4.1. Метод зондов

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 :

(4.1),

где

(4.2)

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 БрэггаГрея (см. раздел 4.4).

Чувствительность равновесного зонда зависит только от энергетического спектра первичных частиц (од­ного вида), в то время как чувствительность зонда БрэггаГрея 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.