(因為筆者在“遠東名博”的文章,難以在其它頁面顯示,故而在此重發)
答:K是單位質量的空氣帶電粒子的初始動能的總和,其實,它非常接近于空氣的吸收劑量D空。我認為:用統編教材《射線檢測》(2007版)第179頁公式(7-9a)來討論這個問題更合理些。即:
D空=33.72 P空 (1)
式中:P空是照射量,是單位質量空氣的同符號帶電粒子的電量總和,單位是庫倫/千克;D空是空氣的吸收劑量,是單位質量空氣吸收的射線能量,單位是戈瑞(焦耳/千克)。那么,我們的問題就轉移到:射線電離空氣,得到1庫倫的電量,需要多少能量了。
空氣的組成很復雜,大約75%的氮,23%的氧,1.3%的氬,還有二氧化碳等氣體。研究表明:射線每電離一個空氣分子,即電離一個氧分子(O2)或氮分子(N2)或其它氣體分子,生成一個離子對(即生成一個氧離子和一個電子,或生成一個氮離子和一個電子……),綜合平均需要的電離能大約為33.72eV(電子伏特)。33.72就是公式(1)的系數(它是個大約值)。
具體推導過程如下:
設常數b=1.602X10-19。
(1)一個電子電量e=b.庫倫,設1庫倫(1C)電量有n個電子(即有n個離子對),n=1C/(b.C)=1/b。
(2)已知生成一個電子(或產生一個離子對)需要的平均電離能ε大約為:33.72eV。
1電子伏特(1eV)和焦耳(J)的關系是:1eV=b.J
電離一個離子對需要的能量ε=33.72eV=33.72Xb.J
(3)射線電離空氣,達到1庫倫電量需要的總電離能
Ek=εXn≈33.72Xb.JX(1/b)=33.72J
計算的結果是:射線電離空氣得到1庫倫負電或正電(二者平衡),空氣吸收射線能量大約為33.72焦耳。