輻射防護(物理基礎(chǔ)與單位)

1、輻射防護劑量測量輻射防護劑量測量 （物理基礎(chǔ)與單位）放射危險標志物放射危險標志物輻射防護常用量輻射防護常用量及其單位及其單位 輻射防護常用量及其單位輻射防護常用量及其單位一、放射性活度（一、放射性活度（A）A=dN/dt 國際單位（國際單位（SI）為貝可）為貝可勒爾勒爾，簡稱貝可（簡稱貝可（Bq），）， 舊單位是居里（舊單位是居里（Ci），），1Ci=3.71010Bq=3.71010核衰變核衰變/秒。秒。 二、照射量（二、照射量（X） 定義：定義：X射線或射線或射線在單位質(zhì)量（射線在單位質(zhì)量（dm）的）的空氣中，與原子相互作用釋放出來的次級電子空氣中，與原子相互作用釋放出來的次級電子完全被阻

2、止時，所產(chǎn)生的同一符號離子的總電完全被阻止時，所產(chǎn)生的同一符號離子的總電荷（荷（dQ）即：）即： X = dQ/dm 國際單位（國際單位（SI）：）： 庫庫侖侖每千克（每千克（Ckg-1），），舊單位為倫琴（舊單位為倫琴（R），）， 1R=2.5810-4Ckg-1。 倫琴的定義是：在倫琴的定義是：在X射線或射線或射線照射下，射線照射下，0.OO1293g空氣（相當于空氣（相當于0和和101kPa大大氣壓力下氣壓力下1cm3干燥空氣的質(zhì)量）所產(chǎn)生的干燥空氣的質(zhì)量）所產(chǎn)生的次級電子形成總電荷量為次級電子形成總電荷量為1靜電單位的正離靜電單位的正離子或負離子。即：子或負離子。即：146101058

3、. 210293. 110336. 3001293. 011kgCkgCgR靜電單位電荷1靜電單位電荷量的離子對為：91010083.2108.41個離子對個離子對 1R X射線或射線或射線照射量有以下等值定義：射線照射量有以下等值定義：1.在在0.001293g空氣中形成空氣中形成1靜電單位電荷量的正離子或負離子；靜電單位電荷量的正離子或負離子；2.在在0.001293g空氣中形成空氣中形成2.083109對離子；對離子；3.在在0.001293g空氣中交給次級電子空氣中交給次級電子7.051010eV或或11.310-9J的輻射能量；的輻射能量；4.在在1g空氣中交給次級電子空氣中交給次級

4、電子87.310-7 J的輻射能量的輻射能量。注意事項注意事項=dX/dt照射量率照射量率X注意：照射量和照射量率只對空氣而言，只是注意：照射量和照射量率只對空氣而言，只是從電離本領(lǐng)的角度說明從電離本領(lǐng)的角度說明X射線或射線或射線在空氣射線在空氣中的輻射場性質(zhì)，僅適用于中的輻射場性質(zhì)，僅適用于X射線或射線或射線射線 。 dm為被照射物質(zhì)的質(zhì)量，為被照射物質(zhì)的質(zhì)量，dE為其吸收的為其吸收的輻射能。輻射能。 吸收劑量的國際單位（吸收劑量的國際單位（SI）為：）為：Jkg-1。國際單位專用名稱是戈國際單位專用名稱是戈瑞瑞（Gy），）， 舊有專用單位為拉德（舊有專用單位為拉德（rad）,1Gy=100

5、rad。 三、吸收劑量（三、吸收劑量（D）dmdED吸收劑量與照射量的區(qū)別：吸收劑量與照射量的區(qū)別： 吸收劑量：適用于任何射線和任何靶物質(zhì)，衡量吸收劑量：適用于任何射線和任何靶物質(zhì)，衡量的指標是被照射物質(zhì)所吸收的輻射能量。的指標是被照射物質(zhì)所吸收的輻射能量。 照射量：只適用于照射量：只適用于X射線及射線及射線，靶物質(zhì)是空射線，靶物質(zhì)是空氣，衡量的指標是在空氣體積內(nèi)形成的次級電子所產(chǎn)氣，衡量的指標是在空氣體積內(nèi)形成的次級電子所產(chǎn)生離子總電荷量，即生離子總電荷量，即X射線或射線或射線通過該體積的空射線通過該體積的空氣時所放出的能量，是輻射場的量度。氣時所放出的能量，是輻射場的量度。 空氣輻射場的空

6、氣輻射場的X或或射線，可通過下式將照射量換射線，可通過下式將照射量換算為吸收劑量算為吸收劑量D：D=33.84X 式中，式中，X為照射量，單位為為照射量，單位為Ckg-1，33.84為換算系數(shù)，為換算系數(shù)，D的單位為的單位為Gy。 五、當量劑量（五、當量劑量（HT，R）吸收劑量與輻射權(quán)重因子的乘積。即：吸收劑量與輻射權(quán)重因子的乘積。即：HT，R=DT，RWR WR為類輻射的輻射權(quán)重因子（表為類輻射的輻射權(quán)重因子（表1-1）。）。 當量劑量特別給它起了一個專用名稱叫希當量劑量特別給它起了一個專用名稱叫希沃沃特特（Sv）。）。 四、比釋動能（四、比釋動能（K） 定義：不帶電致電離粒子與物質(zhì)相互作用

7、時，在定義：不帶電致電離粒子與物質(zhì)相互作用時，在單位質(zhì)量的物質(zhì)中產(chǎn)生的帶電粒子的初始動能的總和。單位質(zhì)量的物質(zhì)中產(chǎn)生的帶電粒子的初始動能的總和。即：即：K=dEtr/dm 比釋動能的單位與吸收劑量相同。比釋動能的單位與吸收劑量相同。六、有效劑量（六、有效劑量（E）有效劑量（有效劑量（E）是指全身受到均勻照射或）是指全身受到均勻照射或不均勻照射當量劑量（不均勻照射當量劑量（HT，R）的加權(quán)值。）的加權(quán)值。 RTTTHWE, 由于由于WT沒有量綱，所以有效劑量（沒有量綱，所以有效劑量（E）和當量）和當量劑量一樣，也以希劑量一樣，也以希沃特沃特（Sv）為單位。）為單位。 組織權(quán)重因數(shù)組織權(quán)重因數(shù)WT

8、w為輻射防護目的，器官或組織的當量劑為輻射防護目的，器官或組織的當量劑量所乘以的因數(shù)稱組織權(quán)重因數(shù)。乘以量所乘以的因數(shù)稱組織權(quán)重因數(shù)。乘以該因數(shù)是為了考慮不同器官或組織對發(fā)該因數(shù)是為了考慮不同器官或組織對發(fā)生輻射隨機性效應(yīng)的不同敏感性。生輻射隨機性效應(yīng)的不同敏感性。舉例：舉例：例如有甲、乙例如有甲、乙2人人,甲的骨表面接受甲的骨表面接受0.3Sv 的當量劑量，的當量劑量，而乙的骨表面而乙的骨表面0.2Sv的照射，同時肝臟又受到的照射，同時肝臟又受到0.1Sv的照射，哪個人危險更大些？的照射，哪個人危險更大些？答：答：根據(jù)表根據(jù)表1-3給出的給出的WT值按公式值按公式1-20計算如下：計算如下：

9、E甲甲=0.010.3=0.003 Sv (骨表面骨表面WT=0.01)甲相當于全身均勻照射甲相當于全身均勻照射0.003Sv 的危險性。的危險性。 E乙乙=0.010.2+0.050.1=0.007 Sv (肝臟肝臟WT=0.05)乙相當于全身均勻照射乙相當于全身均勻照射0.007Sv的危險性。顯然乙受的危險性。顯然乙受到輻射的危害大于甲。到輻射的危害大于甲。 七、待積當量劑量（七、待積當量劑量（HT（t）與待積有效劑）與待積有效劑量（量（E（t） 待積當量劑量（待積當量劑量（HT，50）的定義是：單次攝入）的定義是：單次攝入的放射性物質(zhì)在其后的的放射性物質(zhì)在其后的50年內(nèi)對所關(guān)心的器官年內(nèi)

10、對所關(guān)心的器官或組織所造成的總劑量。即：或組織所造成的總劑量。即： 積分時間定為積分時間定為50年是與放射性職業(yè)人員年是與放射性職業(yè)人員終身工作時間相對應(yīng)的。終身工作時間相對應(yīng)的。dtHHttRTT50,50,00 如果單次攝入如果單次攝入R類放射性核素對人體器官或類放射性核素對人體器官或組織（組織（T）造成的待積當量劑量）造成的待積當量劑量HT，50乘以相應(yīng)乘以相應(yīng)的權(quán)重因子的權(quán)重因子WT，隨后對所涉及的器官或組織，隨后對所涉及的器官或組織（T）求積，即可得待積有效劑量）求積，即可得待積有效劑量E50。即：。即： 待積有效劑量待積有效劑量E50可以作為由于單次攝入可以作為由于單次攝入放射性核

11、素，預(yù)計平均對一個個體將要造成的放射性核素，預(yù)計平均對一個個體將要造成的隨機性健康效應(yīng)誘發(fā)率的衡量指標。隨機性健康效應(yīng)誘發(fā)率的衡量指標。TTTHWE50,50 如果照射時間為如果照射時間為t(min)t(min)，則，則t t時間內(nèi)造成的照時間內(nèi)造成的照射量為射量為X X= =I It t/r/r2 2 C Ckgkg-1-1 （9-39-3） 注：注：I I管電流（管電流（mAmA）或平均電子束流（）或平均電子束流（AA）；）；在給定的管電壓和射線過濾情況下，在給定的管電壓和射線過濾情況下，X X射線的發(fā)射率射線的發(fā)射率常數(shù)，數(shù)值上等于距離靶常數(shù)，數(shù)值上等于距離靶1m1m處，由單位管電流（處

12、，由單位管電流（1mA1mA） 或單位平均電子束流（或單位平均電子束流（1A1A） 造成的照射量率，單位造成的照射量率，單位用用2.582.581010-4-4C C kg kg-1-1m mmAmA-1-1minmin-1-1表示。表示。 （二）（二） X X射線發(fā)生器的照射量率計算射線發(fā)生器的照射量率計算 X X射線發(fā)生器在離靶射線發(fā)生器在離靶r mr m處，產(chǎn)生的照射量率）處，產(chǎn)生的照射量率）粗略地可按下式計算：粗略地可按下式計算：XX= =I I/r/r2 2 C Ckgkg-1-1s s-1-1 （9-29-2）【例例】在在X射線透視檢查中，射線透視檢查中，X射線管的電壓在射線管的電

13、壓在50810kV之間，管電流為之間，管電流為25mA。若取管電壓為。若取管電壓為70kV，管電流為，管電流為3mA，射線出口處用，射線出口處用2mm鋁作過濾鋁作過濾板，計算此種情況下距靶板，計算此種情況下距靶cm處的照射量率。處的照射量率。按題意，按題意，I=3mA，r=50cm=0.5m,對于管電壓對于管電壓70kV， m m 鋁 作 過 濾 板 ， 由 圖 鋁 作 過 濾 板 ， 由 圖 - 查 得 查 得 0.582.5810-4Ckg-1mmA-1min-1。因此，按因此，按（-）式在式在r=0.5m處的照射量率計算為：處的照射量率計算為：XIr230.582.5810-4（1/0.

14、5）1.7910-3 Ckg-1min-1。輻射防護的方法與屏蔽輻射防護的方法與屏蔽 輻射對人體的照射方式有輻射對人體的照射方式有外照射外照射和和內(nèi)照內(nèi)照射射兩種。外照射是體外輻射源對人體造成兩種。外照射是體外輻射源對人體造成的照射，而內(nèi)照射是指進入體內(nèi)的放射性的照射，而內(nèi)照射是指進入體內(nèi)的放射性核素對人體造成的照射。前者主要由核素對人體造成的照射。前者主要由X X、射線、中子束、高能帶電粒子束和射線、中子束、高能帶電粒子束和射線射線引起的；后者則主要因人們通過吸入、食引起的；后者則主要因人們通過吸入、食入、完好皮膚或皮膚傷口吸收了放射性核入、完好皮膚或皮膚傷口吸收了放射性核素造成的。針對這兩

15、種照射方式，有兩種素造成的。針對這兩種照射方式，有兩種完全不同的防護方法。完全不同的防護方法。 外照射防護一般采用下述三外照射防護一般采用下述三種方法中的一種，或幾種方法聯(lián)種方法中的一種，或幾種方法聯(lián)合應(yīng)用合應(yīng)用縮短受照時間縮短受照時間增大與輻射源的距離增大與輻射源的距離在人與輻射源之間增加防護在人與輻射源之間增加防護 屏蔽屏蔽 X射線和射線的屏蔽 高密度和高原子序數(shù)的材料，作為防高密度和高原子序數(shù)的材料，作為防止止X射線和射線和射線的屏蔽較為有效，例如射線的屏蔽較為有效，例如鉛鉛(原子序數(shù)原子序數(shù)82)、水泥和鋼鐵。因為這些、水泥和鋼鐵。因為這些物質(zhì)有很多的原子和電子，可以和光子發(fā)物質(zhì)有很多的原子和電子，可以和光子發(fā)生康普頓效應(yīng)和光電效應(yīng)，使入射光子的生康普頓效應(yīng)和光電效應(yīng)，使入射光子的能量減少，達到屏蔽的目的。能量減少，達到屏蔽的目的。 射線的衰射線的衰減系數(shù)與能量有關(guān)。減系數(shù)與能量有關(guān)。對中子的屏蔽