самом облученном материале, в котором требуется определить поглощенную дозу. Поэтому в интересующее нас место в изучаемом материале вводят какое-нибудь другое вещество и по происходящим в нем радиационным реакциям определяют поглощенную дозу излучения. На основе этого принципа был разработан метод зондов (рис. 4.1). Под зондом подразумевается измерительный объем, заполненный веществом (газообразным, жидким или твердым), в котором ионизирующее излучение вызывает какой-либо эффект, хорошо поддающийся измерению. Зонд вводится в интересующую-нас точку в материале, в окрестности которой определяемая дозовая величина пространственно постоянна. По значению, измеренному с помощью зонда, можно в определенных условиях сравнительно проста оценить дозу излучения
, поглощенную в материале в точке
при отсутствии зонда.
Рис. 4.1. Метод зондов
В качестве зонда в принципе пригоден любой материал, дающий при воздействии ионизирующего излучения показания, пропорциональные значению дозы. Связь между дозой излучения поглощенной в определенном материале, и значением
, измеренным зондом,, задается, чувствительностью
:
где
есть собственная чувствительность зонда, a — энергетическая доза, усредненная по объему зонда.
Внесение зонда создает в области измерений материала неоднородность относительно пространственной зависимости коэффициентов взаимодействия, описывающих передачу энергии. Таким образом, в зондовом веществе возникает неоднородное распределение поглощенной дозы излучения
.
В частном случае идентичности облученного материала и зондового вещества мы имеем , т. е. чувствительность к измерению
и собственная чувствительность зонда
совпадают.
Определение поглощенной дозы затрудняется тем, что чувствительность каждого зонда в большей или меньшей степени зависит от вида и энергии заряженных и незаряженных частиц, находящихся в области измерений в радиационном поле.
Пропорциональность между поглощенной дозой излучения и измеренным значением имеет место только при постоянных условиях облучения.
Зависимость отношения от свойства излучения в значительной степени определяется размерами зонда и эффективными порядковыми номерами
зондового вещества и материала. Собственная чувствительность
также может заметно зависеть от вида заряженных частиц, передающих энергию зондовому веществу. Полученные значения поглощенной дозы излучения, таким образом, будут более или менее неточными, если характеристики радиационного поля отличаются от тех, при которых была определена чувствительность зонда. В частности, в случае смешанных радиационных полей определение чувствительности представляет собой весьма сложную задачу.
В практической дозиметрии исключительно важны два частных случая.
Расчет чувствительности е значительно упрощается, если в области измерения и в зонде либо имеет место равновесие вторичных частиц (см. разделы 4.2 и 4.3), либо выполняются условия Брэгга—Грея (см. раздел 4.4).
Чувствительность равновесного зонда зависит только от энергетического спектра первичных частиц (одного вида), в то время как чувствительность зонда Брэгга—Грея определяется исключительно энергией заряженных частиц (одного вида) в радиационном поле. Выбором подходящего зондового вещества можно добиться относительной независимости чувствительности от энергии частиц. В этих случаях поглощенная доза излучения в радиационном поле с неизвестным энергетическим спектром определяется с допустимой погрешностью.