Dạng hàm mũ bóo hồ của lý thuyết cấu trỳc vết
Như đó núi ở trờn, trong cụng thức (4.6), n0 được coi là lượng cỏc phần tử “kớch hoạt” ở liều lượng trước khi chiếu xạ, hay núi cỏch khỏc, nú là hàm đặc trưng liều ở liều bằng khụng (D = 0). Giả sử rằng n0 = 0, khi đú biểu thức (4.6) cú thể viết:
46 0D k D' s n(D) n [1 e= − − ] (4.10) Giả sử D = D’/k0, khi đú n(0) = ns(1-e-1) = ns(1-0. 37) = 0.63 ns (4.11)
Điều này cú nghĩa rằng D’/k0 = D37. Giả sử khụng tớnh đến quỏ trỡnh khử kớch hoạt, khi đú ns = C 37 D D s n(D) p 1 e n − = = − (4.12)
Đõy là dạng hàm đặc trưng liều của lý thuyết cấu trỳc vết - dạng hàm mũ bóo hồ.
Dạng hàm mũ suy giảm
Trong quỏ trỡnh chiếu xạ cú nhiều trường hợp người ta chủ yếu xột tới quỏ trỡnh tiờu huỷ cỏc “phần tử bức xạ”, chẳng hạn quỏ trỡnh khử trựng, quỏ trỡnh mất màu của một số chất hoặc liều kế do bức xạ v.v... Khi đú ta coi ns << n0, do đú từ (4.6) cú thể viết
0D k D' 0 n(D) n e= − (4.13) trong đú k0 = q - p và q > p
Hàm đặc trưng liều cú dạng hàm mũ suy giảm
Dạng hàm tuyến tớnh
Với cỏc giỏ trị k0 tương đối nhỏ hoặc ở dải liều thấp, biểu thức (4.6) cú thể phõn tớch
thành chuỗi và viết dưới dạng
0 0 s 0 k D n(D) n [n n ] D' = + − (4.14)
Đõy là dạng hàm tuyến tớnh thường gặp trong rất nhiều dạng liều kế TLD, Fricke, Feric
Ferous, ... Dạng đa thức: 2 2 2 0 s 0 0 s 0 0 2 D D n(D) n [n n ]k [n n ] k ... 1!D' 2!D' = + − + − + (4.15)
Dạng hàm đặc trưng này dựng để mụ tả đường đặc trưng liều của liều kế PMMA và một số loại liều kế khỏc.
Hiệu ứng liều siờu cao
Khi chiếu xạ ở liều cao hàm đặc trưng liều đạt tới giỏ trị bóo hồ, nếu ta tiếp tục chiếu ở liều cao hơn nữa hàm đặc trưng liều suy giảm. Bằng mụ hỡnh truyền năng lượng cú thể giải thớch như sau.
Ở giai đoạn I, do n0 << ns, sau khi liều tăng tới mức bóo hồ, tất cả cỏc phần tử nhạy bức
xạ trở thành kớch hoạt, hàm đặc trưng liều mụ tả bằng dạng hàm mũ bóo hồ:
0D k
D' s
47
Ở giai đoạn II, nếu tiếp tục cung cấp năng lượng, quỏ trỡnh huỷ kớch hoạt sẽ chiếm ưu thế,
hàm đặc trưng của liều giảm thậm chớ tới giỏ trị xấp xỉ bằng khụng theo quy luật hàm mũ suy giảm 0 D k D' s n(D) n e= − (4.17)
Hiện tượng này được nghiờn cứu với alanine tới liều 2 triệu Gy đối với bức xạ gamma và electron nhanh.
Hiệu ứng suất liều
Hiệu ứng suất liều cú thể xuất hiện ở một số loại liều lượng kế. Thực nghiệm cho thấy ở cựng một dạng vật liệu nhưng hiệu ứng cú thể thể hiện ở những mức độ khỏc nhau đối với bức xạ khỏc nhau và năng lượng khỏc nhau. Chẳng hạn đối với nhũ tương sử dụng phim Agfa hiệu ứng suất liều (Hỡnh 4.1) yếu hơn so với nhũ tương dựng trong phim Dupont (Hỡnh 42) [14, 20]. 0.1 1 10 100 1000 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 M ậ t độ q u a n g , đv tđ Liều hấp thụ, mGy Hỡnh 4.1
Hiệu ứng suất liều của phim Agfa đối với tia gamma 661 keV
được mụ tả bằng mụ hỡnh truyền năng lượng:1) Đường đậm:
D’ = 170.088 mGyh-1; 2) Đường gạch nối: D’ = 42.7 mGyh-
48
Hỡnh 4.2
Hiệu ứng suất liều của phim Dupont đối với tia X 50 KeV
Tớnh lưỡng trị trong hàm đặc trưng liều
Tớnh lưỡng trị của đường đặc trưng liều trong xử lý bức xạ cũng tương tự như trong phộp phõn tớch sự cố bức xạ [14]. Tớnh lưỡng trị trong hàm đặc trưng liều thường xảy ra ở mức liều cao hoặc rất cao. Trong trường hợp này, hàm đặc trưng liều được chia làm 2 nhỏnh: nhỏnh liều thấp tương ứng với hàm mũ bóo hồ trong thành phần thứ nhất, trong khi nhỏnh liều cao tương ứng với hàm mũ suy giảm trong thành phần thứ hai của cụng thức (4.6). Một giỏ trị n(D) của hàm đặc trưng tương ứng với 2 giỏ trị liều: DS (liều thấp) và DL (liều cao) như biểu diễn trờn Hỡnh 4.3. Việc xỏc định chớnh xỏc liều hấp thụ thực tế rất quan trọng trong phộp phõn tớch giỏ trị liều xử lý. Để xỏc định liều thực chiếu trong trường hợp này, cần cú cỏc phộp chiếu liều bổ sung ΔD. Khi đú tổng liều Dsum được xỏc định như sau:
Dsum = Di + ΔD hay ΔD = Dsum - Di (4.18)
trong đú Di là liều xử lý.
Khi Δn > 0 liều xử lý thuộc nhỏnh liều thấp, D = DS Khi Δn < 0 liều xử lý thuộc nhỏnh liều cao, D = DL
Hỡnh 4.3
Tớnh lưỡng trị của hàm đặc trưng liều
Tớnh lưỡng trị của hàm đặc trưng liều cú thể quan sỏt thấy trong alanine, thuỷ tinh và một số vật liệu khỏc.
49
Chương 5
Tương tỏc của bức xạ với chất rắn, chất lỏng và cỏc quỏ trỡnh bức xạ nhiều pha