GOOD放射衛(wèi)生學(xué)重點(diǎn)_緒論_核醫(yī)學(xué)與放射防護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)

1、The School of Public Health, Southeast University Tang, Meng 東南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院 唐萌mob.)o ) Stockholm, Sweden 6-10 October 2003 Organized by the IAEA In co-operation with UNSCEAR, the EC and the IUR Hosted by the Government of Sweden through the Swedish Radiation Protection Authori

2、ty Mailing address & information under: /worldatom/Meetings/2003 Organized by the IAEA In co-operation with UNSCEAR, the EC and the IUR Hosted by the Government of Austria through the Austrian Radiation Protection Authority Vienna, Austria 6-7 May 2004 Mailing address & information

3、 under: /worldatom/Meetings/2004 緒論 核醫(yī)學(xué)與放射防護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí)核醫(yī)學(xué)與放射防護(hù)的基礎(chǔ)知識(shí) 核醫(yī)學(xué)的發(fā)展史（核醫(yī)學(xué)的發(fā)展史（1） 1934年年 Enrico Fermi發(fā)明核反應(yīng)堆，生產(chǎn)第一發(fā)明核反應(yīng)堆，生產(chǎn)第一 個(gè)碘的放射性同位素。個(gè)碘的放射性同位素。 1936年年 John Lawrence 首先用首先用32P治療白血病，治療白血病， 這是人工放射性同位素治療疾病的開始。這是人工放射性同位素治療疾病的開始。 1937年年Herz首先在兔進(jìn)行碘首先在兔進(jìn)行碘128I半衰期（半半衰期（半 衰期衰期T1/2 25分）的甲狀腺試

4、驗(yàn)，以后被分）的甲狀腺試驗(yàn)，以后被131I （8.4天）替代。天）替代。 1942年年Joseph Hamilton首先應(yīng)用首先應(yīng)用131I測(cè)定甲狀測(cè)定甲狀 腺功能和治療甲狀腺功能亢進(jìn)癥腺功能和治療甲狀腺功能亢進(jìn)癥 1943年至年至1946年用年用131I治療甲狀腺癌轉(zhuǎn)移治療甲狀腺癌轉(zhuǎn)移 核醫(yī)學(xué)發(fā)展史（核醫(yī)學(xué)發(fā)展史（2） 1946年年7月月14日，美國(guó)宣布放射性同位素可以進(jìn)行日，美國(guó)宣布放射性同位素可以進(jìn)行 臨床應(yīng)用，開創(chuàng)了核醫(yī)學(xué)的新紀(jì)元臨床應(yīng)用，開創(chuàng)了核醫(yī)學(xué)的新紀(jì)元 1951年年Benedict Cassen 發(fā)明線性掃描機(jī)發(fā)明線性掃描機(jī) 1958年年Hal O.Anger發(fā)明發(fā)明Anger

5、照相機(jī)照相機(jī) 1959年年Solomon A.Berson 和和Rosalyn S. Yalow發(fā)發(fā) 明放射免疫分析等對(duì)影像核醫(yī)學(xué)和體外測(cè)定的發(fā)明放射免疫分析等對(duì)影像核醫(yī)學(xué)和體外測(cè)定的發(fā) 展都起到了很大的推動(dòng)作用展都起到了很大的推動(dòng)作用 50年代，鉬年代，鉬99Mo-锝锝99mTc (99Mo-99mTc)發(fā)生發(fā)生 器的出現(xiàn)器的出現(xiàn) 70年代單光子斷層儀的應(yīng)用和年代單光子斷層儀的應(yīng)用和80年代后期正電子年代后期正電子 斷層儀進(jìn)入臨床應(yīng)用，使影像核醫(yī)學(xué)在臨床醫(yī)學(xué)斷層儀進(jìn)入臨床應(yīng)用，使影像核醫(yī)學(xué)在臨床醫(yī)學(xué) 中的地位有了顯著提高中的地位有了顯著提高 原子核原子核 一、核的組成一、核的組成 二、原子核

6、的能級(jí)二、原子核的能級(jí) 分子和原子的概念分子和原子的概念 分子：分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小分子：分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小 粒子。粒子。 原子：原子是化學(xué)變化中的最小粒子。原子：原子是化學(xué)變化中的最小粒子。 原子與分子的主要區(qū)別在于分子在化學(xué)原子與分子的主要區(qū)別在于分子在化學(xué) 反應(yīng)里可反應(yīng)里可“分分”，原子在化學(xué)反應(yīng)里不，原子在化學(xué)反應(yīng)里不 可可“分分”。 原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 原子核（質(zhì)子原子核（質(zhì)子+ +中子）中子） 原子原子 （帶正電）（不帶電）（帶正電）（不帶電） 核外電子（帶負(fù)電）核外電子（帶負(fù)電） 關(guān)于原子要注意的幾個(gè)問(wèn)題關(guān)于原子要注意的幾

7、個(gè)問(wèn)題 （1 1）原子核所帶電量和核外電子的電量）原子核所帶電量和核外電子的電量 相等，但電性相反，因此整個(gè)原子不顯相等，但電性相反，因此整個(gè)原子不顯 電性。故核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)核外電子電性。故核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)核外電子 數(shù)。數(shù)。 （2 2）電子的質(zhì)量很小，只相當(dāng)于質(zhì)子或）電子的質(zhì)量很小，只相當(dāng)于質(zhì)子或 中子質(zhì)量的中子質(zhì)量的1/18361/1836，所以原子的質(zhì)量主，所以原子的質(zhì)量主 要集中在原子核上，故相對(duì)原子質(zhì)量要集中在原子核上，故相對(duì)原子質(zhì)量 質(zhì)子數(shù)中子數(shù)。質(zhì)子數(shù)中子數(shù)。 一、核的組成一、核的組成 原子核原子核(atomic nucleus)：由兩種質(zhì)：由兩種質(zhì) 量幾乎相等的基本粒子質(zhì)子量幾乎相

8、等的基本粒子質(zhì)子() 和中子和中子()組成組成,質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為 核子。核子。 原子核的結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系原子核的結(jié)構(gòu)及相互關(guān)系 二、原子核的能級(jí) 一般情況下一般情況下 最低能量狀態(tài)最低能量狀態(tài)（穩(wěn)態(tài)）（穩(wěn)態(tài)） 放射性核素衰變放射性核素衰變 高能量狀態(tài)（激發(fā)態(tài)）高能量狀態(tài)（激發(fā)態(tài)） 或高能粒子轟擊或高能粒子轟擊 第一節(jié) 核物理基本知識(shí) 一、元素、核素、同位素和同質(zhì)異能素 二、放射性核素與核衰變 三、放射性衰變規(guī)律 四、電離輻射與物質(zhì)的相互作用 （一）元素(Element) 元素元素：凡質(zhì)子數(shù)相同的原子稱為一種元素，：凡質(zhì)子數(shù)相同的原子稱為一種元素， 它們的它們的原子序數(shù)原子序數(shù)相同

9、，因此具有相同的化相同，因此具有相同的化 學(xué)特性，是組成不同物質(zhì)的基本單位。但學(xué)特性，是組成不同物質(zhì)的基本單位。但 其原子核中的中子數(shù)可以不同，因而物理其原子核中的中子數(shù)可以不同，因而物理 特性可有某些差異。特性可有某些差異。 目前，人們已發(fā)現(xiàn)的元素有目前，人們已發(fā)現(xiàn)的元素有109種，其中種，其中 原子序數(shù)為原子序數(shù)為61，95109為人造元素。為人造元素。 （二）核素(Nuclide) 核素：核素：不僅質(zhì)子數(shù)相同，而且中子數(shù)也相同，不僅質(zhì)子數(shù)相同，而且中子數(shù)也相同， 因而質(zhì)量數(shù)相同，并處于同一能量狀態(tài)的原因而質(zhì)量數(shù)相同，并處于同一能量狀態(tài)的原 子，稱為一種核素。子，稱為一種核素。 每種元素可

10、以包括若干種核素，目前已知的每種元素可以包括若干種核素，目前已知的 核素有核素有2300多種多種,分別屬于分別屬于100多種元素。多種元素。 核數(shù)的表示方法如下：核數(shù)的表示方法如下： X是是元素符號(hào)元素符號(hào),Z表示質(zhì)子數(shù)目（即原子序表示質(zhì)子數(shù)目（即原子序 數(shù)）數(shù)）,A表示核子數(shù)。表示核子數(shù)。 上右圖某些核素左上角質(zhì)量數(shù)之后加上右圖某些核素左上角質(zhì)量數(shù)之后加m， 表示該核素處于激發(fā)態(tài)，如表示該核素處于激發(fā)態(tài)，如99mTc X A Z X Am Z （三）同位素(Isotope) 同位素：同位素：凡屬于同一種元素的不同核素，凡屬于同一種元素的不同核素， 它們?cè)谠刂芷诒碇刑幱谙嗤奈恢?，質(zhì)它們?cè)谠?/p>

11、素周期表中處于相同的位置，質(zhì) 子數(shù)相同而中子數(shù)不同，稱為元素的同位子數(shù)相同而中子數(shù)不同，稱為元素的同位 素。素。 （四）同質(zhì)異能素(Isomer) 同質(zhì)異能素：核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)都相同質(zhì)異能素：核內(nèi)中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)都相 同但核所處能態(tài)不同的核素互為同質(zhì)異同但核所處能態(tài)不同的核素互為同質(zhì)異 能素。能素。 同質(zhì)異能武器 同質(zhì)異能武器- -第三代、 第三代、 第四代武器第四代武器- -“伽瑪彈 伽瑪彈” 元素、核素、同位素和同質(zhì)異能素的異同點(diǎn)元素、核素、同位素和同質(zhì)異能素的異同點(diǎn) 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù) 原子序數(shù) 能態(tài) 原子 元素 相同 相同 是 核素 相同 相同 相同 同一 是 同位素 相同 不同 相同 是

12、 同質(zhì)異能素 相同 相同 相同 不同 是 二、放射性核素與核衰變 （一）穩(wěn)定性核素和放射性核素 （二）核衰變公式和衰變圖 三、放射性衰變規(guī)律 （一）幾個(gè)概念 （二）放射性活度單位和與質(zhì)量的關(guān)系 衰變常數(shù)衰變常數(shù)() 放射性核素在單位時(shí)間內(nèi)衰變的原放射性核素在單位時(shí)間內(nèi)衰變的原 子核數(shù)與當(dāng)時(shí)存有的原子核總數(shù)成正比子核數(shù)與當(dāng)時(shí)存有的原子核總數(shù)成正比, 每一種放射核素都有自己固定的單位時(shí)每一種放射核素都有自己固定的單位時(shí) 間內(nèi)衰變百分?jǐn)?shù)間內(nèi)衰變百分?jǐn)?shù),這個(gè)百分?jǐn)?shù)叫做衰變常這個(gè)百分?jǐn)?shù)叫做衰變常 數(shù)數(shù)(),是放射性核素的重要物理特征參是放射性核素的重要物理特征參 數(shù)。數(shù)。 放射性活度（放射性活度（I）

13、單位時(shí)間內(nèi)原子核衰變的數(shù)量。單位時(shí)間內(nèi)原子核衰變的數(shù)量。 物理半衰期（物理半衰期（T1/2） 放射性活度隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律減少，放射性活度隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律減少， 其減少至一半所需要的時(shí)間稱作物理半其減少至一半所需要的時(shí)間稱作物理半 衰期。衰期。 生物半排期（生物半排期（Tb） 指生物體內(nèi)的放射性核素經(jīng)由各種指生物體內(nèi)的放射性核素經(jīng)由各種 途徑（生物代謝）從體內(nèi)排出一半所需途徑（生物代謝）從體內(nèi)排出一半所需 要的時(shí)間。要的時(shí)間。 有效半減期（有效半減期（Te）： 指生物體內(nèi)的放射性核素由于從體指生物體內(nèi)的放射性核素由于從體 內(nèi)排出（生物代謝）和物理衰變（放射內(nèi)排出（生物代謝）和物理衰變（放射 性衰

14、變）兩個(gè)因素作用性衰變）兩個(gè)因素作用,減少至原有放射減少至原有放射 性活度的一半所需要的時(shí)間。性活度的一半所需要的時(shí)間。 放射性活度放射性活度 放射性活度放射性活度(簡(jiǎn)稱活度簡(jiǎn)稱活度)過(guò)去慣稱放射性強(qiáng)度。過(guò)去慣稱放射性強(qiáng)度。 現(xiàn)用國(guó)際制單位的專門名稱是貝可（現(xiàn)用國(guó)際制單位的專門名稱是貝可（Bq），）， 定義為每秒一次衰變。定義為每秒一次衰變。 為了更好地表示各種物質(zhì)中的放射性核為了更好地表示各種物質(zhì)中的放射性核 素含量素含量,通常還采用比活性及放射性濃度這二通常還采用比活性及放射性濃度這二 個(gè)參數(shù)。個(gè)參數(shù)。 比活性比活性：指單位質(zhì)量物質(zhì)的放射性活度：指單位質(zhì)量物質(zhì)的放射性活度,單位是單位是 q

15、/g。 放射性濃度：放射性濃度：為單位體積溶液內(nèi)所含的放射性活為單位體積溶液內(nèi)所含的放射性活 度度,單位是單位是/l，亦有用單位摩爾物質(zhì)的放，亦有用單位摩爾物質(zhì)的放 射性活度來(lái)描述比活性的射性活度來(lái)描述比活性的,單位是單位是/mol。 貝可與居里之間的關(guān)系貝可與居里之間的關(guān)系 符號(hào) 每秒衰變 （次） 使用 大小 常用單位 換算關(guān)系 貝可 Bq 1 現(xiàn)在 小 千貝可 （kBq） 、 百萬(wàn)貝可 （MBq） 1mCi=37Mbq 1Ci=37kBq 居里 Ci 3.71010 過(guò)去 大 毫居里（mCi） 、微居里 （Ci） 千進(jìn)位 1kBq=103Bq 四、電離輻射與物質(zhì)的相互作用 （一）帶電粒子與

16、物質(zhì)的相互作用 （二）X、光子與物質(zhì)的相互作用 （三）中子與物質(zhì)的相互作用 （一）帶電粒子與物質(zhì)的相互作用 1電離作用電離作用 2激發(fā)作用激發(fā)作用 3散射作用散射作用 4 4韌致輻射韌致輻射 5 5湮沒(méi)輻射湮沒(méi)輻射 6 6吸收作用吸收作用 7 7、帶電粒子的射程、帶電粒子的射程 電離作用電離作用 是指射線使物質(zhì)中的原子失去軌道是指射線使物質(zhì)中的原子失去軌道 電子而形成正負(fù)離子對(duì)電子而形成正負(fù)離子對(duì),它是某些放射性它是某些放射性 探測(cè)器測(cè)量射線的物理基礎(chǔ)探測(cè)器測(cè)量射線的物理基礎(chǔ),又是射線引又是射線引 起物理、化學(xué)變化及生物學(xué)效應(yīng)的主要起物理、化學(xué)變化及生物學(xué)效應(yīng)的主要 機(jī)制。機(jī)制。 激發(fā)作用激發(fā)

17、作用 指射線使某些原子的軌道電子從低指射線使某些原子的軌道電子從低 能級(jí)躍遷至高能級(jí)。當(dāng)該電子退激時(shí)能級(jí)躍遷至高能級(jí)。當(dāng)該電子退激時(shí),能能 量以光子或熱能形式釋出。量以光子或熱能形式釋出。 激發(fā)作用也是一些放射性探測(cè)器工激發(fā)作用也是一些放射性探測(cè)器工 作的物理基礎(chǔ)作的物理基礎(chǔ),是射線引起物理、化學(xué)變是射線引起物理、化學(xué)變 化和生物學(xué)效應(yīng)的機(jī)制之一?；蜕飳W(xué)效應(yīng)的機(jī)制之一。 散射作用散射作用 指帶電粒子受到物質(zhì)原子核庫(kù)侖電指帶電粒子受到物質(zhì)原子核庫(kù)侖電 場(chǎng)作用而發(fā)生方向偏折。散射作用對(duì)測(cè)場(chǎng)作用而發(fā)生方向偏折。散射作用對(duì)測(cè) 量及防護(hù)都有一定影響。量及防護(hù)都有一定影響。 - - 粒子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于粒

18、子，它引起粒子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于粒子，它引起 物質(zhì)電離和激發(fā)的同時(shí)，本身有明顯的物質(zhì)電離和激發(fā)的同時(shí)，本身有明顯的 散射。散射。 韌致輻射韌致輻射 - -粒子在介質(zhì)中受到阻滯而急劇減粒子在介質(zhì)中受到阻滯而急劇減 速時(shí)能將部分能量轉(zhuǎn)化為電磁輻射速時(shí)能將部分能量轉(zhuǎn)化為電磁輻射,即即 射線。射線。 在防護(hù)上值得注意在防護(hù)上值得注意,即即- -粒子的吸收粒子的吸收 體和屏蔽物應(yīng)采用低密度材料體和屏蔽物應(yīng)采用低密度材料,如有機(jī)玻如有機(jī)玻 璃、鋁等。璃、鋁等。 湮沒(méi)輻射湮沒(méi)輻射 當(dāng)當(dāng)+ +粒子與物質(zhì)作用粒子與物質(zhì)作用,能量耗盡時(shí)和能量耗盡時(shí)和 物質(zhì)中的自由電子物質(zhì)中的自由電子(e-)結(jié)合結(jié)合,正負(fù)電荷抵消正負(fù)電

19、荷抵消, 兩個(gè)電子的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為兩個(gè)方閩相兩個(gè)電子的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為兩個(gè)方閩相 反、能量各為反、能量各為0.511eV的的光子而自身光子而自身 消失消失,這叫做湮沒(méi)輻射或光化輻射。這叫做湮沒(méi)輻射或光化輻射。 吸收作用吸收作用 射線使物質(zhì)的原子發(fā)生電離和激發(fā)射線使物質(zhì)的原子發(fā)生電離和激發(fā) 的過(guò)程使射線的能量逐漸消耗的過(guò)程使射線的能量逐漸消耗,當(dāng)能量全當(dāng)能量全 部耗盡部耗盡,該射線則不再存在該射線則不再存在,稱作被吸收。稱作被吸收。 帶電粒子的射程帶電粒子的射程 帶電粒子在物質(zhì)中沿著最初入射方帶電粒子在物質(zhì)中沿著最初入射方 向所能穿行的最大直線距離稱為帶電粒向所能穿行的最大直線距離稱為帶電粒 子的

20、射程。子的射程。 （二）X、光子與物質(zhì)的相互作用 光子引起初級(jí)電離的機(jī)制主要有以下三種：光子引起初級(jí)電離的機(jī)制主要有以下三種： 1光電效應(yīng)光電效應(yīng) 2康普頓效應(yīng)康普頓效應(yīng) 3電子對(duì)生成效應(yīng)電子對(duì)生成效應(yīng) 光電效應(yīng)光電效應(yīng) 光子與物質(zhì)原子相撞時(shí)光子與物質(zhì)原子相撞時(shí),其能量全部其能量全部 交給原子的一個(gè)軌道電子交給原子的一個(gè)軌道電子(主要是內(nèi)層主要是內(nèi)層)使使 之脫離原子而釋放出來(lái)之脫離原子而釋放出來(lái),此電子稱作光電此電子稱作光電 子子,這種現(xiàn)象稱作光電效應(yīng)這種現(xiàn)象稱作光電效應(yīng),光子在此過(guò)光子在此過(guò) 程中消失。程中消失。 康普頓效應(yīng)康普頓效應(yīng) 入射入射光子僅將一部分能量傳遞給光子僅將一部分能量傳遞

21、給 核外電子使之釋出而本身則發(fā)生散射核外電子使之釋出而本身則發(fā)生散射,這這 種現(xiàn)象稱作康普頓效應(yīng)種現(xiàn)象稱作康普頓效應(yīng),釋放出的電子稱釋放出的電子稱 作康普頓電子作康普頓電子,入射入射光子經(jīng)散射后稱為光子經(jīng)散射后稱為 康普頓散射光子。康普頓散射光子。 電子對(duì)生成效應(yīng)電子對(duì)生成效應(yīng) 當(dāng)當(dāng)光子能量光子能量1.02時(shí)時(shí),其中其中 1.02的能量在物質(zhì)原子核電場(chǎng)作用的能量在物質(zhì)原子核電場(chǎng)作用 下轉(zhuǎn)化為一對(duì)正負(fù)電子下轉(zhuǎn)化為一對(duì)正負(fù)電子,是為電子對(duì)生成。是為電子對(duì)生成。 余下的能量變成電子對(duì)的動(dòng)能。余下的能量變成電子對(duì)的動(dòng)能。 （三）中子與物質(zhì)的相互作用 中子不帶電荷中子不帶電荷,不能直接引起電離不能直接引

22、起電離,但中但中 子可以與物質(zhì)原子核碰撞子可以與物質(zhì)原子核碰撞,使原子核受到反沖使原子核受到反沖 而運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng),這種反沖核可引起物質(zhì)的電離作用這種反沖核可引起物質(zhì)的電離作用 （彈性散射）。中子也可能直接進(jìn)入物質(zhì)原（彈性散射）。中子也可能直接進(jìn)入物質(zhì)原 子核而使之發(fā)生反應(yīng)（核反應(yīng)）。子核而使之發(fā)生反應(yīng)（核反應(yīng)）。 第二節(jié) 電離輻射量與單位 一、照射量和照射量率 二、吸收劑量及吸收劑量率 三、劑量當(dāng)量和劑量當(dāng)量率 四、照射量與吸收劑量的關(guān)系（了解） 五、有效劑量當(dāng)量和集體劑量當(dāng)量 照射量（照射量（X） 1照射量（照射量（X） 是表示中等能量的是表示中等能量的光光 子或射線在空氣中致電離能力的物理子

23、或射線在空氣中致電離能力的物理 量。量。 2照射量率照射量率( ) 單位時(shí)間內(nèi)的照射量單位時(shí)間內(nèi)的照射量 稱照射量率。稱照射量率。 X 照射量和照射量率照射量和照射量率 符號(hào) 單位 換算 適用 照射量 X 國(guó)際（Ckg -1）專用（R、 mR、R） 1R=2.5810-4Ckg 1 1 Ckg 1=3.876103R 光子或 射線 照射量率 國(guó)際 （C kg -1 s-1） 專用 （R、 mR、R） 光子或 射線 X 二、吸收劑量及吸收劑量率 1吸收劑量（吸收劑量（ D） 適用于各種類型的電適用于各種類型的電 離輻射離輻射,它表示物質(zhì)吸收射線能量的電離它表示物質(zhì)吸收射線能量的電離 輻射量。輻射

24、量。 2吸收劑量率吸收劑量率 ( ) 單位時(shí)間內(nèi)的吸收單位時(shí)間內(nèi)的吸收 劑量稱吸收劑量率。劑量稱吸收劑量率。 D 吸收劑量及吸收劑量率吸收劑量及吸收劑量率 符號(hào) 單位 換算 吸收劑量 D 國(guó)際（Gray、Gy）專用（rad） 1Gy=1Jkg 1 1rad=100ergg -1 吸收劑量率 D 三、劑量當(dāng)量和劑量當(dāng)量率 劑量當(dāng)量（劑量當(dāng)量（H） 是在吸收劑量的基礎(chǔ)上考慮剄是在吸收劑量的基礎(chǔ)上考慮剄 生物學(xué)效應(yīng)的不同而設(shè)置的一種電離輻射量生物學(xué)效應(yīng)的不同而設(shè)置的一種電離輻射量,它它 是直接反映各種射線被吸收后引起的生物學(xué)效是直接反映各種射線被吸收后引起的生物學(xué)效 應(yīng)強(qiáng)弱的電離輻射量。劑量當(dāng)量實(shí)為

25、經(jīng)過(guò)適當(dāng)應(yīng)強(qiáng)弱的電離輻射量。劑量當(dāng)量實(shí)為經(jīng)過(guò)適當(dāng) 修正后的吸收劑量。修正后的吸收劑量。 劑量當(dāng)量率劑量當(dāng)量率( ) 指單位時(shí)間內(nèi)的劑量當(dāng)量指單位時(shí)間內(nèi)的劑量當(dāng)量 劑量當(dāng)量單位劑量當(dāng)量單位 國(guó)際制單位是希沃特國(guó)際制單位是希沃特(),舊的舊的 專用單位為雷姆專用單位為雷姆() 1S=- =100 rem 劑量當(dāng)量率單位為劑量當(dāng)量率單位為- 或 或- 。 。 H 五、有效劑量當(dāng)量 有效劑量當(dāng)量（有效劑量當(dāng)量（HE） 當(dāng)所考慮的效應(yīng)是當(dāng)所考慮的效應(yīng)是 隨機(jī)效應(yīng)時(shí)隨機(jī)效應(yīng)時(shí),在全身受到非均勻照射的情在全身受到非均勻照射的情 況下況下,受到危險(xiǎn)的各組織或器官的劑量當(dāng)受到危險(xiǎn)的各組織或器官的劑量當(dāng) 量與相應(yīng)

26、的權(quán)重因子乘積的總和為有效量與相應(yīng)的權(quán)重因子乘積的總和為有效 劑量當(dāng)量。劑量當(dāng)量。 建議建議, HE全限為全限為50Sv- (即 即5 - ). 五、集體劑量當(dāng)量 集體劑量當(dāng)量（集體劑量當(dāng)量（S）由于輻射的隨機(jī)性效）由于輻射的隨機(jī)性效 應(yīng)應(yīng),僅以一定的幾率發(fā)生在某些個(gè)體身上僅以一定的幾率發(fā)生在某些個(gè)體身上, 并非受到照射的每個(gè)人都會(huì)發(fā)生并非受到照射的每個(gè)人都會(huì)發(fā)生,因此要因此要 評(píng)價(jià)群體所受到的輻射危害以采用集體評(píng)價(jià)群體所受到的輻射危害以采用集體 劑量當(dāng)量劑量當(dāng)量(S)更有實(shí)際意義。更有實(shí)際意義。 集體劑量當(dāng)量的單位是集體劑量當(dāng)量的單位是“menSv”或或 “menrem” 集體劑量當(dāng)量是一個(gè)

27、廣義量集體劑量當(dāng)量是一個(gè)廣義量,可用于全世可用于全世 界居民界居民,或一個(gè)群體乃至一個(gè)個(gè)人?；蛞粋€(gè)群體乃至一個(gè)個(gè)人。 第三節(jié) 輻射測(cè)量?jī)x器 基本原理：基本原理： 將輻射與物質(zhì)的相互作用的各種效應(yīng)（輻射量）將輻射與物質(zhì)的相互作用的各種效應(yīng)（輻射量） 轉(zhuǎn)化為其它可以觀測(cè)的物理量。轉(zhuǎn)化為其它可以觀測(cè)的物理量。 輻射探測(cè)器輻射探測(cè)器， 1、從構(gòu)成分：、從構(gòu)成分： 核電子儀器核電子儀器 分類分類 放射性測(cè)量?jī)x：放射性測(cè)量?jī)x： 鑒別輻射粒子的種類（鑒別輻射粒子的種類（、），）， 2、按測(cè)量目的分、按測(cè)量目的分 測(cè)量輻射粒子的數(shù)目或數(shù)率，測(cè)量輻射粒子的數(shù)目或數(shù)率， 測(cè)量輻射粒子能量或能譜測(cè)量輻射粒子能量或能

28、譜 劑量測(cè)量?jī)x：劑量測(cè)量?jī)x： 測(cè)量照射量或照射量率，測(cè)量照射量或照射量率， 測(cè)量吸收量或吸收量率測(cè)量吸收量或吸收量率 一、輻射探測(cè)器（探頭） （一）蓋革彌勒（GM）計(jì)數(shù)管和正比計(jì)數(shù)管計(jì)數(shù)管和正比計(jì)數(shù)管 G-M計(jì)數(shù)管與正比計(jì)數(shù)管的區(qū)別：計(jì)數(shù)管與正比計(jì)數(shù)管的區(qū)別： G-M計(jì)數(shù)管計(jì)數(shù)管 不能區(qū)別粒子能量不能區(qū)別粒子能量 區(qū)別區(qū)別 正比計(jì)數(shù)管正比計(jì)數(shù)管 產(chǎn)生的電脈沖的幅度與入射粒子能量成正比產(chǎn)生的電脈沖的幅度與入射粒子能量成正比 （二）閃爍計(jì)數(shù)器（閃爍探頭） 組成組成：閃爍體：閃爍體 + 光電倍增管光電倍增管 功能：功能：計(jì)數(shù)粒子數(shù)目，依脈沖幅度區(qū)別粒子能量計(jì)數(shù)粒子數(shù)目，依脈沖幅度區(qū)別粒子能量 （三）

29、半導(dǎo)體探測(cè)器 PN結(jié)合型半導(dǎo)體探測(cè)器結(jié)合型半導(dǎo)體探測(cè)器 P(positive pole) N(nagitive pole) 二、通用核電子儀器 常用的三種核電子儀器：常用的三種核電子儀器： 自動(dòng)定標(biāo)器；自動(dòng)定標(biāo)器； 計(jì)數(shù)率儀；計(jì)數(shù)率儀； 脈沖高度分析器；脈沖高度分析器； 通用核電子儀器 （一）定標(biāo)器 是一種主要用于記錄電脈沖數(shù)目的核電子儀器是一種主要用于記錄電脈沖數(shù)目的核電子儀器 組成：高壓穩(wěn)壓電源、脈沖放大器、脈沖甄別器、組成：高壓穩(wěn)壓電源、脈沖放大器、脈沖甄別器、 計(jì)數(shù)器、定時(shí)器計(jì)數(shù)器、定時(shí)器 （二）計(jì)數(shù)率儀 是一種直接指示單位時(shí)間內(nèi)的平均脈沖數(shù)的儀器是一種直接指示單位時(shí)間內(nèi)的平均脈沖數(shù)的

30、儀器 （三）脈沖幅度分析器 是一種把不同幅度的輸入電壓脈沖加以甄別分組，是一種把不同幅度的輸入電壓脈沖加以甄別分組， 并按不同高度范圍，分組加以記錄的儀器。并按不同高度范圍，分組加以記錄的儀器。 閃爍計(jì)數(shù)器（閃爍計(jì)數(shù)器（ scintillation counter） 液體閃爍計(jì)數(shù)器（液體閃爍計(jì)數(shù)器（liquid scintillation countetr） 放射性活度計(jì)放射性活度計(jì) 臟器功能測(cè)定儀臟器功能測(cè)定儀 臟器顯像儀器臟器顯像儀器 其它其它 三、核醫(yī)學(xué)專用輻射儀器 四、防護(hù)監(jiān)測(cè)儀器 （一）場(chǎng)所劑量監(jiān)測(cè)儀 (二)個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀 （三）表面污染監(jiān)測(cè)儀 （一）場(chǎng)所劑量監(jiān)測(cè)儀 固定固定 按形式

31、分按形式分 電離室型巡測(cè)儀電離室型巡測(cè)儀 便攜便攜 1、類型、類型 閃爍體型巡測(cè)儀閃爍體型巡測(cè)儀 電離室型電離室型 較準(zhǔn)較準(zhǔn) 按探頭分按探頭分 計(jì)數(shù)管型計(jì)數(shù)管型 輕便、經(jīng)濟(jì)輕便、經(jīng)濟(jì) 閃爍體型閃爍體型 靈敏靈敏 2、功能：測(cè)工作場(chǎng)所、功能：測(cè)工作場(chǎng)所X、射線射線 3、讀數(shù)表示法：、讀數(shù)表示法： mR/h、 mrad/h (二)個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀 1、 電離室型個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀（電離室型個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀（個(gè)人劑量筆個(gè)人劑量筆） 直讀直讀 可目測(cè)讀數(shù)可目測(cè)讀數(shù) 類型類型 非直讀非直讀 須專門儀器測(cè)筆上的殘留電荷須專門儀器測(cè)筆上的殘留電荷 2、膠片劑量?jī)x（黑度計(jì)）、膠片劑量?jī)x（黑度計(jì)） 特點(diǎn)：體小、結(jié)實(shí)、價(jià)

32、廉、記錄可永久保存特點(diǎn)：體小、結(jié)實(shí)、價(jià)廉、記錄可永久保存 3、熱釋光劑量?jī)x熱釋光劑量?jī)x 特點(diǎn)：靈敏度高、量程范圍寬、可重復(fù)使用、可以多種形特點(diǎn)：靈敏度高、量程范圍寬、可重復(fù)使用、可以多種形 式在多種條件使用式在多種條件使用 適用：個(gè)人、工作場(chǎng)所、環(huán)境適用：個(gè)人、工作場(chǎng)所、環(huán)境 4、玻璃劑量?jī)x玻璃劑量?jī)x 優(yōu)點(diǎn)：量程寬、性能穩(wěn)、重復(fù)性好、可重復(fù)使用優(yōu)點(diǎn)：量程寬、性能穩(wěn)、重復(fù)性好、可重復(fù)使用 缺點(diǎn)：對(duì)清潔度要求高、對(duì)環(huán)境濕度要求高缺點(diǎn)：對(duì)清潔度要求高、對(duì)環(huán)境濕度要求高 5、幾種個(gè)人劑量?jī)x性能比較（、幾種個(gè)人劑量?jī)x性能比較（表表1-5） （三）表面污染監(jiān)測(cè)儀 1、功能：測(cè)工作場(chǎng)所的工作面、衣服、手、功

33、能：測(cè)工作場(chǎng)所的工作面、衣服、手 腳等表面污染水平腳等表面污染水平 2、類型：便攜式、固定式、類型：便攜式、固定式 3、讀數(shù)：粒子數(shù)、讀數(shù)：粒子數(shù)/分（分（cpm） 4、特點(diǎn)：帶有超限值報(bào)警信號(hào)。、特點(diǎn)：帶有超限值報(bào)警信號(hào)。 INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIOLOGICAL PROTECTION *63 反應(yīng)堆反應(yīng)堆 最早的掃描機(jī)最早的掃描機(jī) 最早的伽瑪相機(jī)最早的伽瑪相機(jī) 最早的攝碘試驗(yàn)最早的攝碘試驗(yàn) 鉬鉬99Mo-锝锝99mTc (99Mo-99mTc) 發(fā)生器發(fā)生器 穩(wěn)定性核素 穩(wěn)定性核素穩(wěn)定性核素：當(dāng)核內(nèi)：當(dāng)核內(nèi)中子中子和質(zhì)子數(shù)保持一定比例時(shí)和質(zhì)子數(shù)保持一

34、定比例時(shí),兩兩 種力量平衡種力量平衡,若沒(méi)有外來(lái)因素若沒(méi)有外來(lái)因素(如高能粒子的轟擊如高能粒子的轟擊)，不，不 會(huì)發(fā)生核內(nèi)成分或能級(jí)的變化會(huì)發(fā)生核內(nèi)成分或能級(jí)的變化,這種核素稱為穩(wěn)定性核這種核素稱為穩(wěn)定性核 素。素。 目前已發(fā)現(xiàn)的目前已發(fā)現(xiàn)的2000多種核數(shù)中，只有多種核數(shù)中，只有274種是穩(wěn)定性核種是穩(wěn)定性核 素，屬于素，屬于81種元素，種元素，1700多種屬于不穩(wěn)定性核素。多種屬于不穩(wěn)定性核素。 原子核內(nèi)核子之間存在一種強(qiáng)大的引力原子核內(nèi)核子之間存在一種強(qiáng)大的引力,稱為核力稱為核力 (nuclear force)。 引力引力短程力短程力 斥力斥力長(zhǎng)程力長(zhǎng)程力 原子核能否穩(wěn)定，取決于以上兩種

35、內(nèi)在力量是否平衡。原子核能否穩(wěn)定，取決于以上兩種內(nèi)在力量是否平衡。 不穩(wěn)定性核素不穩(wěn)定性核素(放射性核素放射性核素) 核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不變，中子數(shù)增加或減少核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不變，中子數(shù)增加或減少 都會(huì)使斥力大于引力，此時(shí)原子核乃處都會(huì)使斥力大于引力，此時(shí)原子核乃處 于不穩(wěn)定狀態(tài)，需通過(guò)核內(nèi)結(jié)構(gòu)或能級(jí)于不穩(wěn)定狀態(tài)，需通過(guò)核內(nèi)結(jié)構(gòu)或能級(jí) 調(diào)整才能趨于穩(wěn)定，這種核素稱作不穩(wěn)調(diào)整才能趨于穩(wěn)定，這種核素稱作不穩(wěn) 定性核素。這種核內(nèi)結(jié)構(gòu)或能級(jí)的調(diào)整定性核素。這種核內(nèi)結(jié)構(gòu)或能級(jí)的調(diào)整 稱為核衰變。核衰變的同時(shí)稱為核衰變。核衰變的同時(shí),將釋放出一將釋放出一 種或一種以上的射線，這種性質(zhì)叫做放種或一種以上的射線，這種性質(zhì)叫

36、做放 射性。因此，不穩(wěn)定核素又稱作放射性射性。因此，不穩(wěn)定核素又稱作放射性 核素。核素。 核衰變公式和衰變圖 1衰變衰變 2- 衰變衰變 3+ 衰變衰變 4電子俘獲（電子俘獲（EC） 5躍遷與同質(zhì)異能躍遷躍遷與同質(zhì)異能躍遷 6 6自裂變自裂變 三種射線的比較三種射線的比較 帶電帶電 電子流電子流 電子流電子流 光流光流 能譜能譜 單能單能 連續(xù)能譜連續(xù)能譜 單能單能 射程射程 （空氣）（空氣） 34cm 1020cm 無(wú)限大無(wú)限大 電離能力（空氣）電離能力（空氣） 1萬(wàn)萬(wàn)7萬(wàn)對(duì)萬(wàn)對(duì)/cm 607千對(duì)千對(duì)/cm 很小很小 穿透力穿透力 弱弱 中中 大大 內(nèi)照射危害內(nèi)照射危害 大大 中中 小小 外照射危害外照射危害 無(wú)無(wú) 中中 大大 衰變衰變 每次衰變釋放出一個(gè)每次衰變釋放出一個(gè)粒子粒子( He)，母，母 核失去二個(gè)質(zhì)子和二個(gè)中子，子核原子核失去二個(gè)質(zhì)子和二個(gè)中子，子核原子 序數(shù)減少序數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少，質(zhì)量數(shù)減少4。這一過(guò)程也。這一過(guò)程也 釋放出衰變能釋放出衰變能(Q)。 - 衰變衰變 主要發(fā)生于富中子核素。核中一個(gè)主要發(fā)生于富中子核素。核中一個(gè) 中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)負(fù)電子中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)負(fù)電子 (-；來(lái)自核的負(fù)電子稱；來(lái)自核的