輻射劑量與防護(hù)重點(diǎn)

1、00從穩(wěn)定性考慮，原子核(原子)可以分為穩(wěn)定和不穩(wěn)定的2大類不穩(wěn)定的原子核會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生變化，會(huì)自發(fā)的或在外界影響下從某種核素(元素)變化到另一種 核素(元素)，與此同時(shí)會(huì)釋放出各種類型的粒子，同時(shí)釋放出不同的能量，這種現(xiàn)象稱為放射性。上述粒子攜帶大量能量高速運(yùn)動(dòng)，形成射線； 常見的例外的情況是X 射線，醫(yī)用、工業(yè)用X射線是由核外電子能態(tài)變化引起 本課的目的：采取各種方法、手段，有效地避免放射性對(duì)人體的損害凡是存在放射性應(yīng)用的地方，則必然伴隨著輻射防護(hù)工作第一階段：早期輻射損傷認(rèn)識(shí)時(shí)期（1895-1930） 第二階段：中期輻射損傷認(rèn)識(shí)時(shí)期（又稱放射線診斷、治療損傷時(shí)期）（19301960） 第

2、三階段：近期輻射損傷認(rèn)識(shí)時(shí)期（又稱流行病學(xué)調(diào)查所見的輻射損傷時(shí)期）（1960現(xiàn)在）01電離輻射：由能通過(guò)初級(jí)過(guò)程或次級(jí)過(guò)程引起電 離的帶電粒子或不帶電粒子組成的，或者由它們 混合組成的輻射；電離輻射場(chǎng)：電離輻射無(wú)論在空間，還是在介質(zhì)內(nèi)部通過(guò)、傳播以至經(jīng)由相互作用發(fā)生能量傳遞的整個(gè)空間范圍，由此形成的場(chǎng)；輻射量：為了表征輻射源特征，描述輻射場(chǎng)性質(zhì)，量度輻射與物質(zhì)相互作用的程度及受照物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的輻射效應(yīng)的量； 粒子輻射：是指組成物質(zhì)的基本粒子，或由這些粒子組成的原子核。既有能量又有靜止質(zhì)量。電磁輻射：實(shí)質(zhì)是電磁波，僅有能量，沒(méi)有靜止質(zhì)量。輻射計(jì)量學(xué)量：根據(jù)輻射場(chǎng)自身的固有性質(zhì)來(lái)定義的物理量； 輻

3、射劑量學(xué)量：描述輻射能量在物質(zhì)中的轉(zhuǎn)移、沉積的物理量； 輻射防護(hù)學(xué)量：用各類品質(zhì)因數(shù)加權(quán)后的吸收劑量D引申出的用于防護(hù)計(jì)算的物理量；粒子通量()：粒子數(shù)在時(shí)間間隔dt的變化量dN，s-1能量通量()：輻射能在時(shí)間間隔dt內(nèi)的變化量dR，J·s-1；粒子注量()：可以認(rèn)為是進(jìn)入單位截面積小球的粒子數(shù)；m-2能量注量()：進(jìn)入向心截面積為da的小球的輻射能 dR與da的比值，J·m -2粒子注量率()：表征單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入單位截面積小球的粒子數(shù)的多少，又稱為粒子通量密度，m-2·s-1 能量注量率()：表征單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入單位截面積小球的輻射能的多少，又稱為能量通量密度，

4、 J·m -2·s-1 電離：從一個(gè)原子、分子或其它束縛狀態(tài)釋放一 個(gè)或多個(gè)電子的過(guò)程；電離密度：帶電粒子在單位路徑長(zhǎng)度上形成的離子對(duì)數(shù)，單位為離子對(duì)/cm。激發(fā)：帶電粒子通過(guò)物質(zhì)時(shí)，原子由基態(tài)轉(zhuǎn)入高能態(tài)。退激：激發(fā)態(tài)的原子不穩(wěn)定，以發(fā)射光子的形式放出相應(yīng)的能量回到低能態(tài)軌道。散射：帶電粒子通過(guò)物質(zhì)時(shí)，與帶正電的原子核發(fā)生排斥作用而改變其本身的運(yùn)動(dòng)方向。電離和激發(fā)兩過(guò)程構(gòu)成了重帶電粒子在碰撞過(guò)程中的主要能量損失。 傳能線密度LET：表示帶電粒子在單位長(zhǎng)度徑跡上傳遞的能量。單位是 MeV·cm-1 射程：帶電粒子從進(jìn)入物質(zhì)到完全被吸收沿原入射的方向穿過(guò)的最大距離，稱

5、為該粒子在物質(zhì)中的射程。如果不指明在哪種物質(zhì)中，就是指粒子在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣中的射程。 § 平均射程：一組單能粒子射程的平均值。射程歧離：?jiǎn)文芰Ｗ釉谕环N物質(zhì)中的射程并不完全相同。 帶電粒子與物質(zhì)的相互作用：非彈性碰撞、輻射相互作用、彈性散射、核相互作用、電子對(duì)生成X、射線與物質(zhì)的相互作用：光電效應(yīng)、康普頓散射、電子對(duì)生成、相干散射、光核反應(yīng)中子物質(zhì)的相互作用：彈性散射、非彈性散射、去彈性散射、俘獲、散裂 粒子：能量超過(guò)某定值(一般為100eV)的帶電粒子，可以明顯偏離初始運(yùn)動(dòng)方向且穿越一段路程，進(jìn)一步引起其它原子激發(fā)/電離。電離過(guò)程中帶電粒子損失的能量并非直接沉積在當(dāng)?shù)?，而是有很?/p>

6、一部分被粒子散播到其它位置。 v軔致輻射：快速電子通過(guò)原子核附近時(shí)，在原子核庫(kù)侖場(chǎng)的作用下一部分能量以電磁波的形式輻射出來(lái)。高能電子能量損失的主要方式，而重帶電粒子可忽略。射線是原子核能級(jí)躍遷蛻變時(shí)釋放出的電磁輻射光子。 X射線 a. 軔致輻射x射線。由帶電粒子在原子核庫(kù)侖場(chǎng)中慢化而產(chǎn)生的電磁輻射。 b. 特征x射線。由原子電子能級(jí)改變而產(chǎn)生的電磁輻射。 與物質(zhì)的作用類型完全吸收：光電效應(yīng)、電子對(duì)生成、光核反應(yīng)和光介子生成等。 部分吸收：康普頓散射和核共振散射。 不吸收：彈性散射。特點(diǎn)：在介質(zhì)中可以穿行比較長(zhǎng)的路程，一次相互作用過(guò)程中光子損失的平均能量較大。 高能中子 能量大于10MeV v

7、快中子 100keV-10MeV v中能中子 1keV-100keV v 慢中子 0-1keV 作用類型1) 彈性散射：總動(dòng)能守恒。 2) 非彈性散射 ：總能量、動(dòng)量守恒，動(dòng)能不守恒； 3) 去彈性散射 ：(n,p), (n,)等； 4) 俘獲(Capture)：(n,)； 5) 散射(Spallation)；以上均屬與原子核的相互作用。 帶電粒子與物質(zhì)的相互作用系數(shù) 1、 線阻止本領(lǐng)，質(zhì)量阻止本領(lǐng) 帶電粒子使物質(zhì)原子電離或激發(fā)而損失的能量稱為電離能量損失。 把帶電粒子在物質(zhì)中單位路程上的電離損失稱為電離能量損失率，又稱為阻止本領(lǐng)。(1) 阻止本領(lǐng)與重帶電粒子電荷數(shù)的平方成正比。(2) 阻止本

8、領(lǐng)與帶電粒子的質(zhì)量無(wú)關(guān)。(3) 阻止本領(lǐng)與重帶電粒子的速度有關(guān)。(4) 阻止本領(lǐng)與物質(zhì)的電子密度NZ成正比。線阻止本領(lǐng)：S=dE/dl dE是dl距離上損失能量的數(shù)學(xué)期望值。單位為J.m-1 質(zhì)量阻止本領(lǐng)：S/ 單位為 J.m2.kg-1 2、 質(zhì)量碰撞/輻射阻止本領(lǐng)質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng)：指一定能量的帶電粒子在指定物質(zhì)中穿過(guò)單位質(zhì)量厚度的物質(zhì)層時(shí)，由于電離、激發(fā)過(guò)程所損失的能量。單位：J·m2/kg質(zhì)量輻射阻止本領(lǐng)：指一定能量的帶電粒子在指定物質(zhì)中穿過(guò)單位質(zhì)量厚度的物質(zhì)層時(shí)，由于軔致輻射過(guò)程所損失的能量。 單位：J·m2/kg 重離子的能量損失機(jī)制主要電離、激發(fā)臨界能量：質(zhì)量碰

9、撞阻止本領(lǐng)=質(zhì)量輻射阻止本領(lǐng)的電子能量非帶電粒子與物質(zhì)的相互作用系數(shù)一、衰減系數(shù)描述入射射線本身的衰減程度質(zhì)量減弱系數(shù)特點(diǎn)和作用 1、 只涉及到物質(zhì)中入射不帶電粒子數(shù)目的減少，并不涉及進(jìn)一步的物理過(guò)程。 2、 數(shù)值不因材料物理狀態(tài)的改變而改變。 3、 康普頓占優(yōu)勢(shì)的光子能量范圍內(nèi)，幾乎所有物質(zhì)的質(zhì)量減弱系數(shù)大致相同。 射線（X射線）同物質(zhì)相互作用，其能量分為兩個(gè)部分：1、光子能量轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能 2、能量被能量較低的光子所帶走二、能量轉(zhuǎn)移系數(shù)tr描述入射射線與物質(zhì)作用后轉(zhuǎn)移給次級(jí)帶電粒子的能量份額質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)：射線在物質(zhì)中穿過(guò)單位質(zhì)量厚度后，因相互作用，其能量轉(zhuǎn)移給電子的份額。m2/kg

10、輻射劑量學(xué)中，重要的是光子能量的電子轉(zhuǎn)移部分。只涉及到在物質(zhì)中入射不帶電粒子能量的轉(zhuǎn)移，而不涉及能量是否被物質(zhì)吸收的問(wèn)題 三、能量吸收系數(shù)en描述次級(jí)帶電粒子與物質(zhì)作用并耗散能量后最終能夠留在觀測(cè)物質(zhì)中的能量份額質(zhì)量能量吸收系數(shù)：射線在物質(zhì)中穿過(guò)單位質(zhì)量厚度后，其能量被物質(zhì)吸收的份額。m2/kg不帶電粒子與物質(zhì)的相互作用分二個(gè)階段：第一階段：不帶電粒子通過(guò)與物質(zhì)的相互作用，把能量轉(zhuǎn)移給次級(jí)帶電粒子；第二階段：次級(jí)帶電粒子通過(guò)電離、激發(fā)等方式 把轉(zhuǎn)移來(lái)的能量大部分留在介質(zhì)中；引入轉(zhuǎn)移能和比釋動(dòng)能K，描述第一階段的過(guò)程；轉(zhuǎn)移能tr：指定體積內(nèi)由不帶電粒子釋放出來(lái)的所有帶電的電離粒子(具備電離能力)

11、初始動(dòng)能之和，單位 J 比釋動(dòng)能K：dtr即轉(zhuǎn)移能的期望值。K=dt/dm 單位：戈瑞(gray)，簡(jiǎn)寫Gy，1Gy=1JK·g-1比釋動(dòng)能與能量注量的關(guān)系：K=（tr/）比釋動(dòng)能與粒子注量的關(guān)系：K=Fk P308 附表3，粒子注量等于單位體積內(nèi)的徑跡總長(zhǎng)度。比釋動(dòng)能率：=A/R2，單位：J·Kg-1·s-1或Gy·s-1或 rad·s-1 P75表3.2比釋動(dòng)能由空間指定點(diǎn)的不帶電粒子注量和介質(zhì)的作用系數(shù)決定。謹(jǐn)慎保持輻射場(chǎng)不變，那么比釋動(dòng)能則由作用系數(shù)即可確定。照射量X：dQ為X,射線在質(zhì)量為dm的空氣中釋放的全部電子完全被空氣阻止時(shí)，在

12、空氣中所產(chǎn)生的一種符號(hào)離子總電荷的絕對(duì)值。X=dQ/dm照射量與粒子注量的關(guān)系：X=Fx P22 表1.2照射量率：= A/R2，單位：C·kg-1·s -1或R·s-1 P75表3.2授與能1：指該能量沉積事件所涉及到的單個(gè)或單類相關(guān)電離粒子在指定體積V內(nèi)發(fā)生的所有的相互作用中沉積能之和。1=Ein-Eout+Q帶電粒子平衡條件總結(jié)： 1) 離介質(zhì)邊界要有一定的距離。被考慮的體積邊界與介質(zhì)邊界的最短距離d必須不小于次級(jí)帶電粒子在介質(zhì)中的最大射程，即dRmax； 2) 均勻照射條件。要求離所考慮體積的邊界等于次級(jí)帶電粒子最大射程的體積內(nèi)，輻射的注量率處處相等3)

13、介質(zhì)均勻。在上述體積范圍內(nèi)介質(zhì)均勻一致，使得粒子在該體積內(nèi)的作用保持一致性；例1、 一個(gè)動(dòng)能E=10MeV的正電子進(jìn)入體積V，通過(guò)碰撞損 失掉5MeV的能量后與體積內(nèi)的一個(gè)靜止負(fù)電子發(fā)生湮沒(méi)， 產(chǎn)生能量相等的兩個(gè)光子，其中的一個(gè)逸出體積V，另一 個(gè)在V內(nèi)產(chǎn)生動(dòng)能相等的正負(fù)電子對(duì)。正負(fù)電子在V內(nèi)通 過(guò)碰撞各自消耗掉其一半動(dòng)能后負(fù)電子逸出V，正電子與 一個(gè)靜止負(fù)電子發(fā)生飛行中湮沒(méi)，湮沒(méi)光子從V逸出。求 對(duì)V的授與能。(為了便于計(jì)算假定靜止的正負(fù)電子對(duì)湮沒(méi) 產(chǎn)生1MeV的光子，反之亦然) 解:Rin=10MeVRout=(Rout1)u+(Rout2)c+(Rout3)u(Rout1)u=(10-5

14、+1)/2=3MeV(Rout2)c =(3-1)/2/2=0.5MeV(Rout3)u =0.5+1=1.5MeVQ=2mc2-2mc2+2mc2=1MeV= Rin - Rout +Q=10-3-0.51.5+1=6MeV吸收劑量D：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的受照物質(zhì)吸收平均電離輻射能量。D=d/dm任一體積元內(nèi)物質(zhì)吸收的能量，來(lái)自兩個(gè)方面：其一是該體積內(nèi)釋出的帶電粒子就地授與的那部分能量；其二是起源于其他位置而來(lái)到這一體積的帶電粒子所授與的能量。 帶電粒子平衡的條件下，若忽略帶電粒子因軔致輻射引起的能量損失，K=D，D=fmX02按產(chǎn)生方式：放射性核素中子源,如镅(Am)鈹源，锎-252源加速器中子源反

15、應(yīng)堆中子源等離子體中子源按照放射源對(duì)人體健康和環(huán)境的潛在危害程度，將放射源分為5類：類放射源為極高危險(xiǎn)源：沒(méi)有防護(hù)情況下，接觸這類源幾分鐘到1小時(shí)就可致人死亡；類放射源為高危險(xiǎn)源：沒(méi)有防護(hù)情況下，接觸這類源幾小時(shí)至幾天可致人死亡；類放射源為危險(xiǎn)源：沒(méi)有防護(hù)情況下，接觸這類源幾小時(shí)就可對(duì)人造成永久性損傷，接觸幾天至幾周也可致人死亡；類放射源為低危險(xiǎn)源：基本不會(huì)對(duì)人造成永久性損傷，但對(duì)長(zhǎng)時(shí)間、近距離接觸這些放射源的人可能造成可恢復(fù)的臨時(shí)性損傷；類放射源為極低危險(xiǎn)源，不大可能對(duì)人造成永久性損傷。根據(jù)射線裝置對(duì)人體健康和環(huán)境的潛在危害程度，從高到低將射線裝置分為類、類、類。類為高危險(xiǎn)射線裝置，事故時(shí)可

16、以使短時(shí)間受照射人員產(chǎn)生嚴(yán)重放射損傷，甚至死亡,或?qū)Νh(huán)境可能造成嚴(yán)重影響； 類為中危險(xiǎn)射線裝置，事故時(shí)可以使受照人員產(chǎn)生較嚴(yán)重放射損傷，大劑量照射甚至導(dǎo)致死亡； 類為低危險(xiǎn)射線裝置，事故時(shí)一般不會(huì)造成受照人員的放射損傷。歸一化因子（D值）放射源可導(dǎo)致確定性健康效應(yīng)的“危險(xiǎn)”活度水平；如果某放射源活度超過(guò)相應(yīng)“D”值水平即被認(rèn)為是“危險(xiǎn)源”。輻射作用后產(chǎn)生的生物效應(yīng)的特點(diǎn)1、 低吸收能量引起高生物效應(yīng)2、 短暫作用引起長(zhǎng)期效應(yīng)：直接作用，間接作用1） 直接作用：輻射粒子照射活細(xì)胞時(shí)，通過(guò)電離與激發(fā)與生物大分子DNA直接發(fā)生作用，導(dǎo)致細(xì)胞的損傷。 2） 間接作用：輻射粒子與細(xì)胞內(nèi)環(huán)境成份通過(guò)電離與

17、激發(fā)發(fā)生作用產(chǎn)生自由基，自由基擴(kuò)散再與DNA作用，導(dǎo)致細(xì)胞的損傷。 傳能線密度LET：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上發(fā)生的能量轉(zhuǎn)移。高LET輻射：直接產(chǎn)生的或通過(guò)次級(jí)帶電粒子產(chǎn)生的各電離事件之間的距離以細(xì)胞核的尺度衡量比較小的輻射。一般指快中子、質(zhì)子和粒子等。低LET輻射：直接產(chǎn)生的或通過(guò)次級(jí)帶電粒子產(chǎn)生的各電離事件之間的距離以細(xì)胞核的尺度衡量比較大的輻射。一般指X、輻射等。 一般說(shuō)來(lái)，高LET輻射(n，)的生物效應(yīng)比低LET輻射 (X，)的更為明顯或嚴(yán)重。高度敏感： 淋巴組織、 胸腺、骨髓、性腺、胚胎、腸胃上皮 中度敏感:：感覺器官、內(nèi)皮細(xì)胞、皮膚上皮、唾液腺、腎、肝等輕度敏感:：中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌腺、心臟不

18、敏感:：肌肉組織、軟骨組織、結(jié)締組織輻射作用人體的方式：(1) 外照射：是指輻射源位于人體外對(duì)人體造成的輻射照射，包括均勻全身照射、局部受照。 (2) 內(nèi)照射：存在于人體內(nèi)的放射性核素對(duì)人體造成的輻射照射稱為內(nèi)照射。(3) 放射性核素的體表沾染：是指放射性核素沾染于人體表面。沾染的放射性核素對(duì)沾染局部構(gòu)成外照射源，同時(shí)尚可經(jīng)過(guò)體表吸收進(jìn)入血液構(gòu)成體內(nèi)照射。a) 確定性效應(yīng)：有劑量閾值，效應(yīng)的嚴(yán)重程度與劑量成正比b) 隨機(jī)性效應(yīng)：無(wú)劑量閾值，發(fā)生幾率與劑量成正比，嚴(yán)重程度與劑量無(wú)關(guān)當(dāng)組織中相當(dāng)數(shù)量的細(xì) 胞被電離輻射殺死后，此時(shí)在組織或器官中產(chǎn)生臨床上可以檢查出來(lái)的嚴(yán)重的功能型損傷，即為確定性效應(yīng)

19、，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生放射病。閾值為100mGy。 隨機(jī)性效應(yīng)是指發(fā)生幾率(而非嚴(yán)重程度)與劑量的大小相關(guān)的效應(yīng)。從防護(hù)的角度來(lái)看認(rèn)為不存在劑量閾值。分為在受照者體內(nèi)可能引起癌癥和由生殖細(xì)胞異常從而引發(fā)受照者后代出現(xiàn)遺傳疾患等2大類。吸煙的作用：縮短了輻射誘發(fā)腫瘤出現(xiàn)的時(shí)間。 有益的：人類生存條件之一，天然輻射提高免疫力、刺激作用。 v有害的：大劑量照射時(shí)，可能得各種放射病； v與個(gè)體相關(guān)的輻射量 1. 劑量當(dāng)量劑量當(dāng)量是組織內(nèi)被考察的某一點(diǎn)H=DQN (N=1)當(dāng)量劑量是被考察的組織的平均值HTR=DTRWR品質(zhì)因數(shù)即輻射權(quán)重因數(shù)：w=25 ， wX=1 ，w=1 ，wn=25 2. 劑量當(dāng)量率dH/

20、dt 單位：Sv/s3. 危險(xiǎn)度與有效劑量當(dāng)量危險(xiǎn)度T：有了某一個(gè)器官的受照劑量當(dāng)量和該器官的危險(xiǎn)度就能唯一確定輻照對(duì)該器官產(chǎn)生有害生物效應(yīng)的發(fā)生幾率。 相對(duì)危險(xiǎn)度的權(quán)重因子：T=T/全為了計(jì)算受到照射的有關(guān)器官和組織帶來(lái)的總的危險(xiǎn)即局部器官對(duì)人體整體的影響，相對(duì)隨機(jī)性效應(yīng)而言，在輻射防護(hù)中引進(jìn)了有效劑量當(dāng)量：HE=THT相對(duì)危險(xiǎn)度權(quán)重因子即組織權(quán)重因子：w肺=0.12， w甲狀腺=0.034. 待積當(dāng)量劑量待積劑量當(dāng)量：人體單次攝入放射性物質(zhì)后，某一器官或組織在50年內(nèi)將要受到的累積的劑量當(dāng)量。 待積有效劑量當(dāng)量：受到輻射危險(xiǎn)的各個(gè)器官或組織的待積當(dāng)量劑量經(jīng)WT加權(quán)處理后的總和。 受輻射對(duì)象

21、的特點(diǎn)及需考慮因素：材料組成、幾何形狀、體積、受關(guān)注層次、按可分割性、按運(yùn)動(dòng)狀態(tài)注意：無(wú)論什么方法，均傾向于計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理，這需要重視！特別是蒙特卡羅方法，則基本依靠計(jì)算機(jī)。 應(yīng)用上，由于人體是不允許分割的，因此圍繞人體制作的各類體模是最多的。吸收劑量指數(shù)DI：以待測(cè)點(diǎn)為中心，直徑為30cm的ICRU球內(nèi)的最大吸收劑量。單位時(shí)間內(nèi)的吸收劑量指數(shù)為吸收劑量指數(shù)率。劑量當(dāng)量指數(shù)HI：即當(dāng)ICRU球心位于該點(diǎn)時(shí)，球內(nèi)的最大劑量當(dāng)量H值。 擴(kuò)展場(chǎng)：注量及其角分布、能量分布在所關(guān)心的區(qū)域處處與實(shí)際輻射場(chǎng)中參考點(diǎn)的相同的輻射場(chǎng)。 齊向擴(kuò)展場(chǎng)：注量及其能量分布在所關(guān)心的體積中處處與實(shí)際輻射場(chǎng)中參考點(diǎn)的相同，

22、而注量是 單向的衍生輻射場(chǎng)。 如果HT,皮膚> 10倍HE ,皮膚，表示射線能量大部分停留在人體表層，即為弱貫穿，反之為強(qiáng)貫穿周圍劑量當(dāng)量H*(d)主要用于強(qiáng)貫穿場(chǎng)情況，且多用H*(10) mm定向劑量當(dāng)量H(d, )一般用于弱貫穿輻射，且多用H(0.07, )。 mm生活中的輻射來(lái)源：天然輻射、人工輻射天然輻射是人類的主要輻射來(lái)源天然輻射：宇宙射線 、宇生放射性核素 、原生放射性核素一般場(chǎng)所：天然本底為 2. 4mSv/year, 多為內(nèi)照射 (222Rn, 60%) 輻射防護(hù)的目的：1 防止確定性效應(yīng)的發(fā)生； 2 減少隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率，使之達(dá)到可以接受的水平。 輻射防護(hù)的基本原則:

23、1、 輻射實(shí)踐正當(dāng)化：只有當(dāng)輻射實(shí)踐所帶來(lái)的利益大于為其所 付出的代價(jià)時(shí)，才能認(rèn)為該項(xiàng)輻射實(shí)踐是正當(dāng) 的。 這是指導(dǎo)輻射實(shí)踐的第一準(zhǔn)則； 2、 輻射防護(hù)的最優(yōu)化：在實(shí)施某項(xiàng)輻射實(shí)踐的過(guò)程中，可能有幾個(gè)方案可供選擇，在對(duì)幾個(gè)方案進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用最優(yōu)化程序，也就是在考慮了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的因素之后，應(yīng)當(dāng)將一切輻射照射保持在可合理達(dá)到的盡可能低的水平，也叫做ALARA原則 3、 個(gè)人劑量當(dāng)量限值：對(duì)于給定的某項(xiàng)輻射實(shí)踐，不論代價(jià)與利益的分析結(jié)果如何，必須用劑量當(dāng)量限制對(duì)個(gè)人所受到照射加以限制。 輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)一般分為：基本限值、導(dǎo)出限值、管理限值、參考水平基本限值：工作人員 隨機(jī)性效應(yīng)：HE<=5

24、0mSv 確定性效應(yīng)：HE<=500mSv公眾人員 隨機(jī)性效應(yīng)：HE<=5mSv 確定性效應(yīng)：HE<=50mSv導(dǎo)出限值DACALI/2.4*103 Bq/m3，年吸入量限值A(chǔ)LI管理限值應(yīng)低于基本限值和相應(yīng)的導(dǎo)出限值參考水平記錄水平：高于它們時(shí)結(jié)果應(yīng)當(dāng)記錄下來(lái)，低于時(shí)被忽略；調(diào)查水平：高于它們時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)結(jié)果的起因或含義進(jìn)行考查；干預(yù)水平：某種確定的補(bǔ)救行動(dòng)所避免的劑量, 高于它時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮補(bǔ)救行動(dòng)。公眾中個(gè)人的劑量限值不包括天然本底照射和醫(yī)療照射。03(1) 外照射：是指輻射源位于人體外對(duì)人體造成的輻射照射，包括均勻全身照射、局部受照。 (2) 內(nèi)照射：存在于人體內(nèi)的放射性核素

25、對(duì)人體造成的輻射照射。外照射防護(hù)基本原則：盡量減少或避免射線從外部對(duì)人體的輻射，使之所受照射不超過(guò)國(guó)家規(guī)定劑量限值。 內(nèi)照射防護(hù)基本原則：制定各種規(guī)章制度，采用各種措施，盡量減少放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)的機(jī)會(huì)； 外照射防護(hù)：縮短受照時(shí)間；增大與輻射源的距離；在人與輻射源之間增加防護(hù)屏蔽內(nèi)照射防護(hù)：包容：采用通風(fēng)櫥、手套箱、防護(hù)用品等 隔離：工作場(chǎng)所進(jìn)行分級(jí)、分區(qū)管理。 凈化：降低放射性物質(zhì)濃度、降低物體表面放射性污染水平。 稀釋：降低放射性濃度到控制水平以下。減弱倍數(shù)K：無(wú)量綱，表示屏蔽層材料對(duì)輻射的屏蔽能力，通過(guò)屏蔽層前后劑量當(dāng)量指數(shù)率之比透射比=1/K：無(wú)量綱，表示輻射對(duì)屏蔽層材料的穿透能力透射

26、系數(shù)：設(shè)置厚度為d的屏蔽層之后，離X射線發(fā)射點(diǎn)1m處,由該射線裝置單位工作負(fù)荷(1mA·min)所造成的當(dāng)量劑量。單位為Sv·m2·（mA·min）-1半減弱厚度1/2和十倍減弱厚度1/101/2的定義: 將入射X或光子數(shù)(注量率或照射量率等) 減弱到一半所需的屏蔽層厚度。1/10的定義: 將入射X或光子數(shù) (注量率或照射量率等)減到十分之一所需的屏蔽層厚度。X射線機(jī) 發(fā)射率常數(shù)x：管電流為1mA時(shí)，距離陽(yáng)極靶1m處，由初級(jí)射線束在空氣中產(chǎn)生的空氣比釋動(dòng)能率單位：mGy·m2·mA-1·min-1空氣比釋動(dòng)能率：發(fā)射率常數(shù)a

27、：視X射線源為點(diǎn)源，單位束流1mA，在標(biāo)準(zhǔn)距離1m處形成的吸收劑量指數(shù)率。單位：Gy·m2·mA-1·min-1 吸收劑量指數(shù)率：放射性核素點(diǎn)源：即放射源可以視作一個(gè)點(diǎn)，射線向四面八方發(fā)射，形成一個(gè)各向同性輻射場(chǎng)；如果輻射場(chǎng)中某點(diǎn)與輻射源的距離r，比輻射源本身的幾何尺寸L大5倍以上，即可把輻射源視為一個(gè)點(diǎn)源。 照射量率常數(shù)，單位C·m2·kg-1·Bq-1·s-1照射量率計(jì)算公式： 單位C·kg-1·s-1 P75表3.2最多為點(diǎn)源，其余均可以歸結(jié)于線源、面源、體源類型線源照射量率：能譜的硬化：隨著通過(guò)物

28、質(zhì)的厚度增加，那些不易被減弱的 “硬成分” 所占比重會(huì)越來(lái)越大窄束條件下不考慮散射射線的存在，寬束考慮，引入修正因子Bn；（1）雙層介質(zhì)的原子序數(shù)相差不大（2） 兩種原子序數(shù)相差很大1）低Z在前,高Z在后 2）高Z在前,低Z在后 a、當(dāng)光子能量較低時(shí)： B、當(dāng)光子能量較高,超過(guò)與高Z介質(zhì)線減弱系數(shù)最小值相應(yīng)的那個(gè)能量（Er，min）高：P95，例1直接用公式計(jì)算利用減弱倍數(shù)法計(jì)算 利用半減弱厚度或十倍減弱厚度計(jì)算令K=2n，則n=logK/log2，屏蔽厚度d=n1/2綜合考慮防護(hù)性能、結(jié)構(gòu)性能、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)成本，常用材料有： § 鉛：屏蔽能力好，但結(jié)構(gòu)較軟，一般采用鋼骨架支撐；常用

29、于鉛容器、活動(dòng)屏、鉛磚等。 § 鋼鐵：屏蔽能力、結(jié)構(gòu)性能均很好。常用于防護(hù)鐵門等。 § 混凝土：屏蔽能力好，造價(jià)便宜；多用于固定的防護(hù)屏障。 § 水：來(lái)源廣泛，本身液體；透明度好，常以水井、水池等貯存放射源。 加速器X射線的屏蔽計(jì)算 1、 沿入射電子方向的初級(jí)X射線的屏蔽計(jì)算HI,r（d）：經(jīng)過(guò)厚度為d(m)的屏蔽層后，在參考點(diǎn)上初級(jí) X射線束的劑量當(dāng)量指數(shù)率，單位Sv·h-1; d a（0°）：加速器X射線的發(fā)射率常數(shù)，Gy·m2·mA-1·min-1HL,h：參考點(diǎn)上劑量當(dāng)量指數(shù)率的控制水平，單位是 Sv

30、83;h-1，由前面的劑量限值給定; x：透射比；透射比x可由下列公式表示： 結(jié)合附圖1115，則可以得到對(duì)X射線的屏蔽材料厚度；2、垂直于入射電子方向的初級(jí)X射線的屏蔽計(jì)算a（90°）x'：等效透射比，利用等效入射電子能量得到，見 P105圖3.25； 點(diǎn)源的屏蔽計(jì)算確定屏蔽厚度，r通過(guò)查閱附圖510，K通過(guò)查閱附表 815，即可以計(jì)算屏蔽材料的厚度；P107 P108初級(jí)屏蔽層厚度： W·u·q：有效工作負(fù)荷，對(duì)X射線機(jī)（mA·min·周-1），對(duì)射線治療機(jī)（Sv·m2·周-1）；:對(duì)X射線機(jī)是透射系數(shù)，對(duì)射線治

31、療機(jī)是透射比；得到透射參數(shù) 后，查附圖5、8和1823，可以得到相關(guān)材料的屏蔽厚度；散射射線為主的屏蔽計(jì)算 散射比M：表征通用情況下人體對(duì)射線的散射程度屏蔽的透射系數(shù)X,S計(jì)算 X射線：射線：1) 若屏蔽散射線所需的厚度ds和屏蔽泄漏射線所需的厚度dl之差大于一個(gè)10倍減弱厚度(從P103104圖 3.223.24查找)，此時(shí)選擇較厚者作為屏蔽厚度； v 2) 若屏蔽散射線所需的厚度ds和屏蔽泄漏射線所需的 厚度dl之差小于一個(gè)10倍減弱厚度，此時(shí)選擇較厚者對(duì)應(yīng)材料的半減弱厚度作為屏蔽厚度；04若粒子最大能量Emax ，單能粒子束能量也為 Emax ，在低Z物質(zhì)中的射程R為： 公式使用要點(diǎn)：1

32、) 射程R的單位是g·cm-2；2)屏蔽層的厚度d = R/即可；選擇使射線的韌致輻射份額盡量少的材料，同時(shí)還要保證相當(dāng)?shù)钠帘涡Ч?。常用材料有：鋁、有機(jī)玻璃、混凝土等 05中子源分類： ì按能譜分類：?jiǎn)文苤凶釉矗嗄苤凶釉?ï ï í ï ï î ì í î按產(chǎn)生方式： 一、放射性核素中子源 二、加速器中子源 三、反應(yīng)堆中子源 四、等離子體中子源 單能中子比釋動(dòng)能： K=Fk單能中子劑量當(dāng)量指數(shù)： HI=fHI,n·n1）彈性散射分為勢(shì)散射和復(fù)合核散射兩種2）非彈性散射分為直

33、接相互作用過(guò)程和形成復(fù)合核過(guò)程輻射俘獲(n, )、帶電粒子的發(fā)射、裂變反應(yīng)（n，f） 窄束不考慮散射射線，寬束考慮。寬束中子在屏蔽體中的減弱規(guī)律：通過(guò)合理地選擇和安排屏蔽材料，我們可以使中子在屏蔽層中的衰減符合窄束的定義要求，即使中子在屏蔽層中一經(jīng)散射便能在很短的距離內(nèi)被迅速慢化和吸收，從而可以按照窄束的較為簡(jiǎn)單的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算中子的衰減情況，這就是所謂的分出截面法。R宏觀分出截面（中子注量率，劑量當(dāng)量指數(shù)率）針對(duì)放射性核素中子源一般中子能量不太高，中子發(fā)射率不太強(qiáng)，因此所需的屏蔽層不太厚，前面針對(duì)寬束出的分出截面法將因條件不滿足而失效，同時(shí)又不滿足窄束的要求，因此仍然需要引入積累因子Bn；B

34、n積累因子，厚度大于20cm含氫材料為5，鉛為3.5，鐵為2.6屏蔽層厚度d的計(jì)算d 是屏蔽厚度，cm； R 是屏蔽材料的宏觀分出截面，cm-1； A 是放射性活度，Bq； y 是對(duì)應(yīng)的中子產(chǎn)額，Bq-1·s -1，見表5.1； Ay= 即源中子發(fā)射率，s-1； Bn 是中子積累因子； q 是居留因子; r 是參考點(diǎn)到源的距離，m；屏蔽材料需要擁有一定數(shù)量的質(zhì)量中等以上的材料，使得快中子快速降低能量，并需要有適量數(shù)量的輕元素，從而使得中子能量迅速下降到熱中子能區(qū)，最后為了減少俘獲射線的能量，可以在屏蔽層材料中摻雜一定的10B或6Li； 常用的中子屏蔽材料有：水、混凝土、石蠟、聚乙烯、

35、泥 土、鋰和硼，這些材料一般要配合使用才能達(dá)到好的屏蔽效果。 選擇原則是：綜合考慮材料的屏蔽性能、結(jié)構(gòu)性能、穩(wěn)定性能以及經(jīng)濟(jì)成本等，其中以效果為優(yōu)先考慮； 07放射性核素進(jìn)入體內(nèi)后，以兩種方式參與體內(nèi)的代謝過(guò)程： 一種是參與體內(nèi)穩(wěn)定性核素的代謝過(guò)程，另一種是參與同族元素的代謝過(guò)程 根據(jù)其在組織和器官中的代謝特點(diǎn)，可分為均勻性分布和選擇性分布。 放射性物質(zhì)從體外進(jìn)入體內(nèi)稱作攝入，而進(jìn)入的物質(zhì)的量稱為攝入量，常見來(lái)源有： 空氣中的放射性物質(zhì)通過(guò)鼻和口而吸入人體內(nèi)； § 人可能飲用含放射性物質(zhì)的水、吃含放射性物質(zhì)的食品或吞食放射性藥劑，這些統(tǒng)稱作食入； § 放射性物質(zhì)可能通過(guò)皮膚

36、傷口進(jìn)入體內(nèi)； § 參考人：為了在共同的生物學(xué)基礎(chǔ)上計(jì)算放射性核素的年攝入劑量限值，而規(guī)定的一種假象的成年人模型廓清：放射性核素從某一器官或組織內(nèi)移出的過(guò)程。源組織（器官）：含有大量放射性核素的組織或器官； § 靶組織（器官）：吸收輻射能量的組織或器官。 注：很多情況下某組織或器官同時(shí)是源組織和靶組織。生物半排期：是指放射性核素進(jìn)入人體后通過(guò)新陳代謝排出一半數(shù)量所需要的時(shí)間，用Tb來(lái)表示。 物理半排期：放射性核素同時(shí)還在不斷衰變，衰變?yōu)樵瓉?lái)數(shù)量的一半所需的時(shí)間，用Tr表示；有效半衰期計(jì)算公式：比有效能量SEE(TS):指在源器官S內(nèi)，放射性核素j每次核轉(zhuǎn)變所發(fā)射 的各種輻射

37、i，授予單位質(zhì)量靶器官T的能量，公式定義為： Yi 是放射性核素j核轉(zhuǎn)變時(shí)發(fā)射第i種輻射粒子的產(chǎn)額； Ei 是第i種輻射粒子的能量； AF(TS)i 是源器官S中發(fā)射的第i種輻射粒子能量被靶組織T吸收的分?jǐn)?shù)； MT 是靶組織的質(zhì)量; WR 是第i種粒子的輻射權(quán)重因子；年吸入量限值A(chǔ)LI：一年內(nèi)攝入的放射性物質(zhì)的最高上限量，其目標(biāo)是其產(chǎn)生的待積有效劑量等于ICRP規(guī)定的年有效劑量限值。 劑量限值規(guī)定：有效劑量HE連續(xù)五年內(nèi)每年不能超過(guò)20mSv，其中一年最高不能超過(guò)50mSv； § 皮膚的劑量當(dāng)量HT每年不能超過(guò)500mSv。ALI=I=0.05/T·H(50，T)| I=0

38、.5/H(50，T)min 導(dǎo)出空氣濃度DACALI/2.4*103 Bq/m3按照放射性核素的導(dǎo)出空氣濃度和相應(yīng)的比活度，放射性核素分為極毒、高毒、中毒和低毒四個(gè)組。210Po、239Pu、226Ra屬于極毒組；60Co、90Sr、152Eu屬于高毒組；32P、109Cd、137Cs屬于中毒組； v7Be和40K屬于低毒組。開放型放射性工作單位，根據(jù)等效年用量的多少劃分為三類。 等效年用量：各種放射性核素年用量分別乘以核素的毒性組別系數(shù)其積之和。 毒性組別系數(shù)：極毒組：10；高度組：1；中毒組：0.1; 低毒組：0.01 開放型放射性工作場(chǎng)所，按所用放射性核素最大等效日操作量，分為三級(jí)最大等效日操作量：每種核素的最大日操作量分別乘以毒性組別系數(shù)之和工作場(chǎng)所級(jí)別等效日操作量，Bq甲級(jí)>4*109乙級(jí)2*1074*109丙級(jí)豁免水平2*107 08空腔電離理論就是利用空腔中的電離電荷來(lái)表征空腔中氣體所接受的吸收劑