电离室空腔的空气吸收剂量因子ND的计算方法

　　0　引言

　　70年代,各国在计算水中吸收剂量时大都采用ICRU(国际辐射和单位测量委员会)推荐的CE、Cλ因子,通过CE、Cλ因子把照射量转换成水中吸收剂量。80年代,AAPM(全美医学物理家学会)第21号技术报告(包括后来的第25号技术报告)在大量实验的基础上首次提出在用电离室测量吸收剂量时,电离室的尺寸、形状、结构和材料上的差异会对测量结果造成一定的影响。为了对这些影响进行修正,提出新的因子———Ngas,称作电离室的空腔气体校准因子。1987年IAEA(国际原子能机构)发表了第277号报告,1997年发表了该报告的第二版,在AAPM第21号报告的基础上对Ngas因子进行改进和补充,提出了ND因子即电离室空腔的空气吸收剂量因子,与Ngas因子相比,ND因子的物理意义更加明确,使得在Co-60γ-射线中测量吸收剂量的精确度提高到2·7%,成为国际上普遍认同、具有一定权威的国际规定。我国2001年新实施的“外照射治疗辐射源”国家计量检定规程中吸收剂量项目的检测就是采用了IAEA第277号报告的ND因子方法。

　　1　电离室空腔的空气吸收剂量因子ND

　　在医院的常规放射治疗中,吸收剂量的准确性占有重要的位置。要保证吸收剂量校准时的准确性,除了要求检测在标准条件下进行外,正确计算电离室空腔的空气吸收剂量因子ND也是必须的。电离室空腔的空气吸收剂量因子用下式表达:

　　其中,Nx—照射量校准因子,单位c/(kg·div);—空气中形成一对离子所消耗的平均能量,=33·97　J/c;Katt—电离室室壁及平衡帽对校准辐射射线(一般为Co-60γ-射线)的吸收,散射的修正;Km—电离室室壁及平衡帽的材料对校准辐射射线空气等效不足的修正。

　　Katt、Km是IAEA277号报告中提出的新的修正因子,它们的作用是考虑到电离室的壁及平衡帽在材料和形状上的差异对测量结果有所影响的修正。Katt、Km的值可以通过理论计算得到。Katt值通常要用Monte Carlo法计算,对于Farmer型电离室,如果室壁与平衡帽的总质量厚度在0·45~0·6g/cm2之间,Katt值大体在0·99±0·005的范围。各种类型的电离室的Katt值可在新规程的附录A的表A2中查找。km值的理论计算可以通过下式进行:

　　当电离室室壁材料与平衡帽材料一致时

　　其中,Sair,m—空气对介质的阻止本领比;(-uen/δ)m, air—介质对空气的平均质能吸收系数之比。

　　当电离室室壁材料与平衡帽材料不相同时

 （3）

　　其中,α—电离室室壁中产生的电子在电离室空腔中引起的电离份额;(1-α)—平衡帽中产生的电子在电离室空腔中引起的电离份额。

　　除了用理论计算的方法得到Katt、Km值外,还可以用实验的方法得到。实验最好在标准实验室进行,检测用设备包括Co-60γ-辐射源、标准剂量计、水模体等,把标准剂量计的电离室与被测电离室分别在标准条件下(SSD=100cm;照射野为10×10cm²;电离室到水面的距离为5cm)辐照相同的时间;测得两台剂量计的读数为M₁和M₂,则两个电离室测量的水中吸收剂量之比为: