直接电离辐射

当一个电子从原子中逐出，这个原子就处于电离状态。氢是具有最小原子序数的元素，驱逐出K层电子所需能量最少(13.6e V的结合能)。能量低于13.6e V的辐射叫做非电离辐射，因为它不能逐出最容易移去的电子。能量高于13.6e V的辐射是电离辐射。如果电子没有被从原子中逐出而只是提升到了较高能级(外壳层)，这个过程叫做激发，称这个原子被激发了。带电荷的粒子，比如电子、质子和原子核是直接电离辐射，因为它们能通过带电粒子的相互作用把电子从原子中逐出去。中子和光子(X和γ-线)能使带电粒子运动，但是它们不直接产生有意义的电离，因为它们本身是不带电的。这种辐射叫做间接电离。

能量转换为电子时，超过其结合能的部分以被逐出电子的动能形式存在。一个被逐出的电子和剩下的带正电部分组成了一个离子对，缩写为IP。W量是一个平均能为33.85e V的量，是带电粒子在空气中产生一个离子对消耗的能量［1］。用来移去氮原子或氧原子(空气中最普遍的原子)中一个电子的平均能量远远低于33.85 e V。W量不仅包含电子的结合能，还包含被逐出的电子的平均动能，以及入射粒子激活原子、与原子核相互作用、增加邻近分子的振动速率而损耗的能量。一般来说，在空气中每产生一个离子对能激活2.2个原子。

比电离(SI)是在入射辐射单位路径长度中产生的原发和继发离子对的数目。α粒子在空气中的比电离在每米3×106～7×106个离子对范围内变动，氕核和氘核的比电离则稍微小些。线性能量传递(LET)是入射辐射单位路径长度平均损耗能量。LET是SI和W量的乘积。

LET=(SI)(W) (4-1)

例4-1 假设平均比电离是4×106离子对/米(IP/m)，计算α粒子在空气中的平均LET。

电离粒子在一种特定媒介中的行程是它们在被完全停止之前穿过的直线距离。对于带有能量E且趋向于走直线路径的重粒子，它在特定媒介里的行程可由平均LET估计:

例4-2 计算具有4-Me V能量、平均LET等于例4-1中计算结果的α粒子在空气中的行程。