Kerma (fyzika)

Kerma  je součet počátečních kinetických energií všech nabitých částic uvolněných nenabitým ionizujícím zářením (jako jsou fotony nebo neutrony ) ve vzorku hmoty, dělený hmotností vzorku. Je určen koeficientem , kde E tr  je energie přenesená na nabité částice. Kerma se obecně liší od absorbované dávky . Při nízkých energiích primárního záření je kerma přibližně stejná jako absorbovaná dávka, zatímco při vysokých energiích je K mnohem vyšší než absorbovaná dávka, protože část energie je odváděna z absorbujícího objemu ve formě X- paprskové brzdné záření nebo rychlé elektrony.

Jednotka kermy, stejně jako absorbovaná dávka, je joule na kilogram nebo šedá , Gy ( anglicky  šedá , Gy); 1 Gy = 1 J/kg.

Slovo „kerma“ ( angl.  kerma ) je akronymem anglického „ kinetic e nergy r eleased in ma terial “ nebo „...in matter “ (kinetická energie uvolněná v hmotě), někdy „ kinetická energie r eleased per jednotka ma ss" (kinetická energie uvolněná na jednotku hmotnosti).

Energie fotonu se přenáší do hmoty dvoustupňovým procesem. Zpočátku se energie přenáší na sekundární nabité částice prostřednictvím různých fotonových interakcí (například fotoelektrický jev , Comptonův rozptyl , tvorba párů a fotonukleární excitace ). Poté tyto sekundární nabité částice přenášejí energii do média excitací atomových obalů a ionizací.

Pro fotony s nízkou energií ( E <10 MeV ) je kerma číselně přibližně stejná jako absorbovaná dávka; u fotonů s vyšší energií se však kerma a absorbovaná dávka začínají lišit. Jde o to, že vysokoenergetické sekundární elektrony mohou opustit absorbující objem a některé z nich mohou také ztratit část své energie brzdným zářením. Tato energie by byla započítána do kermy, ale ne do absorbované dávky. Pro nízké energie (rentgenová oblast) je tento rozdíl zpravidla nevýznamný. Rozdíl mezi kermou a absorbovanou dávkou je snadno pochopitelný, vezmeme-li v úvahu složky kermy.

Ve skutečnosti se kerma skládá ze dvou částí: kolizní kermy k col a radiační kermy k rad , tj. K = k col + k rad . Srážkovou kermu vytvářejí elektrony, které svou energii rozptýlí ionizací v důsledku interakce s atomovými elektrony. Radiační kermu vytvářejí fotony vznikající při interakci nabitých částic s atomovými jádry a také při anihilaci pozitronů za letu.

Často je zajímavá veličina k col , která se obvykle vyjadřuje jako

k col = K (1 − g ),

kde g  je průměrná část energie přenesené na elektrony, která se ztrácí brzdným zářením.

Přírůstek kermy za jednotku času se nazývá kerma power , měří se v Gy/s.

Viz také

Odkazy