Để cú thể tớnh đến cỏc hiệu ứng của suất liều, cỏc hiệu ứng gõy bởi cỏc yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, hiệu ứng húa học, hiệu ứng liều siờu cao, ... cũng như vai trũ của nền phụng trong
một chất chiếu xạ, mụ hỡnh truyền năng lượng đó được nghiờn cứu và phỏt triển [8].
Khỏc với lý thuyết cấu trỳc vết, cỏc phần tử kớch hoạt được tạo ra dọc theo đường đi của hạt mang điện, mụ hỡnh truyền năng lượng coi năng lượng bức xạ được phõn bố đều trong thể tớch nghiờn cứu và được cỏc phần tử cấu thành hấp thụ. Hệ nghiờn cứu bao gồm cỏc phần tử nhạy bức xạ đồng nhất, chỳng cú thể là nguyờn tử, phõn tử hoặc một trạng thỏi tổ hợp nào đú. Trường bức xạ tỏc động lờn hệ nghiờn cứu bao gồm bức xạ sơ cấp và bức xạ thứ cấp. Năng lượng tớch luỹ trong vật liệu gõy bởi bức xạ thứ cấp, bao gồm electron, cỏc loại gốc tự do và bức xạ điện từ, tiếp tục gõy ra hiện tượng ion hoỏ, kớch thớch, tạo khuyết tật, tạo gốc tự do, gõy biến đổi hoỏ lý,…và tất cả chỳng đúng gúp vào hiệu ứng bức xạ tổng biểu hiện bằng cỏc phần tử kớch hoạt cú thể ghi nhận được bằng cỏch nào đú.
Ta hóy xem xột phương trỡnh mụ tả mối tương quan giữa mật độ của cỏc phần tử kớch hoạt, liều và suất liều. Cỏc phần tử kớch hoạt ở đõy được hiểu theo một nghĩa rộng như đó núi
ở trờn.
Khi một đơn vị khối lượng của mụi trường xem xột chứa C phần tử nhạy bức xạ, hấp thụ một liều là D với vận tốc khụng đổi D’ trong khoảng liều dD, thỡ sẽ cú n(D) cỏc phần tử kớch hoạt được tạo ra với xỏc suất xuất hiện trong một đơn vị thời gian là p và tương ứng với nú xỏc suất xuất hiện trong một đơn vị liều là p/D’. Như vậy sự gia tăng cỏc phần tử kớch hoạt
45 trong thực tế, số lượng cỏc phần tử kớch hoạt quan sỏt được thường nhỏ hơn giỏ trị này do chỳng bị mất mỏt trong quỏ trỡnh tỏi hợp hoặc khử kớch hoạt với cỏc phần tử kớch hoạt khỏc, do bức xạ cũng như do cỏc tỏc động khỏc như hoỏ học, nhiệt độ, độ ẩm của mụi trường v.v... Ngoài ra cú thể cú những quỏ trỡnh mất mỏt khỏc, cú thể loại trừ được (do rũ rỉ, do phản ứng hạt nhõn, ... ) để đơn giản hoỏ, ta khụng xột đến. Lượng cỏc hạt bị khử kớch hoạt được mụ tả bằng biểu thức (qr + qc + qt + qh +... ) n(D)/D’, trong đú: qr, qc, qt, qh, ... tương ứng là xỏc suất của một phần tử kớch hoạt trở thành khử kớch hoạt bởi tỏc động của bức xạ, hoỏ học, nhiệt
độ, độ ẩm v.v... và
q = qr + qc + qt + qh +... (4.4)
Cả hai xỏc suất p và q đều phụ thuộc vào bản chất của chất nghiờn cứu và loại bức xạ. Như vậy sự biến đổi của số cỏc phần tử kớch hoạt trong một đơn vị khối lượng đối với một đơn vị liều hấp thụ, được biểu diễn bằng phương trỡnh:
dn(D) p n(D)
[C n(D)] q
dD = D' − − D' (4.5)
trong đú p và q là cỏc giỏ trị dương cú thứ nguyờn là s-1. Nghiệm của phương trỡnh cú thể tỡm dưới dạng 0D 0D k k D' D' s 0 n(D) n [1 e= − − ] n e+ − (4.6) trong đú cỏc hệ số ns = pC (p q)− = n(∞) (4.7) n0 = n(0) (52) n0 = n(0) (4.8) k0 = p – q (4.9a)
trường hợp xỏc suất p và q là cỏc đại lượng phụ thuộc ta cú:
k0 = p.q (4.9b)
Hệ số n0 được coi là nền phụng, vỡ nú là số cỏc phần tử bị “kớch hoạt” khi vật chất chưa bị chiếu xạ (D=0). Tuy nhiờn, như ta thấy trong cụng thức (4.6), n0 tham gia vào quỏ trỡnh chiếu xạ.
Biểu thức (4.6) chớnh là hàm đặc trưng liều của một liều lượng kế làm từ vật liệu nghiờn cứu, trong đú cú tớnh đến sự phụ thuộc vào suất liều, cỏc hiệu ứng ảnh hưởng đến hàm đặc trưng, cũng như vai trũ của nền phụng trong quỏ trỡnh chiếu xạ. Nú được coi là hàm đặc trưng liều của một liều kế bất kỳ hoặc một loại vật liệu bất kỳ khi bị chiếu xạ.