Поглощенная доза ионизирующего излучения

Газонаполненная И.К. может быть использована и для измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения (энергия, поглощенная единицей массы) произвольных материалов. Данное применение основано на принципе Брега-Грея, который гласит, что поглощенная доза ионизирующего излучения Dm в исходном материале, может быть вычислена из величин ионизации, создаваемой в маленьких газонаполненных полостях.

D_m = WS_mP (5-10)

где: W – средняя потеря каждой ионной пары в газе

S_m – энергия, потерянная в газе к силе сопротивления газа.

Р– количество ионных пар, образовавшихся в единице массы материала за час

D_m измеряется в Греях (Дж/кг), W – должна быть выражена в Дж/ионная пара, Р – в ионная пара/кг. Выражение 5-10 помогает добиться приблизительной точности для различных видов излучений, когда создаются различные геометрические условия. Полость должна быть небольшой в сравнении с диапазоном первичных или вторичных заряженных частиц, связанных с излучением так, что их присутствие не влияет на поток частиц. В случае гамма-излучения, твердая среда должна быть больше диапазона вторичных электронов на внутренних стенках полости устанавливалось электрическое равновесие.

Для ИК твердая среда - граничный материал, а полость - внутренний газонаполненный объём. Если газ-воздух и стенки выполнены из «воздушно – эквивалентного материала», тогда в уравнении 5-10 коэффициент S_m =1. Это условия, которые являются необходимыми для измерения поглощенной дозы ионизационного излучения, которое эквивалентно измерению значения гамма-излучения, описанному в предыдущем параграфе. Если используются другие газы или граничные материалы, поглощенная доза излучения в материале будет рассчитываться с помощью подстановки значения для S_m и для W в уравнении 5-10. Особенно интересно воздействия радиации на биологические организмы, можно вычислить поглощенную тканями дозу излучения. Такие ИК широко используются, в них находится материал, идентичный по составу с тканями.

Однако, при таком использовании могут возникнуть проблемы, так как для применения принципа Брегга-Грея, необходимо, чтобы полость была небольшой. Например, если интенсивность гамма-излучения в процессе измерения снижается, то, соответственно, диапазон вторичных электронов будет сокращаться. И.К. небольшого размера по сравнению с данными диапазонами образует небольшие ионизационные тока, что может создать определенные трудности при измерении дозы. В таких случаях, можно использовать камеру «экстраполирования», которая состоит из пары электродов, изготовленных из интересующего материала, с меняющимся расстоянием между ними.

Измерение может быть выполнено вне зависимости от этого расстояния, тканями, а измеряемый ионизационный ток на единицу объёма сводится к рассмотрению случая, когда расстояние между ними нулевое. Так как полость небольшая, можно применить принцип Брега-Грея и вычислить интенсивность поглощенной дозы излучения из полученного экстраполированного тока.