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日志

转发李济科2011-11-10的帖子

热度 31已有 1042 次阅读2013-10-12 07:31

转发者按:《为什么辐射剂量仪的允许误差如此之大?》一文发表后,有朋友还问:系数33.73是怎么来的?故此,转发李济科2011-11-10的帖子。虽然系数33.7233.73略有差别,但不影响讨论的正确性。此文,网发前,经李济科本人略加修改。

问与答:请问RT教材的一个公式是怎么推导出来的?

    小序:这是个很粗浅、很基础的问题。我试答如下。如有不当,请强总等专家和读者指正。

问:统编教材《射线检测》(2007)179页有个公式(7-7), 即:

         K=33.72 P

    请问:这个公式是怎么推导出来的?

答:K是单位质量(每Kg)的空气带电粒子的初始动能的总和,其实,它非常接近于空气的吸收剂量D空。我认为:用统编教材《射线检测》(2007)179页公式(7-9a)来讨论这个问题更合理些。即:

        D=33.72 P         (1)

式中:P空是照射量,是单位质量(每Kg)空气的同符号带电粒子的电量总和,单位是库伦/千克(C/Kg);D空是空气的吸收剂量,是单位质量(Kg)空气吸收的射线能量,单位是戈瑞(焦耳/千克,J/Kg)。那么,我们的问题就转移到:射线电离空气,得到1库伦的电量,需要多少能量了。

空气的组成很复杂,大约75%的氮,23%的氧,1.3%的氩,还有二氧化碳等气体。研究表明:x和r射线每电离一个空气分子,即电离一个氧分子(O2)或氮分子(N2)或其它气体分子,生成一个电子--离子对,综合(统计)平均需要的电离能大约为33.72eV(电子伏特)33.72就是公式(1)的系数(它是个大约值)

具体推导过程如下:

1)一个电子电量e=1.602X10-19库伦,设1库伦(1C)电量有N个电子(即有N个电子---离子对)N=1C/(1.602X10-19 C)

2)已知生成一个电子(或产生一个离子对)需要的平均电离能ε大约为:33.72eV

1电子伏特(1eV)和焦耳(J)的关系是:1eV=1.602X10-19J

电离一个电子---离子对需要的能量ε=33.72eV=33.72X1.602X10-19J

(3)射线电离1Kg空气,使其达到1库伦电量需要的总电离能

Ek=εXN33.72x1.602X10-19JxN

=33.72x1.602X10-19J x1C/(1.602X10-19 C)

=33.72J

计算的结果是:射线照射1Kg空气,因电离得到1库伦电荷,空气吸收射线能量大约为33.72焦耳。

公式(1)所以成立,是因为从单位换算上有下列关系:

     1C/Kg33.72Gy33.72Sv           2         


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发表评论 评论 (2 个评论)

回复 强天鹏 2013-10-13 08:52
如此细节研究得如此透彻,不容易!
回复 梁金昆 2013-10-13 15:11
谢谢强先生鼓励!您的评论,让我不好意思;和您著书立说相比,我这点小打小闹,又算什么呢?

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