BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM
-----------------------------

VÕ THỊ ANH

NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐO LIỀU
BỨC XẠ GAMMA VÀ NƠTRON
DÙNG LIỀU KẾ MÀNG MỎNG NHUỘM MÀU

LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ

HÀ NỘI – 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM
-----------------------------

VÕ THỊ ANH

NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐO
LIỀU BỨC XẠ GAMMA VÀ NƠTRON
DÙNG LIỀU KẾ MÀNG MỎNG NHUỘM MÀU


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện đề tài “ Nghiên cứu và phát triển phương
pháp đo liều bức xạ gamma và nơtron dùng liều kế màng mỏng nhuộm màu”,
tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, tạo điều kiện của tập thể ban lãnh đạo,
các nhà khoa học, cán bộ Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân, Trung tâm
Chiếu Xạ Hà Nội, Viện Nghiên cứu Hạt nhân, Trung tâm Đào tạo Hạt nhân.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành về sự giúp đỡ đó.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Trịnh Văn Giáp, PGS. TS.
Trần Đại Nghiệp là những người thầy kính mến đã hết lòng giúp đỡ, dạy bảo,
động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập
và hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS. Lê Tuấn Tú, TS. Phạm Ngọc Sơn
và TS. Nguyễn Thành Công đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
thực hiện cũng như hoàn thiện luận án này.
Xin chân thành cảm ơn bố mẹ và người chồng yêu quý đã luôn ở bên
cạnh động viên và giúp đỡ tôi học tập làm việc và hoàn thành luận án.
Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả luận án

NCS. Võ Thị Anh

năm


MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan……………………………………………………………………


8

1.2 Tổng quan về các loại liều kế thông dụng…………………………….........

10

1.2.1 Phân loại liều kế…………………………………………………

10

1.2.2 Một số tiêu chí lựa chọn liều kế cho các dải đo………………………..

11

1.2.2.1 Các tiêu chí lựa chọn……………………………………………

11

1.2.2.2 Dải liều sử dụng đối với các liều kế……………………………

12

1.2.3 Đơn vị đo lường và định liều bức xạ…………………………………...

12

1.2.4 Một số loại liều kế đo liều cao………………………………………...

15


28

2.1.3 Oxy hóa bức xạ và sau bức xạ của polymer……………………………

28

2.1.4 Sự phá hủy của cấu trúc…………………………………………………

29

2.1.5 Sự biến đổi tính chất vật lý của polymer sau khi chiếu xạ……………...

33

i


2.1.5 Sự bảo vệ bức xạ và sự tăng nhạy bức xạ………………………………

33

2.2 Quá trình truyền năng lượng của bức xạ cho vật chất……………………

34

2.2.1 Hệ số truyền năng lượng tuyến tính…………………………………….

34


45

3.1 Nghiên cứu đo liều bức xạ gamma dùng liều kế màng mỏng PVA được
nhuộm màu……………………………………………………………………...

45

3.1.1 Nguồn chiếu xạ gamma 60Co……………………………………………

45

3.1.2 Chế tạo phim màng mỏng………………………………………………

47

3.1.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu và hóa chất……………………………………

47

3.1.2.2 Các bước gia công chế tạo……………………………………………

48

3.1.3 Sự biến đổi màu và phổ hấp thụ của các phim màng mỏng được nhuộm
các màu khác nhau ………………………………………………………………

51

3.1.4 Xác định đường đặc trưng liều của liều kế nhuộm màu PVA…………..


79


3.2.1 Nguồn nơtron nhiệt tại kênh số 2, Lò nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt…….

64

3.2.2 Chế tạo phim màng mỏng……………………………………………...

67

3.2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu và hoá chất…………………………………….

67

3.1.2.2 Các bước gia công chế tạo……………………………………………

67

3.2.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của các chất phụ gia lên giá trị mật độ quang
của phim sau khi chiếu xạ. ………………………………………..……………..

68

3. 2.4 Khảo sát trạng thái của phim sau khi chiếu…………………………….

69

3.2.5 Khảo sát sự ảnh hưởng của khối lượng axit boric lên chất lượng phim
trước và sau khi được chiếu trên nguồn nơtron nhiệt……………………………

Tiếng Anh

Tiếng Việt

PVA

Poly(vinyl alcohol)

Vật liệu Poly(vinyl alcohol)

TCA

Tri-chloro-acetamid

Chất màu Tri-chloro-acetamid

Tetra bromophenol phthalein

Chất màu Tetra bromophenol

ethyl ester

phthalein ethyl ester

ECB

Eetanol-clobenxen

Liều kế Eetanol-clobenxen


Liều kế Cellulose triacetate

EC

Electric conductivity

Độ dẫn điện

TBPE

Kerma

TLD

NCRP
DI

Thermally Luminescence

Liều kế nhiệt phát quang

Dosimeter
Nationnal Council on Radiation

Hội đồng Đo lường và an toàn

Protection and Measurement

quốc gia Mỹ



Giá trị hệ số được làm khớp theo mô hình truyền năng lượng

Bảng 3.2

Giá trị mật độ quang của phim trước và sau khi chiếu xạ
với %PVA khác nhau

Bảng 3.3

Khảo sát độ đồng đều của các phim trên mỗi loại phim có chứa chất
phụ giá khác nhau

Bảng 3.4

Xác định liều nơtron bằng phương pháp kích họat nơtron sử dụng lá dò
vàng và sử dụng hệ số chuyển đổi

Bảng 3.5

Kết quả làm khớp sự biến đổi mật độ quang của phim sau khi được
chiếu xạ và được lưu giữ trong phòng thí nghiệm

Bảng 3.6

Sự thăng giáng giá trị mật độ quang của phim PVA nhuộm màu
Methylene blue có chứa hàm lượng acid boric khác nhau

Bảng 3.7


Hình 2.1

Hai loại khâu mạch của polymer

Hình 2.2

Quá trình biến đổi của PVA khi bị chiếu xạ bởi nguồn phóng xạ
gamma

Hình 2.3

Minh hoạ khuyết tật lỗ trống đôi cation-anion (Schottky) và lỗ trống
cation (khuyết tật Frenkel) trong mạng tinh thể ion hai chiều

Hình 2.4

Dịch chuyển tầng

Hình 2.5

Cơ chế tạo khuyết tật dưới ngưỡng

Hình 2.6

Minh họa tâm màu

Hình 2.7

Tính lưỡng trị của hàm đặc trưng liều


Cấu trúc phân tử của chất chỉ thị màu crystal violet (a), methyl red
(b), methylene blue (c) và methyl orange (d)

vi


Hình 3.6

Phổ hấp thụ của phim MR/PVA được chiếu xạ khoảng liều khác nhau
ở dải bước sóng từ 400 nm đến 600 nm

Hình 3.7

Phổ hấp thụ của phim CV/PVA được chiếu xạ khoảng liều khác nhau
ở dải bước sóng từ 550 nm đến 650 nm

Hình 3.8

Mô tả đường đặc trương liều của phim mỏng PVA nhuộm các màu
khác nhau tại các bước sóng đỉnh hấp thụ đặc trưng

Hình 3.9

Sự thay đổi giá trị mật độ quang trên các phim nhuộm màu có
chứa %PVA khác nhau trước khi được chiếu xạ gamma tại bước sóng
668 nm

Hình 3.10 Sự thay đổi giá trị A/d trên các phim mỏng có %PVA khác nhau tại
bước sóng 668 nm
Hình 3.11 Giá trị mật độ quang trung bình của các loại phim trước và sau khi

Hình 3.25 Sự thay đổi giá trị mật độ quang của phim PVA nhuộm màu
Methylene blue có chứa khối lượng axit boric khác nhau tại bước
sóng 668 nm

viii


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Sự phát triển bền vững của Vật lý hạt nhân, Công nghệ hạt nhân, Công nghệ
bức xạ và các lĩnh vực ứng dụng liên quan trong nền kinh tế quốc dân như công
nghiệp, nông nghiệp, y tế, v.v… đều gắn liền với lĩnh vực liều lượng học. Lĩnh vực
này với sự phát triển đa dạng và tính ứng dụng cao nhằm kiểm tra chính xác sự
phân bố liều chiếu xạ trên vật phẩm được chiếu xạ. Kỹ thuật đo liều bức xạ nói
chung đều dựa trên quá trình đánh giá năng lượng hấp thụ mà bức xạ truyền trực
tiếp cho vật chất thông qua quá trình tăng nhiệt độ, hoặc đo năng lượng hấp thụ
thông qua các quá trình thứ cấp diễn ra trong vật chất như ion hoá, biến đổi cấu trúc,
các phản ứng hoá học, sinh học, sự biến màu của vật liệu, v.v…
Các loại liều kế màng mỏng nhuộm màu Poly(vinyl alcohol) (PVA) sử dụng
vật liệu hữu cơ là loại vật liệu tương đương mô, do đó chúng rất được ưa chuộng
dùng làm liều kế trong phép đo liều gamma, đặc biệt trong lĩnh vực công nghệ bức
xạ. Bằng cách đưa thêm các chất nhuộm màu và các chất phụ gia khác nhau vào các
phim mỏng PVA, chúng ta có thể tính toán được liều hấp thụ của phim dựa trên quá
trình biến đổi màu sắc trên phim. Loại liều kế màng mỏng PVA thường được dùng
làm liều kế thường quy trong ngành công nghệ bức xạ.
Bên cạnh đó, các loại liều kế màng mỏng cũng có thể dùng để đo liều nơtron
và các loại bức xạ khác. Tuy nhiên cơ chế tương tác của bức xạ nơtron với vật liệu
màng mỏng cũng như với màu thuốc nhuộm và chất phụ gia đưa vào phim rất phức
tạp. Chính vì vậy chúng ít được chú ý vì khó đánh giá được độ nhạy trong dải liều
nghiên cứu do chưa biết chính xác dạng hàm đặc trưng liều.

- Xác định các hàm đặc trưng liều cho các loại màng mỏng nhuộm màu;
- Lựa chọn loại liều kế có những đặc trưng làm việc tốt nhất.
Các thí nghiệm này đã được thực hiện tại Trung tâm Kỹ thuật Hạt nhân, Viện
Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân, Trung tâm Chiếu xạ Hà Nội, Viện Nghiên cứu Hạt
nhân, Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam.
5. Bố cục của luận án
Ngoài phần mở đầu, phần kết luận chung và tư liệu tham khảo, luận án được
chia thành 3 chương, bao gồm:
Chương I. Tổng quan nghiên cứu
Chương II. Phương pháp và thiết bị nghiên cứu
Chương III. Kết quả và thảo luận

2


6. Ý nghĩa khoa học và những đóng góp mới của luận án
Luận án đã nghiên cứu và chế tạo thành công liều kế màng mỏng PVA
nhuộm màu có khả năng kiểm soát liều bức xạ gamma trong khoảng liều rộng, có
độ nhạy bức xạ tối ưu nhất có thể. Bên cạnh đó, luận án là công trình đầu tiên
nghiên cứu tính chất của phim màng mỏng PVA khi chúng được chiếu trên chùm
nơtron nhiệt tại kênh số 2 của Lò nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt.
Từ kết quả nghiên cứu, luận án đã đăng tải được 06 công trình khoa học
đăng tải trên tạp chí trong nước và quốc tế, 01 công trình được trình bày trong hội
nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ XI.
7. Ý nghĩa thực tiễn của luận án
Kết quả nghiên cứu của luận án đã góp phần phát triển một loại liều kế màng
mỏng mới có khả năng kiểm soát liều bức xạ gamma trong khoảng liều rộng và liều
bức xạ nơtron với thông lượng lớn.

3

Đến những năm 1980, trong nghiên cứu của mình, nhóm tác giả Johnny W.
Hansen, Mikael Jensen và Robert Katz, đã tiến hành nghiên cứu về liều kế phim
nhuộm màu radiochromic hay trên liều kế Fricke [39, 56]. Các tác giả đã sử dụng lý

4


thuyết vết của Robert Katz [59] để so sánh đánh giá với giá trị thực nghiệm thu
nhận được trên liều kế phim nhuộm màu radiochromic hay trên liều kế Fricke. Bằng
việc sử dụng nguồn phát gamma

60

Co, electron, proton hay các ion oxygen ở liều

thấp, nhóm nghiên cứu đã đánh giá hàm đặc trưng trên từng đối tượng khác nhau.
Cũng từ chính kết quả thực nghiệm đã chỉ ra rằng lý thuyết vết của Robert Katz và
các cộng sự công bố năm 1972 không đúng hòan toàn trong mọi trường hợp bởi nó
chưa mô tả được hiệu ứng suất liều, hiệu ứng liều siêu cao và một số hiệu ứng khác.
Để có thể kiểm soát được liều bức xạ gamma, đã có nhiều nghiên cứu liên
quan đến các loại vật liều màng mỏng khác nhau như hệ thống liều kế phim mỏng
radiochromic của A. Miller cùng các cộng sự [17] hay liều kế dạng phim Cellulose
Diacetate [75] của William L. McLaughlin và các cộng sự cùng được công bố vào
năm 1988. Các nhóm tác giả trên đã nghiên cứu và chế tạo liều kế phim từ các vật
liệu khác nhau như PVB và cellulose diacetate dựa trên sự biến đổi màu sắc khi
được chiếu xạ gamma ở dải liều 104 Gy đến 2x106 Gy. Các nhà nghiên cứu đã tiến
hành khảo sát sự ảnh hưởng của suất liều, nhiệt độ, độ ẩm đến sự đổi màu của phim
trước và sau quá trình chiếu xạ. Tuy nhiên các nghiên cứu chỉ khảo sát trên khoảng
liều rất cao, chưa đưa ra được hàm đặc trưng liều trong phạm vi nghiên cứu và chỉ
mang tính chất nghiên cứu hiệu ứng.

liều kế bức xạ với khoảng liều lên đến 70 kGy. Trong khi đó phim có chứa chloral
hydrat chỉ ghi được hiệu ứng tốt nhất ở khoảng liều thấp hơn từ 5 kGy đến 30 kGy
[15]. Và phim có chứa methylen blue có hiệu ứng tốt ở khoảng liều 100 kGy đến
200 kGy. Đối với loại phim PVA nhuộm màu TBPE, nhóm nghiên cứu nhận quá
trình chuyển màu từ xanh nước biển sang màu xanh lá cây và xanh xám khi chiếu
trong khoảng liều từ 1 kGy đến 5 kGy phụ thuộc vào hàm lượng TCA có trong
phim. Ưu điểm của loại phim này là có độ bền cao sau khi được chiếu xã và dễ bảo
quản.

Hình 1.1: Sự biến đổi màu của phim PVA nhuộm Methylene blue (a) [63] và
Methyl orange (b) [64] trước và sau khi được chiếu xạ gamma.
Từ những thống kê trên, việc nghiên cứu các loại liều kế màng mỏng nhuộm
màu để xác định liều chiếu bức xạ gamma trên thế giới rất phát triển và còn tiếp tục
nghiên cứu khai thác đưa vào sử dụng trong nghành công nghệ bức xạ, y tế và cả

6


trong lò phản ứng. Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới dùng lại ở việc nghiên cứu
khảo sát các hiệu ứng của liều kế phim khi bị chiếu xạ gamma ở những dải liều
khác nhau, chưa tìm được hàm đặc trưng liều cho từng dải liều nghiên cứu.
Ngoài ra, việc nghiên cứu liều nơtron bằng một số liều màng mỏng lại ít
được quan tâm nghiên cứu trên thế giới. Sau nghiên cứu của nhóm tác giả người
Liên Xô Ya. I. Lavrentovich [77], hầu như không có nghiên cứu nào sử dụng kỹ
thuật màng mỏng PVA nhuộm màu để xác định liều của nơtron. Hầu hết các nghiên
cứu xác định liều bức xạ nơtron về sau đều sử dụng kỹ thuật detector vết. Có thể kể
một số kết quả nghiên cứu điển hình dưới đây như:
- Kiểm soát thông lượng của nơtron nhiệt thông qua phim mỏng có chứa Uranium
tự nhiên của G. Bigazzi và các cộng sự [29]. Dựa trên phản ứng phân hạch 235U(n,f),
để tạo ra các hạt alpha và các hạt này sẽ tạo ra vết trên bề mặt phim mỏng. Cùng với

năm nhỏ hơn 1 mSv/năm.
Hiện nay, để kiểm soát suất liều thấp đối với nơtron, các nghiên cứu tập
chung vào phát triển loại liều kế nhiệt phát quang có gắn thêm một số chíp đặc biệt
để ghi nơtron. Nguyên lý chung của liều kế nhiệt phát quang (TLD) có đồng thời
hai chíp 6LiF và 7LiF để xác định đồng thời liều nơtron và gamma. Trong đó 7Li có
trong liều kế đáp ứng được với bức xạ gamma, còn 6Li phù hợp cho cả gamma,
nơtron nhiệt và các vùng năng lượng cộng hưởng. Trong nghiên cứu này, nhóm tác
giả đặc biệt quan tâm tới việc xác định liều nơtron nhiệt và nơtron nhanh bằng liều
kế TLD trong việc kiểm soát liều cá nhân [17].
1.1.2 Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam
Ở Việt Nam, ngay từ những năm 1980, các nghiên cứu đầu tiên về công nghệ
bức xạ đã được tiến hành triển khai tại Lò nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt. Công việc
kiểm soát an toàn bức xạ ngay từ những thời điểm ban đầu đều được quan tâm chú
ý. Bên cạnh việc sử dụng các loại liều kế nhập ngoại thì những nghiên cứu đầu tiên
về kỹ thuật đo liều cho công nghệ bức xạ cũng được quan tâm nghiên cứu.
Những nghiên cứu đầu tiên về kỹ thuật đo liều cho ngành công nghệ bức xạ
được thực hiện tại Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân. Việc sử dụng phim màng
mỏng PVA có chứa thêm ferrous ammonium và axit sulphat trong kiểm soát liều
cao gamma đã được tiến hành nghiên cứu và đã có một số công bố đầu tiên năm
1997 trên tạp chí chuyên ngành [66, 72]. Trong công bố của mình, nhóm nghiên
cứu đã ghi nhận được sự thay đổi mật độ quang của phim khi chiếu trên nguồn
gamma ở khoảng liều từ 0,5 đến 80 kGy. Dựa trên vật liệu PVA nhuộm các màu
khác nhau như methyl đỏ [52] hay bromocresol [3], các nghiên cứu đã khảo sát sự
biến đổi màu sắc trên phim màng mỏng để từ đó đánh giá khả năng tương tác của
phim với bức xạ gamma.
Từ các nghiên cứu trên, các nhà khoa học cũng tại Viện Khoa học và Kỹ thuật
Hạt nhân đã tiếp tục nghiên cứu các hiệu ứng hoá lý trong tương tác của bức xạ

8


Trong luận án này đã tiến hành nghiên cứu và chế tạo được loại liều kế màng
mỏng PVA được nhuộm màu có khả năng đo được cả liều gamma và nơtron. Đồng

9


thời đã khảo sát được độ nhạy, dải liều và hàm đặc trưng của loại liều kế màng
mỏng này một cách cụ thể.
1.2 Tổng quan về các loại liều kế
Các thiết bị đo liều được sử dụng nhằm kiểm soát liều lượng được chiếu xạ
trong các quá trình chiếu xạ. Liều lượng là khởi đầu của mọi nghiên cứu phát triển
về công nghệ bức xạ, nó cần thiết để thiết lập quy trình và kiểm soát quá trình bảo
đảm an toàn và chất lượng của sản phẩm chiếu xạ. Kiểm soát liều lượng thông qua
các phương pháp đo liều cao là để đảm bảo rằng một quá trình xử lý chiếu xạ sẽ xảy
ra theo đúng các yêu cầu được định trước, hoặc đảm bảo rằng các kết quả thu được
trong một phòng thí nghiệm có thể được lặp lại ở bất kỳ một phỏng thí nghiệm khác
hoặc ở các thiết bị chiếu xạ thương mại [7, 14, 58].
1.2.1 Phân loại liều kế
Theo cách cấu tạo và thành phần chất cũng như nguyên lý họat động người ta
phân loại liều kế sơ cấp và thứ cấp [5, 8, 34]:
a) Liều kế sơ cấp cho phép xác định năng lượng hấp thụ thông qua các biến đổi vật
lý như sự gia tăng nhiệt độ trong nhiệt lượng kế, quá trình ion hoá của chất khí
trong các buồng ion hoá hoặc điện tích mà các chùm hạt mang điện có năng lượng
xác định mang theo trong các đầu dò bán dẫn.
b) Liều kế thứ cấp có thể xác định năng lượng hấp thụ thông qua các biến đổi hoá
học, chẳng hạn như sự đổi màu trong thủy tinh và chất dẻo, sự hấp thụ các bước
sóng ánh sáng đặc trưng trong các dung dịch hoá chất. Nhóm các hệ liều kế hoá học
được phân loại như sau [34]:
+ Hệ liều kế dạng dung dịch lỏng bao gồm hệ liều kế Fricke, hệ liều kế dung dịch
ceric-cerous sulphate, hệ liều kế dung dịch êtanôl clobenzen-liều kế ECB, hệ liều kế

1.2.2 Một số tiêu chí lựa chọn liều kế cho các dải đo
1.2.2.1 Các tiêu chí lựa chọn
Theo mục đích sử dụng, người ta thường dựa vào các tiêu chí sau đây để lựa
chọn các liều kế: Đo giá trị liều tương đối hay tuyệt đối, độ chính xác hay độ lặp lại
của các phép đo liều, đo liều tổng hay đo suất liều, đo trong khi chiếu online hay đo
sau khi chiếu offline, dải đo liều, loại bức xạ và năng lượng bức xạ, độ phân giải
không gian, thiết bị đo liều sử dụng, giá thành của liều kế, mật độ riêng của liều kế
và độ bền cơ học.

11


1.2.2.2 Dải liều sử dụng đối với các liều kế
Các đối tượng của quá trình xử lý bức xạ và công nghệ bức xạ được xếp vào dải
liều cao từ vài trăm gray tới hàng trăm kilogray. Bảng 1.1 dưới đây trình bày các dải
liều của công nghệ bức xạ ứng dụng trong các lĩnh vực đời sống khác nhau [32].
Bảng 1.1: Dải liều và phạm vi ứng dụng.
Liều, Gy
105107
102105
100101
10-210-1
10-410-2
10-5

Mức liều
Lĩnh vực áp dụng
Mức lò phản ứng hạt nhân Thử độ bền bức xạ của vật liệu
Tính bền vật liệu, tiệt trùng, bảo quản
Mức công nghệ bức xạ


dD
dt

(1.3)

Đơn vị của suất liều là Gy/s; 1 Gy/s = 1 J/s.kg = 1 W/kg.
c) Kerma và suất Kerma
Riêng đối với bức xạ không ion hoá trực tiếp, chẳng hạn như gamma, người ta
dùng thêm đại lượng Kerma. Kerma là tổng tất cả động năng ban đầu của các hạt
tích điện dEk được giải phóng bởi bức xạ trong một đơn vị khối lượng vật chất dm:

12


K=

dEk
dEk
=
dm dV

(1.4)

trong đó  là mật độ vật chất, dV là thể tích đơn vị.
Suất Kerma được coi là tốc độ giải phóng tổng động năng của hạt trong một đơn
vị thời gian dt và được xác định bằng công thức:
K =

dK

dQ
=
dm dV

(1.7)

Trong đó dQ là giá trị tuyệt đối tổng điện tích của tất cả các ion cùng dấu được tạo
ra trong một thể tích nguyên tố của không khí, khi tất cả các electron và positron
thứ cấp do các gamma tạo ra bị hãm hòan toàn trong thể tích không khí đó, và dm là
khối lượng của thể tích nguyên tố không khí đó.
Đơn vị liều chiếu trong hệ SI là C/kg. Đơn vị ngoài hệ SI thường dùng là
Roentgen (R). 1R = 2,58x10-4 C/kg. Đối với không khí trong điều kiện cân bằng
electron thì mối quan hệ giữa liều chiều và liều hấp thụ là 1 R = 0,877 Rad.

13