輻射量和單位

1、輻射量和單位輻射量和單位2描述和射線的輻射量分為電離輻射常用輻射量和輻射防護(hù)常用輻射量?jī)深悺Ｇ罢甙ǚ派湫曰疃?、照射量、比釋?dòng)能、吸收劑量等。后者包括當(dāng)量劑量、有效劑量等。所謂 “劑量”是指某一對(duì)象接收或“吸收”的輻射的一種度量。輻射量和單位3eeeeeeeeeeee物物質(zhì)質(zhì) eeeeee比釋動(dòng)能比釋動(dòng)能：物質(zhì)中帶點(diǎn)粒子的動(dòng)能照射量照射量：空氣中帶粒子的電荷量吸收劑量吸收劑量：物質(zhì)的吸收能量當(dāng)量劑量當(dāng)量劑量：吸收能量對(duì)某一器官的影響有效劑量有效劑量：吸收能量對(duì)所有器官加權(quán)的影響劑量劑量當(dāng)量：吸收能量對(duì)人體整體的影響放射性活度輻射量和單位4 一、定義和單位 放射性活度（簡(jiǎn)稱活度）是度量放射性物質(zhì)

2、在單位時(shí)間內(nèi)原子核衰變數(shù)的物理量，放射性物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生核衰變數(shù)目越多，這種放射性物質(zhì)的放射性就越強(qiáng)。 在給定時(shí)間，處于一給定能態(tài)的一定量的某種放射性核素的活度A定義為： 式中，dN是在時(shí)間間隔dt內(nèi)該核素從該能態(tài)發(fā)生自發(fā)核躍遷數(shù)目的期望值。通俗的講，某種放射性核素的放射性活度A，是單位時(shí)間內(nèi)該放射性核素發(fā)生自發(fā)核衰變的次數(shù)。dtdNA 輻射量和單位5活度的國(guó)際單位是秒的倒數(shù)，稱為貝克勒爾，簡(jiǎn)稱貝可?；疃鹊难苌鷨挝挥蠱Bq，GBq，和TBq。國(guó)際專用單位 ： 110107 . 31sCi111 sBq輻射量和單位6二、放射性活度濃度放射性活度濃度亦稱放射性比度或比放射性是指單位質(zhì)量或單位體

3、積放射源的放射性活度，其單位是 。放射性活度濃度時(shí)衡量放射性物質(zhì)純度的指標(biāo)。輻射量和單位7三、活度計(jì)算（一）衰變常數(shù)衰變常數(shù)的物理意義是表示在放射性核素衰變過(guò)程中，每個(gè)原子核在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的概率。衰變常數(shù)值隨不同的放射性核素而有差異。核衰變?cè)娇?，衰變常?shù)值越大。（二）半衰期半衰期是指放射性核素的原子核數(shù)目衰變?cè)械囊话胨璧臅r(shí)間，常以符號(hào)T12或T表示。它與衰變常數(shù)有如下關(guān)系：693. 021T輻射量和單位8（三）活度計(jì)算式放射性活度也隨時(shí)間的延長(zhǎng)而呈現(xiàn)指數(shù)規(guī)律減弱。其計(jì)算公式為：式中，A為放射性核素經(jīng)過(guò)t時(shí)間后剩余的活度，A0為原來(lái)的活度，即t=0時(shí)的活度， T1 2為該放射性核素的半

4、衰期，t為時(shí)間（計(jì)算時(shí)所用單位應(yīng)與T1 2的單位一致）。tTteAeAA)693. 0(0021輻射量和單位9（1）照射量的定義和單位照射量是用來(lái)表征射線或射線對(duì)空氣電離本領(lǐng)大小的物理量。輻射量和單位10定義：所謂照射量是指射線或射線的光子在單位質(zhì)量的空氣中釋放出來(lái)的所有次級(jí)電子（負(fù)電子或正電子），當(dāng)它們被空氣完全阻止時(shí)，在空氣中形成的任何一種符號(hào)的（帶正電或負(fù)電的）離子的總電荷的絕對(duì)值。其定義為dQ除以dm的所得的商，即：P=dQ/dm式中dQ當(dāng)光子產(chǎn)生的全部電子被阻止于空氣中時(shí)，在空氣中所形成的任何一種符號(hào)的離子總電荷量的絕對(duì)值。dm體積球的空氣質(zhì)量輻射量和單位11用圖表示1立方厘米的干燥

5、空氣，其質(zhì)量為克，這些次級(jí)電子是光子從克空氣中打出來(lái)的，它們?cè)诳丝諝庵械睦锩婧屯饷娑夹纬呻x子，所有這些離子都計(jì)算在內(nèi)，而在克外產(chǎn)生的次級(jí)電子發(fā)射形成的離子則不計(jì)算在內(nèi)。入射光子次級(jí)電子e輻射量和單位12照射量（）的SI單位為庫(kù)侖/千克，用符號(hào) 表示，沿用的專用單位為倫琴，用字母R表示。1倫的照射量相當(dāng)于在標(biāo)準(zhǔn)的狀況下（即0，1大氣壓）1立方厘米的干燥空氣產(chǎn)生1靜電位（或2.083109對(duì)離子）的照射量叫1倫琴。1KgC輻射量和單位13輻射量和單位14一個(gè)正（負(fù)）離子所帶的電量為4.810-10靜電單位，1倫是在干燥空氣中產(chǎn)生1靜電單位的電量，所以產(chǎn)生的電子對(duì)數(shù)為1/4.810-10=2.083

6、109對(duì)離子。照射量只適用于、射線對(duì)空氣的效應(yīng)，而只適用于能量大約在幾千伏到3MV之間。輻射量和單位15（2）照射量率的定義和單位照射量率的定義是單位時(shí)間的照射量也就是 除以 所得的商即： 照射量率（ ）的SI單位為庫(kù)倫/千克時(shí)，用符號(hào) 或倫/時(shí)（ ）、倫/秒（ ）P1RSdtdpP P11hCKg1Rhdpdt輻射量和單位16比釋動(dòng)能是指不帶電粒子與物質(zhì)相互作用時(shí)在單位質(zhì)量的物質(zhì)中釋放出來(lái)的所有帶電粒子的初始動(dòng)能的總和。 dmdEtv式中 不帶電粒子在質(zhì)量為 的某一物質(zhì)內(nèi)釋放出來(lái)的全部帶電粒子的初始動(dòng)能的總和。v比釋動(dòng)能只適用于不帶電粒子和、射線，但適用于各種物質(zhì)。tdEdm輻射量和單位17

7、單位：焦耳/千克（Jkg-1）其單位“戈瑞”（Gy）1Gy=1Kg受照射的物質(zhì)吸收1J的輻射能量即： 。毫戈瑞、微戈瑞， 沿用單位拉德(rad)：比釋動(dòng)能率 的定義和單位單位時(shí)間內(nèi)的比釋動(dòng)能 單位：戈瑞/秒(Gys-1)111KgJGyGymGyGy6310101Gyrad2101 dtd輻射量和單位18（1）吸收劑量的定義和單位吸收劑量是用來(lái)表征受照物體吸收電離輻射能量程度的一個(gè)物理量。定義：任何電離輻射，授予質(zhì)量為 的物質(zhì)的平均能量 除以 所得的商，即： 式中 為平均授予能，或者說(shuō)：電離輻射傳給單位質(zhì)量的被照射物質(zhì)的能量叫吸收劑量，吸收劑量的大小，一方面取決于電離輻射的能量，另一方面還取決

8、于被照射物質(zhì)的種類。它適用于任何電離輻射和任何被照射的物質(zhì)。dmdDdmddm輻射量和單位19吸收劑量（D）的單位和比釋動(dòng)能相同，SI單位是焦耳千克-1表示，其特定名稱為戈瑞（Gy）沿用單位為拉德（rad）1戈瑞=1焦耳/千克1戈瑞=100拉德輻射量和單位20（2）吸收劑量率的定義和單位吸收劑量率（ ）表示單位時(shí)間內(nèi)吸收劑量的增量，嚴(yán)格定義為：某一時(shí)間間隔dt內(nèi)吸收劑量的增量dD除以該時(shí)間間隔dt所得的商即：dD/dt，吸收劑量率的單位：戈瑞/時(shí)、毫戈瑞/時(shí)（ ）DhmGy /輻射量和單位21（1）照射量和比釋動(dòng)能的關(guān)系：射線照射空氣時(shí)，如果忽略次級(jí)電子能量轉(zhuǎn)移成熱能和輻射能的部分即認(rèn)為在單位

9、質(zhì)量空氣中所產(chǎn)生的次級(jí)電子能量全部用于使空氣分子電離，則空氣中某點(diǎn)的照射量和比釋動(dòng)能在帶電粒子平衡條件下的關(guān)系為：公式中照射量的單位庫(kù)侖/千克 、比釋動(dòng)能的單位為戈瑞（Gy）1KgC輻射量和單位22例：已知空氣中某點(diǎn)射線的照射量為1.29 ，求空氣中該點(diǎn)的比釋動(dòng)能是多少？解： Gy341035. 41029. 172.331410KgC輻射量和單位23（2）比釋動(dòng)能和吸收劑量的關(guān)系比釋動(dòng)能和吸收劑量分別反映物質(zhì)吸收電離輻射的二個(gè)階段。對(duì)于一定質(zhì)量dm的物質(zhì)，不帶電粒子轉(zhuǎn)移給次級(jí)電子的平均能量 與物質(zhì)吸收能量相等，則比釋動(dòng)能和吸收劑量 相等。即：Ddmddmdtrdrdd輻射量和單位24上述成立

10、必須滿足二個(gè)條件：首先要求是帶電粒子平衡條件下；其次帶電粒子產(chǎn)生的輻射損失可以忽略不計(jì)。輻射量和單位25（3）照射量和吸收劑量的關(guān)系：A、將空氣中某點(diǎn)的照射量換算成該點(diǎn)空氣的吸收劑量。1） D空吸收劑量（戈瑞） P空空氣的照射量（庫(kù)侖/千克）2） D空空氣的吸收劑量（戈瑞） P空空氣的照射量（侖）空空31069. 8D空空72.33D輻射量和單位26B、將空氣中某點(diǎn)的照射量換算成該點(diǎn)被照射物質(zhì)的吸收劑量 受照物質(zhì)的吸收劑量GyP空氣的照射量，f轉(zhuǎn)換因子fPD物質(zhì)物質(zhì)D輻射量和單位27輻射量和單位28第五節(jié) 照射量、比釋動(dòng)能、吸收劑量的聯(lián)系和區(qū)別 輻射量種類照射量比釋動(dòng)能吸收劑量D劑量的含義表征

11、、在關(guān)心的體積內(nèi)用于電離空氣的能量表征不帶電粒子在所關(guān)心的體積內(nèi)交給帶電粒子的能量表征電離輻射在所關(guān)心的體積內(nèi)被物質(zhì)吸收的能量適用范圍輻射場(chǎng)、不帶電粒子電離輻射介質(zhì)空氣任何物質(zhì)任何物質(zhì)單位Gy、radGy、rad換算關(guān)系1KgCradGy2101radGy2101RCKg3110877. 31輻射量和單位29（1）劑量當(dāng)量一定吸收劑量的生物效應(yīng)取決于輻射的品質(zhì)和照射條件。故不同類型輻射所致吸收劑量相同，而所產(chǎn)生的生物效應(yīng)的嚴(yán)重程度或方式幾率可能不同。在輻射防護(hù)領(lǐng)域，采用輻射的品質(zhì)因數(shù)來(lái)表示傳能線密度（用LET表示，即直接電離粒子在其單位長(zhǎng)度徑跡上消耗的平均能量，單位通常用千電子伏微米）對(duì)效應(yīng)的

12、影響，對(duì)吸收劑量進(jìn)行修正，使得修正后的吸收劑量能夠較好地表達(dá)發(fā)生生物效應(yīng)的幾率或生物效應(yīng)的嚴(yán)重程度。這種修正后的吸收劑量就稱為劑量當(dāng)量H。輻射量和單位30 劑量當(dāng)量為國(guó)際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)（ICRU）所使用的一個(gè)量，用以定義實(shí)用量-周圍劑量當(dāng)量、定向劑量當(dāng)量和個(gè)人劑量當(dāng)量。組織中某點(diǎn)處的劑量當(dāng)量H是D、Q和N的乘積，即 H=DQN 式中，D是在該點(diǎn)的吸收劑量，Q是品質(zhì)因數(shù)，用以衡量不同類型的電離輻射在產(chǎn)生有害效應(yīng)方面的差異。N是所有其他修正因數(shù)的乘積，這些因數(shù)可以照顧到諸如吸收劑量率和劑量的分次給與等。目前ICRP指定N=1.對(duì)X射線來(lái)說(shuō)，其品質(zhì)因數(shù)Q也等于1.因?yàn)槠焚|(zhì)因數(shù)Q和修正因數(shù)N都是

13、無(wú)量綱量，所以劑量當(dāng)量的SI單位與吸收劑量的單位相同，即焦耳每千克。111kgJSv1111remSv1001輻射量和單位31 劑量當(dāng)量為國(guó)際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)（ICRU）所使用的一個(gè)量，用以定義實(shí)用量-周圍劑量當(dāng)量、定向劑量當(dāng)量和個(gè)人劑量當(dāng)量。組織中某點(diǎn)處的劑量當(dāng)量H是D、Q和N的乘積，即 H=DQN 式中，D是在該點(diǎn)的吸收劑量，Q是品質(zhì)因數(shù)，用以衡量不同類型的電離輻射在產(chǎn)生有害效應(yīng)方面的差異。N是所有其他修正因數(shù)的乘積，這些因數(shù)可以照顧到諸如吸收劑量率和劑量的分次給與等。目前ICRP指定N=1.對(duì)X射線來(lái)說(shuō)，其品質(zhì)因數(shù)Q也等于1.因?yàn)槠焚|(zhì)因數(shù)Q和修正因數(shù)N都是無(wú)量綱量，所以劑量當(dāng)量的SI

14、單位與吸收劑量的單位相同，即焦耳每千克。111kgJSv1111remSv1001輻射量和單位321111輻射量和單位33劑量當(dāng)量率單位時(shí)間內(nèi)的劑量當(dāng)量稱為劑量當(dāng)量率。它的SI單位為焦耳每千克每秒，單位的專名為希沃特每秒。以前用的專用單位為雷姆每秒等。1111輻射量和單位34（1）當(dāng)量劑量HT吸收劑量只反映被照射物質(zhì)吸收了多少電離輻射的能量，吸收能量越多產(chǎn)生的生物效應(yīng)就厲害。同樣的吸收劑量由于射線的種類不同，和能量不同，引起的生物效應(yīng)就不同，改變這一因素，應(yīng)該有一個(gè)與輻射種類和能量有關(guān)的因子對(duì)吸收劑量進(jìn)行修正。這個(gè)因子叫做輻射權(quán)重因子 。（用于對(duì)不同種類和能量的輻射進(jìn)行修正）。用輻射權(quán)重因子修

15、正吸收劑量叫當(dāng)量劑量。RW輻射量和單位35對(duì)于某種輻射R在某個(gè)組織或器官T中的當(dāng)量劑量 可由下式給出： 式中： 輻射R的輻射權(quán)重因子 輻射R在器官或組織T內(nèi)產(chǎn)生吸收劑量RTH,RRTRTWDH,RWRTD,輻射量和單位361111輻射量和單位37如果某一器官或組織受到幾種不同種類和能量的輻射的照射，則應(yīng)分別將吸收劑量用不同的所對(duì)應(yīng)的輻射種類進(jìn)行修正，而后相加即可得出總的當(dāng)量劑量。對(duì)于受到多種輻射的組織或器官其當(dāng)量劑量應(yīng)表示為：RTRRTDWH,輻射量和單位38輻射權(quán)重因子的數(shù)值的大小是由國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)選定的。其數(shù)值的大小表示特定種類和能量的輻射在小劑量時(shí)誘發(fā)生物效應(yīng)的機(jī)率大小。、射線不論其

16、能量大小其輻射權(quán)重因子1RW輻射量和單位39（2）當(dāng)量劑量的單位由于 是無(wú)量綱的，當(dāng)量劑量的SI單位為 ，專用名稱為希沃特（SV），因此， 。此外還有毫希沃特（mSV）和微希沃特（SV）RW1KgJ111KgJSVVVVSmSS6310101輻射量和單位40 是單位時(shí)間內(nèi)的當(dāng)量劑量。SI單位為希沃特秒-1（ ）TH1 SSV輻射量和單位41（1）組織權(quán)重因子： 輻射防護(hù)中通常遇到的情況是小劑量慢性照射，在這種情況下引起的輻射效應(yīng)主要是隨機(jī)性效應(yīng)。隨機(jī)性效應(yīng)發(fā)生機(jī)率與受照器官與組織有關(guān)，也就是不同的器官或組織雖然吸收相同當(dāng)量劑量的射線，但發(fā)生隨機(jī)性效應(yīng)的機(jī)率可能不一樣。為了考慮不同器官或組織對(duì)發(fā)

17、生輻射隨機(jī)性效應(yīng)的不同敏感性，引入一個(gè)新的權(quán)重因子對(duì)當(dāng)量劑量進(jìn)行修正，使其修正后的當(dāng)量劑量能夠正確的反映出受照組織或器官吸收射線后所受的危險(xiǎn)程度。這個(gè)對(duì)組織或器官T的當(dāng)量劑量進(jìn)行修正的因子稱為組織權(quán)重因子，用WT表示。每個(gè)WT均小于1，對(duì)射線越敏感的組織，WT越大，所有組織的權(quán)重因子的總和為1。輻射量和單位42（2）有效劑量及單位：經(jīng)過(guò)組織權(quán)重因子WT加權(quán)修正后的當(dāng)量劑量稱為有效劑量，用字母E表示。由于WT為無(wú)量綱，所以E的單位與當(dāng)量劑量HT單位相同為，專用單位SV 通常在接受照射中，會(huì)同時(shí)涉及幾個(gè)器官或組織，所以應(yīng)該有不同組織或器官的WT分別對(duì)相應(yīng)的器官或組織的劑量當(dāng)量進(jìn)行修正，所以有效劑量

18、E是對(duì)所有組織或器官加權(quán)修正的當(dāng)量劑量的總和。用公式表示如下： TTTHWE輻射量和單位43 由當(dāng)量劑量定義可得到： 式中：HT組織或器官T所受的當(dāng)量劑量 WT 組織或器官T的組織權(quán)重因子 WR 輻射R的輻射權(quán)重因子 DTR組織或器官T內(nèi)的平均劑量 E有效劑量，單位：JKg-1，稱為希沃特（SV）TRRRTDWHTRRRTTDWWE輻射量和單位44輻射量和單位45當(dāng)放射性核素被攝入人體內(nèi)時(shí)，引起的劑量是這些核素滯留在人體內(nèi)期間所受的劑量。待積劑量是在此期間所受的總劑量，并按照劑量的接受率在某一特定時(shí)間內(nèi)的積分計(jì)算。任何相關(guān)的劑量限值均適用于因攝入放射性核素所受的待積劑量。一、待積當(dāng)量劑量待積當(dāng)

19、量劑量是人體在單次攝入放射性物質(zhì)后待定組織內(nèi)接受的當(dāng)量劑量率在待定時(shí)間t內(nèi)的時(shí)間積分。其定義為：dttHHttTT00)()(輻射量和單位46二、待積有效劑量體內(nèi)放射性核素的沉積及其照射劑量通常是不均勻分布的。為了估計(jì)其所造成的隨機(jī)性效應(yīng)的總危害可以計(jì)算t時(shí)間內(nèi)的待積有效劑量E（t），為此可將單次攝入放射性核素對(duì)組織或器官T造成的待積當(dāng)量劑量HT（t）與相應(yīng)的組織權(quán)重因數(shù)WT 相乘后求和。其定義為：)()(TTTHWE輻射量和單位47 由某種給定的實(shí)踐和源所產(chǎn)生的輻射照射的總影響取決于受照人數(shù)和他們所受的劑量。因此，將集體劑量定義為不同的受照人群組所受的平均劑量與每組人數(shù)乘積之總和。 一、集體當(dāng)量劑量一、集體當(dāng)量劑量 組織或器官T的集體當(dāng)量劑量ST定義為： 式中Ni是該人群中接受平均器官當(dāng)量劑量HT，i的一組亞群i的人數(shù)。iiiTTNHS,輻射量和單位48二、集體有效劑量將待積當(dāng)量劑量公式中的平均當(dāng)量劑量HT，i換成平均有效劑量Ei，即為集體有效劑量S，其定義為：iiiNES輻射量和單位49 某人群受照射時(shí)，人群中每個(gè)成員接受的劑量不會(huì)完全一樣，為了把所受照射與個(gè)體預(yù)計(jì)發(fā)生的危害相聯(lián)系，提出人均劑量概念：它表面上時(shí)針對(duì)個(gè)人，實(shí)際上是針對(duì)群體，是該人群中一系列真實(shí)劑量的平均值。人均當(dāng)量劑量H和人均有效劑量HE的定義為： 式中ST和SE分別是t