量热计(第二章补充2).ppt

量热剂量学 量热计 量热法是测定D的最直接最基本的方法 量热计的响应原则上与辐射的品质无关 因此量热计常用作绝对测量装置 原理和分类 1 与量热计相关的概念 1 热损 在材料中消耗的辐射能与相应的热能之差 若 m是体积元质量 是电离辐射授与小体积元的平均能量 En是 m中以热能形式出现的能量 Es是热损 则 定义TDF为热损因子 thermaldefectfactor 讨论 当辐射引起的化学反应或晶格缺陷贮有能量 损失为正 TDF大于1 当辐射引起的化学反应或晶格缺陷放出能量 热损为负 TDF小于1 TDF跟辐照过程和材料有关 在设计量热计时 应选用热损小到可以忽略 或者能够以足够的精确测定的那些材料 2 吸收体 芯体 在量热计中测量D的介质元 2 量热计的类型及其工作原理量热计可分为如下几种类型 绝热型 动态型 稳定型 等温型 准绝热型 1 绝热型量热计 量热计芯体不与外界发生热交换 且不发生相变 若芯体材料的比热容量为C 则 通常外壳与芯体的材料相同 故据腔室理论有 2 动态型量热计 吸收体与外壳之间存在着误差 芯体与外界发生热交换 热交换的多少跟两者之间的温差和持续时间有关 即满足牛顿冷却定律 S为芯体表面积 3 稳态型量热计 保持外壳的温度恒定不变 也保持不变 则芯体温度 故有 达到某一值后不再变化 此时 4 等温型量热计 5 准绝热型量热计 二 温度测量 量热计测量和温度控制的关键环节 单位吸收剂量产生的温升很小 比如对于水为2 4 10 4kGy 1 所以测量装置要非常灵敏 1 热敏电阻测温 2 热电偶测温差 P138图5 3热电堆测温差 说明 为了不引起辐射场畸变和减少对量热计测量结果修正的不确定因素 量热计内引入的不同物质的质量一般小于吸收体质量的千分之几 为了尽快达到平衡 减少温度滞后 测量元件必须做得很小很细 热电偶直径可以小到0 05mm 主要原因是测温元件的原子组成与量热计吸收体的相差较大 3 其它测量方法温升能引起溶液电导的改变 大小可由灵敏电桥测量 温升使透明液体的折射率下降 用全息照相干涉仪测局部变化 三 量热计的校准 比较法 1 比较法给量热计输入可以精确测量的电能 将量热计的响应与受辐射照射时的响应进行比较 2 绝热型量热计的电校准 用热敏电阻测吸收体温度 若热敏电阻起始值为Rc 刻度结后阻值的变化为 Rc e 则 Rc e Rc为电校准时的响应 定义电校准时的刻度因子Nc 则 在有热损时 一般情况下 3 等温型量热计的电校准 要同时确定 Sk 需进行两次测量 由 得 四 基准的传递 量热计作为绝对测量装置处于剂量学测量仪器刻度链的顶点 1 参考介质中的刻度 若D 是量热计测得的参考材料中的吸收剂量 待刻度剂量计放在参考介质 并接受同样照射 其测得的吸收剂量为Di 若其响应为Ri 则其刻度因子Ni 为 2 待测介质中吸收剂量的测定 设剂量计的响应为Rim 则剂量计的吸收剂量是Dim 介质中的吸收剂量Dm为 上式显示 Dm与基准值D 联系起来了 这就是基准传递的过程