鄭鈞正放射物理基礎(chǔ)

1、1放射衛(wèi)生防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí) 鄭鈞正鄭鈞正 研究員，教研究員，教 授，博士生導(dǎo)師授，博士生導(dǎo)師19651993中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究所中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究所1993.10. 以后以后中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所（原衛(wèi)生部工衛(wèi)所）全醫(yī)學(xué)所（原衛(wèi)生部工衛(wèi)所） 、復(fù)旦大學(xué)復(fù)旦大學(xué)、等多所等多所高校高校連任連任全國衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)全國衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(huì)委員等委員會(huì)委員等; 01062389924，89658626219421942年年9 9月生于福建。月生于福建。1965.81965.81993.101993.10任職任職于中國醫(yī)學(xué)科學(xué)中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)放

2、射醫(yī)學(xué)于中國醫(yī)學(xué)科學(xué)中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)放射醫(yī)學(xué)研究所（北京研究所（北京19691969四川四川19841984天津）天津）19931993年年1010月后月后調(diào)回北京，任職于原衛(wèi)生部工業(yè)衛(wèi)生實(shí)驗(yàn)所，調(diào)回北京，任職于原衛(wèi)生部工業(yè)衛(wèi)生實(shí)驗(yàn)所，現(xiàn)中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安全現(xiàn)中國疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所醫(yī)學(xué)所 (100088(100088北京市德外新康街北京市德外新康街2 2號(hào)號(hào)) )3放射衛(wèi)生防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí) 45人類不但長(zhǎng)年累月受著天然人類不但長(zhǎng)年累月受著天然源電離輻射照射源電離輻射照射, ,而且隨人類生而且隨人類生產(chǎn)與生活活動(dòng)的不斷延伸擴(kuò)展產(chǎn)與生活活動(dòng)的不斷延伸擴(kuò)展和科學(xué)技術(shù)的

3、不斷進(jìn)步，又日和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，又日益增加了各種各樣人工源電離益增加了各種各樣人工源電離輻射照射。輻射照射。67各種電離輻射照射的全球人均年有效劑量各種電離輻射照射的全球人均年有效劑量照照 射射 來來 源源人均年有效劑量人均年有效劑量（m Sv）2000年年范范 圍圍（m Sv） 天然本底輻射天然本底輻射 2.41 10高本底地區(qū)可達(dá)數(shù)倍高本底地區(qū)可達(dá)數(shù)倍 醫(yī)學(xué)放射診斷醫(yī)學(xué)放射診斷 0.40.04 1.0 大氣層核試驗(yàn)大氣層核試驗(yàn) 0.0051963 年高達(dá)年高達(dá) 0.15，北半球高于南半球北半球高于南半球 切爾諾貝利切爾諾貝利 核事故核事故 0.002已從最大的已從最大的1986 年北年

4、北半球平均值半球平均值 0.04 下降下降 核動(dòng)力生產(chǎn)核動(dòng)力生產(chǎn) 0.0002隨核電站增加而升高隨核電站增加而升高,又又隨技術(shù)改進(jìn)而降低隨技術(shù)改進(jìn)而降低8電離輻射：電離輻射： 能夠引起物質(zhì)電離的輻射能夠引起物質(zhì)電離的輻射 例如例如 宇宙射線，宇宙射線， 、 、 、X 射線，射線， 中子、質(zhì)子、正負(fù)電子、重粒子、中子、質(zhì)子、正負(fù)電子、重粒子、 裂變碎片等裂變碎片等 天然源電離輻射天然源電離輻射 初級(jí)宇宙線，次級(jí)宇宙線；宇生核素：初級(jí)宇宙線，次級(jí)宇宙線；宇生核素：3H, 7Be, 14C, 22Na 地殼中原生放射性核素：地殼中原生放射性核素： 鈾系鈾系(從從238U開始，其開始，其T1/2 44

5、.7 億億年年) ,釷系釷系(232Th, T1/2 141 億年億年)，錒系，錒系(235U , T1/2 7.1 億年億年)； 40K（ T1/2 12.8 億年億年)，87Rb(T1/2 475 億年億年) 等；镎系等；镎系(人工放人工放射系，射系，237NP , T1/2 2.2 百萬年百萬年) 人工源電離輻射人工源電離輻射 兩千多種人工放射性核素：如兩千多種人工放射性核素：如 60Co, 90Sr, 137Cs, 99m Tc,131I 等半衰期等半衰期 T1/2 為為10 年以上的約百種年以上的約百種910 電磁輻射種類電磁輻射種類 頻頻 率率 （ Hz ） 波波 長(zhǎng)長(zhǎng) （ m ）

6、 無線電波無線電波1 105 31012 3103 110 0 微微 波波3108 31013110 0 110- 5 紅外線紅外線11012 3.91014 310- 4 7.710- 7 可見光線可見光線3.91014 7.51014 7.710- 7 410-7 紫外線紫外線7.51014 51016 410- 7 610-9 X 射線射線31016 31020 110- 8 110-12 射線射線31019 以上以上110- 11 以下以下電電 磁磁 輻輻 射（波）譜射（波）譜11122. 廣泛利用電離輻射 是杰出的科技成就 電離輻射技術(shù) 在各行各業(yè)廣泛應(yīng)廣泛應(yīng)用用是二十世紀(jì) 杰出的科

7、技成就 ！131895.11.8德國物理學(xué)家德國物理學(xué)家W.C.Rntgen（1845 1923）發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了 X 射線射線1901 年榮獲首屆年榮獲首屆Nobel物理學(xué)獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)14X射線發(fā)現(xiàn)后數(shù)月射線發(fā)現(xiàn)后數(shù)月即在醫(yī)學(xué)上開始即在醫(yī)學(xué)上開始越來來越廣的應(yīng)用廣的應(yīng)用這是這是1895 年年12月月22日拍攝的日拍攝的人類人類 第一張第一張X射線圖射線圖像(倫琴夫人左手倫琴夫人左手)開創(chuàng)了揭示人的了揭示人的活體內(nèi)部結(jié)構(gòu)之活體內(nèi)部結(jié)構(gòu)之先河。15161898 年年 法國科學(xué)家法國科學(xué)家 居里夫婦居里夫婦 發(fā)現(xiàn)了放射性元素發(fā)現(xiàn)了放射性元素 鐳鐳 和和 釙釙 榮獲榮獲 1903 年年 Nobel Nob

8、el 物理學(xué)獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)17劃時(shí)代的杰出發(fā)現(xiàn) “這一發(fā)現(xiàn)宣布了現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)代的到來，使醫(yī)學(xué)發(fā)生了革命”簡(jiǎn)明不列顛百科全書簡(jiǎn)明不列顛百科全書1819 1905 1905年年 Nobel Nobel 物理學(xué)獎(jiǎng)：物理學(xué)獎(jiǎng)： 德國德國 P.P.倫納德倫納德研究陰極射線，研究陰極射線，1902 1902 年發(fā)現(xiàn)光年發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)電效應(yīng) 19141914年年 Nobel Nobel 物理學(xué)獎(jiǎng)：物理學(xué)獎(jiǎng)： 德國德國 M.F.M.F.勞厄勞厄 1912 1912 年發(fā)現(xiàn)晶體中年發(fā)現(xiàn)晶體中 X X 射線射線的衍射的衍射 19151915年年 Nobel Nobel 物理學(xué)獎(jiǎng)：物理學(xué)獎(jiǎng)： 英國英國 W.H.W.H.布

9、拉格布拉格 、W.L.W.L.布拉格布拉格 X X 射線衍射射線衍射研究晶體結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)研究晶體結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn) 19171917年年 Nobel Nobel 物理學(xué)獎(jiǎng)：物理學(xué)獎(jiǎng)： 英國英國 C.G.C.G.巴克拉巴克拉 1911 1911 年發(fā)現(xiàn)年發(fā)現(xiàn) X X 射線對(duì)元射線對(duì)元素的特征發(fā)射素的特征發(fā)射 19241924年年 Nobel Nobel 物理學(xué)獎(jiǎng)：物理學(xué)獎(jiǎng)： 瑞典瑞典 K.M.K.M.西厄班西厄班 研究研究 X X 射線光譜學(xué)的貢獻(xiàn)射線光譜學(xué)的貢獻(xiàn) 19271927年年 Nobel Nobel 物理學(xué)獎(jiǎng)：物理學(xué)獎(jiǎng)： 美國美國 A.H.A.H.康普頓康普頓 1923 1923 年發(fā)現(xiàn)電磁波的

10、康普年發(fā)現(xiàn)電磁波的康普頓效應(yīng)頓效應(yīng) 19461946年年 Nobel Nobel 生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)：生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)： 美國美國 H.J.H.J.繆勒繆勒 1923 1923 年發(fā)現(xiàn)年發(fā)現(xiàn)X X射線能使射線能使果蠅染色體突變，發(fā)展了實(shí)驗(yàn)遺傳學(xué)果蠅染色體突變，發(fā)展了實(shí)驗(yàn)遺傳學(xué) 19641964年年 Nobel Nobel 化學(xué)獎(jiǎng)：化學(xué)獎(jiǎng)： 英國英國 D.C.D.C.霍奇金霍奇金 1955 1955 年用年用X X 射線衍射方法成功射線衍射方法成功研究青霉素和維生素研究青霉素和維生素B B12 12 等的分子結(jié)構(gòu)等的分子結(jié)構(gòu) 19791979年年 Nobel Nobel 生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)：美國生理學(xué)和醫(yī)

11、學(xué)獎(jiǎng)：美國 A.M. A.M. 科馬克和英國科馬克和英國 G.N.G.N.豪斯菲爾德豪斯菲爾德 1972 1972 年發(fā)明年發(fā)明 X X 射線射線 CTCT20 X X射線的發(fā)現(xiàn)射線的發(fā)現(xiàn)“ “ 宣布了現(xiàn)代宣布了現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)代的到來，使醫(yī)學(xué)發(fā)生物理學(xué)時(shí)代的到來，使醫(yī)學(xué)發(fā)生了革命。了革命?！?1劃時(shí)代的杰出發(fā)現(xiàn)劃時(shí)代的杰出發(fā)現(xiàn)首先引發(fā)醫(yī)學(xué)革命，并首先引發(fā)醫(yī)學(xué)革命，并從此拉開了人類利用原子從此拉開了人類利用原子能的新時(shí)代能的新時(shí)代 ！22 尤其是二十世紀(jì)以來，尤其是二十世紀(jì)以來，在諸在諸多跨領(lǐng)域、跨專業(yè)相關(guān)學(xué)科多跨領(lǐng)域、跨專業(yè)相關(guān)學(xué)科 的的中發(fā)展，越來越密中發(fā)展，越來越密切地關(guān)系到國防（以及反恐新

12、切地關(guān)系到國防（以及反恐新形勢(shì)下的核安全）、能源、醫(yī)形勢(shì)下的核安全）、能源、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、考古學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、考古等國民經(jīng)濟(jì)等國民經(jīng)濟(jì)23人類始終生活在充滿輻射的環(huán)境中，然而直到近一個(gè)世紀(jì)前才發(fā)現(xiàn)生存環(huán)境中的放射性，并迅速加以越來越廣泛的利用。 近百余年來，隨著人類生產(chǎn)與生活活動(dòng)不斷延伸擴(kuò)展，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，以及社會(huì)文明的發(fā)展和演變。 人類在利用電離輻射技術(shù)的過程中,也不斷改進(jìn)和加深對(duì)電離輻射本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，從而駕馭這把雙刃劍。24. .放射防護(hù)是發(fā)展核科學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用的基礎(chǔ)。 電離輻射技術(shù)是把雙刃雙刃劍劍獲取利益與潛在危險(xiǎn)并獲取利益與潛在危險(xiǎn)并存。存。 放射防護(hù)學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。放射

13、防護(hù)學(xué)應(yīng)運(yùn)而生。25放射性損傷案例陸續(xù)出現(xiàn)放射性損傷案例陸續(xù)出現(xiàn) 紅斑劑量紅斑劑量 耐受劑量耐受劑量 容許劑量容許劑量 放射防護(hù)放射防護(hù)的重要性日益凸顯在各行的重要性日益凸顯在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用電離輻射技術(shù)中強(qiáng)化放射各業(yè)廣泛應(yīng)用電離輻射技術(shù)中強(qiáng)化放射防護(hù)是歷史的必然。防護(hù)是歷史的必然。26以趨利避害為 宗旨的放射防護(hù)是 促進(jìn)發(fā)展電離輻射 技術(shù)及其應(yīng)用的前 提與基礎(chǔ) ！27 W.C. Rentgen 倫琴倫琴 A.H. Becquerel 貝可勒爾貝可勒爾 放射性 P. Curie & M . Curie 居里夫婦居里夫婦 1925 第一屆第一屆 國際放射學(xué)大會(huì)國際放射學(xué)大會(huì) 國際輻射單位與測(cè)量委

14、員會(huì)國際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)（ I C R U ）1928 第二屆第二屆 國際放射學(xué)大會(huì)國際放射學(xué)大會(huì) 國際國際 X 射線和鐳防護(hù)委員會(huì)（射線和鐳防護(hù)委員會(huì)（ICXRP）于于1950年改名為年改名為 美國在日本廣島、長(zhǎng)崎投下第一、二顆美國在日本廣島、長(zhǎng)崎投下第一、二顆 核能發(fā)電核能發(fā)電 X 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描裝置射線計(jì)算機(jī)斷層掃描裝置（）284. 主要的電離輻射量及其單位 4.1 輻射量及其單位概述 4.2 電離輻射基本量及其單位 4.3 輻射防護(hù)劑量學(xué)中的量及其單位294.14.1 輻射量及其單位概述 計(jì)量電離輻射的重要性計(jì)量電離輻射的重要性 電離輻射劑量學(xué)電離輻射劑量學(xué) 國際輻射單位與測(cè)量

15、委員會(huì)國際輻射單位與測(cè)量委員會(huì) 輻射量及其單位的歷史沿革輻射量及其單位的歷史沿革30電離輻射的計(jì)量，是計(jì)量科學(xué)不斷發(fā)展的新分支，電離輻射與受照物質(zhì)相互作用的物理量度十分重要，這是各行各業(yè)廣泛利用電離輻射技術(shù)，以及放射防護(hù)學(xué)和放射損傷防治所必不可少的重要基礎(chǔ) 。31電離輻射劑量學(xué) 主要研究電離輻射的能量在物質(zhì)中的轉(zhuǎn)移、吸收規(guī)律，受照射物質(zhì)里的劑量分布及其與輻射場(chǎng)的關(guān)系，照射劑量與有關(guān)輻射效應(yīng)的關(guān)系，在各種電離輻射照射中各類電離輻射量的測(cè)量以及計(jì)算方法等32例：早期計(jì)量例：早期計(jì)量X X射線的量的沿革射線的量的沿革 18951895年發(fā)現(xiàn)年發(fā)現(xiàn)X X射線并迅速用于醫(yī)學(xué)，曾通行引起皮膚紅射線并迅速用

16、于醫(yī)學(xué)，曾通行引起皮膚紅 斑效應(yīng)而規(guī)定的紅斑劑量斑效應(yīng)而規(guī)定的紅斑劑量 19081908年法國年法國 VillardVillard 提出基于測(cè)量電離的提出基于測(cè)量電離的“ “ e ”e ”單位單位 19211921年法國年法國 I.Solomon I.Solomon 提出與提出與 1 1克鐳相比較的克鐳相比較的 R R單位單位 1923 1923 年德國年德國 H.BehnkenH.Behnken 提出以提出以 1cm1cm3 3 空氣受空氣受X X射線照射線照 射產(chǎn)生電離電荷為基礎(chǔ)的倫琴（射產(chǎn)生電離電荷為基礎(chǔ)的倫琴（R R）單位）單位 19281928年第二屆國際放射學(xué)大會(huì)通過倫琴單位統(tǒng)一定

17、義年第二屆國際放射學(xué)大會(huì)通過倫琴單位統(tǒng)一定義 19371937年第五屆國際放射學(xué)大會(huì)把倫琴單位推廣應(yīng)用到年第五屆國際放射學(xué)大會(huì)把倫琴單位推廣應(yīng)用到 射線，明確基于射線，明確基于標(biāo)準(zhǔn)狀況下標(biāo)準(zhǔn)狀況下 1 cm1 cm3 3 空氣電離空氣電離 19301930年建議年建議 1 1克鐳的蛻變率取作每秒克鐳的蛻變率取作每秒 3.73.710101010次次 19481948年又出現(xiàn)年又出現(xiàn)“物理當(dāng)量倫琴物理當(dāng)量倫琴”和和“生物當(dāng)量倫琴生物當(dāng)量倫琴”進(jìn)進(jìn) 入了能量吸收的概念入了能量吸收的概念 19531953年年 ICRUICRU提出以拉德為單位的吸收劑量提出以拉德為單位的吸收劑量 19621962年年

18、 ICRUICRU第第10a10a報(bào)告較系統(tǒng)規(guī)范了輻射量和單位報(bào)告較系統(tǒng)規(guī)范了輻射量和單位33國際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)ICRU 成立于 1925 年 ICRUICRU與國際計(jì)量局（與國際計(jì)量局（BIPMBIPM）等相互關(guān)聯(lián)）等相互關(guān)聯(lián)關(guān)于電離輻射量與單位關(guān)于電離輻射量與單位基本報(bào)告基本報(bào)告的演進(jìn)的演進(jìn) ICRU 10aICRU 10a輻射量和單位輻射量和單位(1962)(1962)（已過時(shí)）（已過時(shí)） ICRU 11 ICRU 11 輻射量和單位輻射量和單位(1968)(1968)（已過時(shí)）（已過時(shí)） ICRU 19 ICRU 19 輻射量和單位輻射量和單位(1971)(1971)（已過時(shí)）（

19、已過時(shí)） ICRU 33 ICRU 33 輻射量和單位輻射量和單位(1980)(1980)（已過時(shí)）（已過時(shí)） ICRU 51ICRU 51 輻射防護(hù)劑量學(xué)中的量和單位輻射防護(hù)劑量學(xué)中的量和單位 19931993 ICRU 60ICRU 60 電離輻射的基本量和單位電離輻射的基本量和單位19981998344.2 電離輻射基本量及其單位 4.2.1 放射計(jì)量學(xué)量 4.2.2 相互作用系數(shù)與相關(guān)量 4.2.3 劑量學(xué)量 4.2.4 放射性活度354.2.1 4.2.1 放射計(jì)量學(xué)量放射計(jì)量學(xué)量 ICRU 60ICRU 60號(hào)報(bào)告共定義了號(hào)報(bào)告共定義了 16 16 個(gè)放射計(jì)量學(xué)量比個(gè)放射計(jì)量學(xué)量比

20、 ICRUICRU 33 33號(hào)報(bào)告增加了號(hào)報(bào)告增加了 6 6個(gè)矢量的量個(gè)矢量的量 標(biāo)量的放射計(jì)量學(xué)量：標(biāo)量的放射計(jì)量學(xué)量： 粒子數(shù)，輻射能，粒子通量，能通量，注量，粒子數(shù)，輻射能，粒子通量，能通量，注量， 能注量，注量率，能注量率，粒子輻射度，能注量，注量率，能注量率，粒子輻射度， 能量輻射度。能量輻射度。 矢量的放射計(jì)量學(xué)量：矢量的放射計(jì)量學(xué)量： 矢量的粒子輻射度，矢量的能量輻射度，矢量的粒子輻射度，矢量的能量輻射度， 矢量的注量率，矢量的能注量率，矢量的注量率，矢量的能注量率， 矢量的注量，矢量的能注量。矢量的注量，矢量的能注量。364.2.2 4.2.2 相互作用系數(shù)與相關(guān)量相互作用系

21、數(shù)與相關(guān)量 ICRU 60 ICRU 60 號(hào)報(bào)告共定義了號(hào)報(bào)告共定義了7 7個(gè)相互作個(gè)相互作用系數(shù)的相關(guān)量，比用系數(shù)的相關(guān)量，比 ICRUICRU3333號(hào)報(bào)告少號(hào)報(bào)告少一個(gè)一個(gè)質(zhì)能吸收系數(shù)質(zhì)能吸收系數(shù) 截截 面面 質(zhì)質(zhì)( (量量) )能能( (量量) )轉(zhuǎn)移系數(shù)轉(zhuǎn)移系數(shù) 質(zhì)量減弱系數(shù)質(zhì)量減弱系數(shù) 質(zhì)量阻止本領(lǐng)質(zhì)量阻止本領(lǐng) 輻射化學(xué)產(chǎn)額輻射化學(xué)產(chǎn)額 傳能線密度傳能線密度 氣體中每形成一對(duì)離子所消耗的平氣體中每形成一對(duì)離子所消耗的平 均能量均能量374.2.3 4.2.3 劑量學(xué)量劑量學(xué)量 ICRU 60ICRU 60號(hào)報(bào)告共定義了號(hào)報(bào)告共定義了 12 12 個(gè)劑量學(xué)量比個(gè)劑量學(xué)量比 ICRU

22、ICRU 33 33號(hào)報(bào)告多了三個(gè)量號(hào)報(bào)告多了三個(gè)量 比釋動(dòng)能比釋動(dòng)能 (kerma(kerma) )，比釋動(dòng)能率，比釋動(dòng)能率 照射量，照射量率照射量，照射量率 比轉(zhuǎn)換能比轉(zhuǎn)換能 (cema(cema) )，比轉(zhuǎn)換能率，比轉(zhuǎn)換能率 沉積能沉積能(energy deposit)(energy deposit)，授予能，授予能 線能，比線能，比( (授予授予) )能能 吸收劑量，吸收劑量率吸收劑量，吸收劑量率38關(guān)于常用三組輻射劑量學(xué)量吸收劑量吸收劑量 D , 吸收劑量率吸收劑量率比釋動(dòng)能比釋動(dòng)能 K , 比釋動(dòng)能率比釋動(dòng)能率 照射量照射量 X , 照射量率照射量率39吸收劑量吸收劑量 D = d

23、D = d/ dm/ dm 式中式中 dd是電離輻射授予某一體積元中是電離輻射授予某一體積元中 質(zhì)量為質(zhì)量為 dmdm的物質(zhì)的平均能量的物質(zhì)的平均能量 其其 SISI單位是焦耳每千克，符號(hào)為單位是焦耳每千克，符號(hào)為 J kgJ kg-1-1 專用名稱為戈瑞，符號(hào)為專用名稱為戈瑞，符號(hào)為 GyGy 吸收劑量率吸收劑量率 D = dD = dD D / d/ dt t 式中式中d dD D是時(shí)間間隔是時(shí)間間隔d dt t內(nèi)吸收劑量的增量?jī)?nèi)吸收劑量的增量 吸收劑量率的吸收劑量率的 SI SI 單位為單位為 J kg J kg -1 -1 s s-1-1 Gy Gy s s-1-1_40比釋動(dòng)能比釋動(dòng)

24、能（kermakerma） K K kinetic energy released per unit mass kinetic energy released per unit mass K = d K = dE Etrtr / d/ dm m （ J kg J kg -1-1 ，GyGy ） 式中式中 d dE Etrtr 是非帶電電離粒子是非帶電電離粒子( (例如光子例如光子) )在在質(zhì)量為質(zhì)量為 d dm m 的物質(zhì)中，通過相互作用所釋放的物質(zhì)中，通過相互作用所釋放的所有帶電電離粒子的初始動(dòng)能之和。的所有帶電電離粒子的初始動(dòng)能之和。 比釋動(dòng)能的比釋動(dòng)能的 SI SI 單位與吸收劑量相同單

25、位與吸收劑量相同 比釋動(dòng)能率比釋動(dòng)能率 K = dK = dK K / d / dt t 1 Gy 1 Gy = 1 J kg = 1 J kg -1-1 = 100 rad = 100 rad 41照射量照射量 X = dX = dQ Q / d / dm m 式中式中dQdQ是在質(zhì)量為是在質(zhì)量為dmdm的空氣中，光子所釋的空氣中，光子所釋放的全部電子放的全部電子 ( (負(fù)電子和正電子負(fù)電子和正電子) ) 完全被完全被空氣阻止時(shí)空氣阻止時(shí), ,在空氣中產(chǎn)生一種符號(hào)的離子在空氣中產(chǎn)生一種符號(hào)的離子總電荷的絕對(duì)值。照射量的總電荷的絕對(duì)值。照射量的SISI單位是庫倫單位是庫倫每千克，符號(hào)為每千克，

26、符號(hào)為 C kg C kg -1-1 （ 1 R = 2.58 1 R = 2.58 10 10 - - 4 4 C kg C kg -1-1 ） （ 1 C kg 1 C kg -1-1 = 3.877 = 3.877 10 10 3 3 R R ） 照射量率照射量率 X = dX = dX X / d / dt t ( C kg ( C kg - - 1 1 s s -1 -1 ) )421 1）吸收劑量適用于任何電離輻射和任何介質(zhì)；吸收劑量適用于任何電離輻射和任何介質(zhì)； 比釋動(dòng)能適用于非帶電電離粒子和任何介質(zhì)；比釋動(dòng)能適用于非帶電電離粒子和任何介質(zhì)； 照射量?jī)H適用于能量在幾千電子伏至幾兆

27、電子照射量?jī)H適用于能量在幾千電子伏至幾兆電子 伏范圍內(nèi)的光子（伏范圍內(nèi)的光子（X X和和 射線）和空氣介質(zhì)。射線）和空氣介質(zhì)。 2 2）提及這幾個(gè)輻射量時(shí)，均必須指明介質(zhì)和所）提及這幾個(gè)輻射量時(shí)，均必須指明介質(zhì)和所 在位置在位置 。 3 3）照射量是根據(jù)次級(jí)電子對(duì)空氣的電離能力）照射量是根據(jù)次級(jí)電子對(duì)空氣的電離能力 來表征來表征 X X 或或 射線輻射場(chǎng)。嚴(yán)格按照定義射線輻射場(chǎng)。嚴(yán)格按照定義 測(cè)量照射量必須滿足電子平衡條件（測(cè)量照射量必須滿足電子平衡條件（ 即進(jìn)入即進(jìn)入 與離開所考察體積元的次級(jí)電子的總能量及能與離開所考察體積元的次級(jí)電子的總能量及能 譜分布均等同）。譜分布均等同）。434 4

28、）非帶電電離粒子與物質(zhì)相互作用可分為兩個(gè)）非帶電電離粒子與物質(zhì)相互作用可分為兩個(gè) 步驟，首先非帶電電離粒子在物質(zhì)中產(chǎn)生帶步驟，首先非帶電電離粒子在物質(zhì)中產(chǎn)生帶 電電離粒子和另外的次級(jí)非帶電電離粒子而電電離粒子和另外的次級(jí)非帶電電離粒子而 損失能量；然后帶電粒子將能量授與物質(zhì)。損失能量；然后帶電粒子將能量授與物質(zhì)。 這兩個(gè)步驟一般并不發(fā)生在同一地點(diǎn)。比釋這兩個(gè)步驟一般并不發(fā)生在同一地點(diǎn)。比釋 動(dòng)能表示第一步驟的結(jié)果，而吸收劑量表示動(dòng)能表示第一步驟的結(jié)果，而吸收劑量表示 第二步驟的結(jié)果。第二步驟的結(jié)果。比釋動(dòng)能和吸收劑量雖然比釋動(dòng)能和吸收劑量雖然 有相同的量綱及單位，但概念完全不同有相同的量綱及單

29、位，但概念完全不同。 5 5）如果在物質(zhì)內(nèi)部，在要確定其比釋動(dòng)能的那）如果在物質(zhì)內(nèi)部，在要確定其比釋動(dòng)能的那 點(diǎn)處存在著點(diǎn)處存在著帶電粒子平衡帶電粒子平衡，并且軔致輻射損，并且軔致輻射損 失可以忽略不計(jì)，則該點(diǎn)處的比釋動(dòng)能與吸失可以忽略不計(jì)，則該點(diǎn)處的比釋動(dòng)能與吸 收劑量相等。收劑量相等。446 6）測(cè)得照射量）測(cè)得照射量 X X 就可推算出相應(yīng)的吸收劑量就可推算出相應(yīng)的吸收劑量D D 即即 D Dm m = f = fm m X X 。 7 7）比釋動(dòng)能和照射量）比釋動(dòng)能和照射量 所反映的都是非帶電電離粒所反映的都是非帶電電離粒子與物質(zhì)相互作用的結(jié)果。比釋動(dòng)能適用于任何的子與物質(zhì)相互作用的結(jié)

30、果。比釋動(dòng)能適用于任何的非帶電電離粒子和任何物質(zhì)，劑量學(xué)上常以對(duì)某種非帶電電離粒子和任何物質(zhì)，劑量學(xué)上常以對(duì)某種適當(dāng)物質(zhì)的比釋動(dòng)能率來描述間接電離粒子輻射場(chǎng)；適當(dāng)物質(zhì)的比釋動(dòng)能率來描述間接電離粒子輻射場(chǎng)；而照射量只能適用于能量在幾千電子伏至幾兆電子而照射量只能適用于能量在幾千電子伏至幾兆電子伏范圍內(nèi)的光子（伏范圍內(nèi)的光子（X X和和 線）和空氣介質(zhì)。當(dāng)線）和空氣介質(zhì)。當(dāng)X X或或 線線與物質(zhì)相互作用時(shí)，若軔致輻射損失和次級(jí)過程產(chǎn)與物質(zhì)相互作用時(shí)，若軔致輻射損失和次級(jí)過程產(chǎn)生的帶電粒子可忽略不計(jì)，則照射量就等于空氣中生的帶電粒子可忽略不計(jì)，則照射量就等于空氣中比釋動(dòng)能的電離當(dāng)量。即比釋動(dòng)能的電離

31、當(dāng)量。即 K K空氣空氣 = (W / e) X = (W / e) X 。45 4.2.4 放射性活度 ICRU 60號(hào)報(bào)告共定義了 3 個(gè)劑量學(xué)量， 與 33 號(hào)報(bào)告相同 衰變常數(shù)衰變常數(shù): : = d= dP P / / d dt t ( s( s-1 -1 ) ) 活度：活度：A = dA = dN N / / d dt t ( s( s-1-1，B Bq q ) ) 空氣比釋動(dòng)能率常數(shù)空氣比釋動(dòng)能率常數(shù): : = = l l 2 2K K / / A ( mA ( m2 2 G Gy y B Bq q-1-1 s s-1 -1 ) )464.3 4.3 輻射防護(hù)劑量學(xué)中的輻射防護(hù)劑量

32、學(xué)中的 量及其單位量及其單位4.3.1 4.3.1 用于放射防護(hù)測(cè)量與用于放射防護(hù)測(cè)量與 計(jì)算的量和單位計(jì)算的量和單位4.3.2 4.3.2 基于平均值并用于限基于平均值并用于限 制目的的量制目的的量474.3.1 4.3.1 用于放射防護(hù)測(cè)量與計(jì)用于放射防護(hù)測(cè)量與計(jì) 算的量和單位注量；授予能，算的量和單位注量；授予能，吸收劑量，吸收劑量率吸收劑量，吸收劑量率, , 傳能傳能線密度線密度, , 線能量線能量, ,吸收劑量按傳吸收劑量按傳能線密度的分布；劑量當(dāng)量，能線密度的分布；劑量當(dāng)量，劑量當(dāng)量率，周圍劑量當(dāng)量劑量當(dāng)量率，周圍劑量當(dāng)量 ，定向劑量當(dāng)量定向劑量當(dāng)量 ，個(gè)人劑量當(dāng)量，個(gè)人劑量當(dāng)量4

33、8劑量當(dāng)量劑量當(dāng)量 H=DQN( SvH=DQN( Sv，1 Sv1 Sv = 1 J kg = 1 J kg -1-1= 100 rem= 100 rem ) )周圍劑量當(dāng)量周圍劑量當(dāng)量(ambient dose equivalent)(ambient dose equivalent) 輻射場(chǎng)中某點(diǎn)處的周圍劑量當(dāng)量輻射場(chǎng)中某點(diǎn)處的周圍劑量當(dāng)量H H* *(d)(d)定義為相應(yīng)的擴(kuò)定義為相應(yīng)的擴(kuò)展齊向場(chǎng)在展齊向場(chǎng)在 ICRU ICRU 球內(nèi)逆齊向場(chǎng)的半徑上深度球內(nèi)逆齊向場(chǎng)的半徑上深度 d d 處所產(chǎn)生處所產(chǎn)生的劑量當(dāng)量。對(duì)于強(qiáng)貫穿輻射，推薦的劑量當(dāng)量。對(duì)于強(qiáng)貫穿輻射，推薦 d = 10 mm

34、d = 10 mm 。定向劑量當(dāng)量定向劑量當(dāng)量(directional dose equivalent)(directional dose equivalent) 輻射場(chǎng)中某點(diǎn)處的定向劑量當(dāng)量輻射場(chǎng)中某點(diǎn)處的定向劑量當(dāng)量 H(dH(d ,) ,)定義為相定義為相應(yīng)擴(kuò)展場(chǎng)在應(yīng)擴(kuò)展場(chǎng)在 ICRU ICRU 球內(nèi)、沿指定方向球內(nèi)、沿指定方向的半徑上深度的半徑上深度d d處所處所產(chǎn)生的劑量當(dāng)量。對(duì)于弱貫穿輻射。產(chǎn)生的劑量當(dāng)量。對(duì)于弱貫穿輻射。d = 0.07mmd = 0.07mm個(gè)人劑量當(dāng)量個(gè)人劑量當(dāng)量 (personal dose equivalent)(personal dose equival

35、ent) 個(gè)人某一指定點(diǎn)下面適當(dāng)深度個(gè)人某一指定點(diǎn)下面適當(dāng)深度 d d 處的軟組織內(nèi)的劑量處的軟組織內(nèi)的劑量當(dāng)量當(dāng)量HP(dHP(d) )。此劑量學(xué)量適用于強(qiáng)、弱貫穿輻射。對(duì)于強(qiáng)與。此劑量學(xué)量適用于強(qiáng)、弱貫穿輻射。對(duì)于強(qiáng)與弱貫穿輻射，分別推薦弱貫穿輻射，分別推薦d = 10 mm d = 10 mm ；d = 0.07 mm d = 0.07 mm 。 49 4.3.2 4.3.2 基于平均值并用于限制目的的量基于平均值并用于限制目的的量 器官平均吸收劑量器官平均吸收劑量: D: DT T = = T T / m/ mT T D DT T = ( = ( m mT T ) )-1-1 m mT

36、 T D D d dm m (J kg(J kg-1-1, , GyGy) ) 當(dāng)量劑量：當(dāng)量劑量： H HT T = = W WR R D DT,R T,R (Sv(Sv) ) 有效劑量：有效劑量： E = WE = WT T H HT T = W= WT T W WR R D DT,RT,R （SvSv）50ICRP 60ICRP 60# # 放射防護(hù)中使用的量放射防護(hù)中使用的量 基本劑量學(xué)量基本劑量學(xué)量 吸收劑量吸收劑量 D D（點(diǎn)量；器官平均量）（點(diǎn)量；器官平均量） 當(dāng)量劑量當(dāng)量劑量 H HT T 有效劑量有效劑量 E E 輔助劑量學(xué)量輔助劑量學(xué)量 待積當(dāng)量劑量待積當(dāng)量劑量 H HT

37、T()=)=H HT T(t)d(t)dt t 待積有效劑量待積有效劑量 E(E()=W)=WT T H HT T() ) 集體當(dāng)量劑量集體當(dāng)量劑量 S ST T 集體有效劑量集體有效劑量 S S （人（人 Sv Sv）51幾個(gè)輻射量通稱的術(shù)語幾個(gè)輻射量通稱的術(shù)語 劑量劑量 泛指某一對(duì)象所接受或泛指某一對(duì)象所接受或“吸收吸收”的電離輻射的一的電離輻射的一種量度。根據(jù)上下文種量度。根據(jù)上下文 可以指某點(diǎn)吸收劑量、器官平均可以指某點(diǎn)吸收劑量、器官平均吸收劑量、當(dāng)量劑量、有效劑量、待積當(dāng)量劑量、待吸收劑量、當(dāng)量劑量、有效劑量、待積當(dāng)量劑量、待積有效劑量等積有效劑量等 集體劑量集體劑量 泛指某一群體所

38、接受的總電離輻射照射的一種表泛指某一群體所接受的總電離輻射照射的一種表示，即該群體成員人數(shù)與他們所接受的平均劑量之積。示，即該群體成員人數(shù)與他們所接受的平均劑量之積?？梢允羌w當(dāng)量劑量、集體有效劑量可以是集體當(dāng)量劑量、集體有效劑量 等。等。 實(shí)用量實(shí)用量 泛指泛指 ICRU ICRU 提出的在放射防護(hù)實(shí)踐中，可進(jìn)行實(shí)提出的在放射防護(hù)實(shí)踐中，可進(jìn)行實(shí)際測(cè)量的周圍劑量當(dāng)量、定向劑量當(dāng)量和個(gè)人劑量當(dāng)際測(cè)量的周圍劑量當(dāng)量、定向劑量當(dāng)量和個(gè)人劑量當(dāng)量等。用于環(huán)境和人員監(jiān)測(cè)的實(shí)用量可作為防護(hù)量的量等。用于環(huán)境和人員監(jiān)測(cè)的實(shí)用量可作為防護(hù)量的合理近似。合理近似。52 535. 電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)概要 5.

39、1 電離輻射危險(xiǎn)的描述電離輻射危險(xiǎn)的描述 5.2 電離輻射生物效應(yīng)的分類電離輻射生物效應(yīng)的分類 5.3 電離輻射對(duì)機(jī)體影響的主要因素電離輻射對(duì)機(jī)體影響的主要因素54電離輻射的獨(dú)特本性表現(xiàn)在其電離輻射的獨(dú)特本性表現(xiàn)在其與物質(zhì)的各種相互作用中，這些電與物質(zhì)的各種相互作用中，這些電離輻射特性正好被利用來造福于人離輻射特性正好被利用來造福于人類，以及用于對(duì)其進(jìn)行輻射探測(cè)。類，以及用于對(duì)其進(jìn)行輻射探測(cè)。 同時(shí)同時(shí), ,電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)又是研究制定放射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，以及又是研究制定放射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，以及防治放射損傷的重要基礎(chǔ)。防治放射損傷的重要基礎(chǔ)。555.1 電離輻射危險(xiǎn)的描述電離輻射危

40、險(xiǎn)的描述 變化變化 (change)：可能有害：可能有害,也可能無害也可能無害 損傷損傷 (damage): 表示某種程度的有害變化，例如對(duì)表示某種程度的有害變化，例如對(duì) 細(xì)胞細(xì)胞,但未必對(duì)受照射個(gè)體有害但未必對(duì)受照射個(gè)體有害 損害損害 (harm)：臨床上可觀察到的有害效應(yīng)，表現(xiàn)于：臨床上可觀察到的有害效應(yīng)，表現(xiàn)于 受照射個(gè)體（軀體效應(yīng)）或其后代受照射個(gè)體（軀體效應(yīng)）或其后代 （遺傳效應(yīng)）（遺傳效應(yīng)） 危害危害 (detriment)：是一個(gè)比較復(fù)雜的概念：是一個(gè)比較復(fù)雜的概念,結(jié)合了損結(jié)合了損 害的概率、嚴(yán)重程度與顯現(xiàn)時(shí)間害的概率、嚴(yán)重程度與顯現(xiàn)時(shí)間, 不易用單一變量表示（多維復(fù)合不易用單

41、一變量表示（多維復(fù)合 概念概念)。565.25.2 電離輻射生物效應(yīng)的分類 電離輻射對(duì)機(jī)體的作用依照射電離輻射對(duì)機(jī)體的作用依照射對(duì)象可分為軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng)。對(duì)象可分為軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng)。依生物效應(yīng)作用機(jī)制可分確定性效依生物效應(yīng)作用機(jī)制可分確定性效應(yīng)和隨機(jī)性效應(yīng)。依作用顯現(xiàn)時(shí)間應(yīng)和隨機(jī)性效應(yīng)。依作用顯現(xiàn)時(shí)間可分為近期效應(yīng)和遠(yuǎn)期效應(yīng)。還可可分為近期效應(yīng)和遠(yuǎn)期效應(yīng)。還可依損害表現(xiàn)類型分為各種急性效應(yīng)依損害表現(xiàn)類型分為各種急性效應(yīng)和慢性效應(yīng)。和慢性效應(yīng)。57 0.15 Sv0.15 Sv可致暫時(shí)不育，可致暫時(shí)不育，3.56.0 Sv3.56.0 Sv可致永久不育；可致永久不育； 2.56.0 Sv2

42、.56.0 Sv可致不育；可致不育； 0.52.0 Sv0.52.0 Sv可致渾濁，可致渾濁，5.0 Sv5.0 Sv可致視力障礙（白內(nèi)障）可致視力障礙（白內(nèi)障） 0.5 Sv0.5 Sv可致造血機(jī)能低下；可致造血機(jī)能低下；吸收劑吸收劑量量 35 Gy35 Gy可致人體骨髓損傷，可致人體骨髓損傷，3030至至6060天死亡；天死亡；515Gy515Gy可致人體胃腸道及肺損傷，可致人體胃腸道及肺損傷，1010至至2020天死亡天死亡; ;大于大于15Gy15Gy可可致神經(jīng)系統(tǒng)損傷，致神經(jīng)系統(tǒng)損傷，1 1至至5 5天死亡。天死亡。58電離輻射的生物效應(yīng)電離輻射的生物效應(yīng) 隨機(jī)性效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng)（st

43、ochastic effect） 其發(fā)生幾率（而非其嚴(yán)重程度）與受其發(fā)生幾率（而非其嚴(yán)重程度）與受照照劑量大小有關(guān)的劑量大小有關(guān)的一類電離輻射生物效應(yīng)。一類電離輻射生物效應(yīng)。 假定此類效應(yīng)的假定此類效應(yīng)的發(fā)生幾率正比于發(fā)生幾率正比于劑量劑量,并且在放射防護(hù)感興趣的小劑量范圍內(nèi)不并且在放射防護(hù)感興趣的小劑量范圍內(nèi)不 存在劑量閾值。存在劑量閾值。 例如例如：電離輻射誘發(fā)癌癥及遺傳效應(yīng)電離輻射誘發(fā)癌癥及遺傳效應(yīng)59隨機(jī)性效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng) 標(biāo)稱概率系數(shù)標(biāo)稱概率系數(shù) ( 危害危害, 10- 2 Sv-1 ) Nominal probability coefficients for stochastic e

44、ffects受照人群受照人群致死癌致死癌非致死癌非致死癌嚴(yán)嚴(yán) 重重遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)合合 計(jì)計(jì)成成 年年工作人員工作人員 4.00.80.85.6全體人口全體人口5.01.01.37.360例：日本原子彈日本原子彈 爆炸受照射爆炸受照射 群體隨機(jī)性群體隨機(jī)性 效應(yīng)的調(diào)查效應(yīng)的調(diào)查 研究結(jié)果研究結(jié)果61胎兒出生前受照的效應(yīng)胎兒出生前受照的效應(yīng) 胚胎、胎兒出生前受到電離輻射照射胚胎、胎兒出生前受到電離輻射照射 1至至3周內(nèi)受照：周內(nèi)受照： 不致引起活產(chǎn)兒的確定性效應(yīng)或隨機(jī)性效應(yīng)不致引起活產(chǎn)兒的確定性效應(yīng)或隨機(jī)性效應(yīng) 3周至妊娠終了：周至妊娠終了： 可導(dǎo)致活產(chǎn)兒癌癥概率增加可導(dǎo)致活產(chǎn)兒癌癥概率增加(

45、隨機(jī)性效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng) )； 0.1 Gy以上可致胎兒畸形以上可致胎兒畸形( 確定性效應(yīng)確定性效應(yīng) ) 8至至15周：周： 可致嚴(yán)重智力發(fā)育遲緩，智商下降可致嚴(yán)重智力發(fā)育遲緩，智商下降 ICRP 90 號(hào)出版物號(hào)出版物 （2003年）年） 胚胎和胎兒出生前受過照射的生物效應(yīng)胚胎和胎兒出生前受過照射的生物效應(yīng)62小劑量刺激效應(yīng)小劑量刺激效應(yīng)（hormesis） 一些實(shí)驗(yàn)研究表明，小劑量電離輻射照一些實(shí)驗(yàn)研究表明，小劑量電離輻射照射可以刺激某些細(xì)胞的增殖與修復(fù)射可以刺激某些細(xì)胞的增殖與修復(fù), ,增強(qiáng)機(jī)增強(qiáng)機(jī)體免疫能力，調(diào)節(jié)激素平衡等。這種現(xiàn)象稱體免疫能力，調(diào)節(jié)激素平衡等。這種現(xiàn)象稱為小劑量為小劑量刺

46、激效應(yīng)刺激效應(yīng) 或或 興奮效應(yīng)興奮效應(yīng)、適應(yīng)性反適應(yīng)性反應(yīng)應(yīng)(adaptive response)。但由于小劑量實(shí)驗(yàn)但由于小劑量實(shí)驗(yàn)研究統(tǒng)計(jì)學(xué)上的復(fù)雜性，研究有待深入，尚研究統(tǒng)計(jì)學(xué)上的復(fù)雜性，研究有待深入，尚未達(dá)到需要在放射防護(hù)中予以考慮的程度。未達(dá)到需要在放射防護(hù)中予以考慮的程度。 63旁效應(yīng)旁效應(yīng)（Bystander effect） 一般指未被電離輻射照射擊中的細(xì)一般指未被電離輻射照射擊中的細(xì)胞出現(xiàn)的損傷。例如穿透細(xì)胞質(zhì)的胞出現(xiàn)的損傷。例如穿透細(xì)胞質(zhì)的粒粒子引起子引起細(xì)胞核的遺傳效應(yīng)，或穿透部分細(xì)胞核的遺傳效應(yīng)，或穿透部分細(xì)胞的輻射引起在同一環(huán)境中未受照射細(xì)胞的輻射引起在同一環(huán)境中未受照射

47、細(xì)胞（細(xì)胞（）的損傷?？梢婋婋x）的損傷?？梢婋婋x輻射的照射還會(huì)發(fā)生輻射的照射還會(huì)發(fā)生（輻射誘（輻射誘發(fā)的基因組不穩(wěn)定性和旁效應(yīng)）。發(fā)的基因組不穩(wěn)定性和旁效應(yīng)）。645.3 電離輻射對(duì)機(jī)體影響的主要因素 電離輻射照射的劑量與劑量率電離輻射照射的劑量與劑量率 電離輻射照射的方式電離輻射照射的方式 電離輻射的類型電離輻射的類型 受照射機(jī)體受照射機(jī)體組織的組織的輻射輻射敏感性敏感性65電離輻射照射電離輻射照射劑量劑量與與劑量率劑量率的影響的影響 電離輻射照射的電離輻射照射的吸收劑量吸收劑量是輻射能是輻射能量傳遞給機(jī)體的反映。一般吸收劑量越量傳遞給機(jī)體的反映。一般吸收劑量越大，生物學(xué)效應(yīng)越重，機(jī)體可能引

48、起的大，生物學(xué)效應(yīng)越重，機(jī)體可能引起的輻射損傷也就隨之增加。輻射損傷也就隨之增加。 而電離輻射照射的而電離輻射照射的劑量率劑量率反映照射反映照射的時(shí)間分布。在一定范圍內(nèi)，一般劑量的時(shí)間分布。在一定范圍內(nèi)，一般劑量率越高所引起的生物學(xué)效應(yīng)越顯著。這率越高所引起的生物學(xué)效應(yīng)越顯著。這表明高劑量率照射使機(jī)體對(duì)輻射損傷的表明高劑量率照射使機(jī)體對(duì)輻射損傷的修復(fù)作用不能充分顯現(xiàn)出來。修復(fù)作用不能充分顯現(xiàn)出來。66 照射劑量照射劑量，Gy 一一 般般 損損 傷傷 程程 度度0.25 以下以下 不明顯和不易覺察的病變不明顯和不易覺察的病變0.25 0.50 可恢復(fù)的機(jī)能變化可恢復(fù)的機(jī)能變化, ,可能有血液學(xué)變

49、化可能有血液學(xué)變化0.5 1.0有機(jī)能及血液學(xué)變化有機(jī)能及血液學(xué)變化, ,但不伴有臨床癥象但不伴有臨床癥象1.0 2.0 輕輕度骨髓型急性放射病度骨髓型急性放射病 2.0 4.0 中度骨髓型急性放射病中度骨髓型急性放射病4.0 6.0 重度骨髓型急性放射病重度骨髓型急性放射病6.0 10.0 極重度骨髓型急性放射病極重度骨髓型急性放射病10.0 50.0 腸型急性放射病腸型急性放射病50.0 以上以上 腦型急性放射病腦型急性放射病不同光子輻射照射劑量不同光子輻射照射劑量對(duì)人體損傷的估計(jì)對(duì)人體損傷的估計(jì)67電離輻射照射方式的影響 外照射，內(nèi)照射外照射，內(nèi)照射 兼有內(nèi)外照射的混合照射兼有內(nèi)外照射的

50、混合照射 單次照射，多次照射單次照射，多次照射 單向照射，多方向照射單向照射，多方向照射 全身照射，局部照射全身照射，局部照射68電離輻射類型電離輻射類型的影響的影響 電離輻射照射的生物學(xué)效應(yīng)既與電離輻射照射的生物學(xué)效應(yīng)既與接受的能量有接受的能量有關(guān)，又與關(guān)，又與電離輻射的類型電離輻射的類型有關(guān)。不同有關(guān)。不同類型電離輻類型電離輻射具有不同相對(duì)生物效能（射具有不同相對(duì)生物效能（RBE），各類型電離），各類型電離輻射的品質(zhì)因子輻射的品質(zhì)因子 Q 是非定限傳能線密度是非定限傳能線密度 (LET) 的的函數(shù)。國際放射防護(hù)委員會(huì)函數(shù)。國際放射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)引入一個(gè)與引入一個(gè)與輻輻射品質(zhì)有關(guān)的輻

51、射權(quán)重因子射品質(zhì)有關(guān)的輻射權(quán)重因子WR，以考慮到以考慮到不同不同類類型電離輻射型電離輻射 R 的相對(duì)危害效應(yīng)。的相對(duì)危害效應(yīng)。 于是機(jī)體某組織于是機(jī)體某組織 T 中所受照的當(dāng)量劑量中所受照的當(dāng)量劑量 HT 即：即： HT = WR DT,R ICRP 92 號(hào)出版物：號(hào)出版物：相對(duì)生物效能相對(duì)生物效能 (RBE)、品質(zhì)、品質(zhì)因子因子 (Q)、輻射權(quán)重因子輻射權(quán)重因子 (WR) ( 2003年年 )69考慮輻射類型與能量的考慮輻射類型與能量的輻射權(quán)重因子輻射權(quán)重因子 輻 射 類 型 輻 射 能 量 范 圍 輻射權(quán)重因子 WR 光子光子 所所 有有 能能 量量 1 電子及介子電子及介子 所所 有有

52、 能能 量量 1 中子中子 能量能量 100 keV 2 MeV 20 2 MeV 20 MeV 10 20 MeV 5 質(zhì)子（非反沖質(zhì)子）質(zhì)子（非反沖質(zhì)子） 能量能量 2 MeV 5 粒子，裂變碎片，重核粒子，裂變碎片，重核 2070受照射機(jī)體受照射機(jī)體組織的組織的輻射敏感性 人種，非人類物種人種，非人類物種 不同人的個(gè)體差異不同人的個(gè)體差異 胚胎胚胎- -胎兒胎兒- -幼年幼年- -少年少年- -青年青年- -成年成年, ,老年老年 人體不同組織器官有不同輻射敏感性人體不同組織器官有不同輻射敏感性 此外此外, ,輻射敏感性輻射敏感性還與環(huán)境等因素有還與環(huán)境等因素有 關(guān)關(guān) (如：溫度，氧效應(yīng)

53、，化學(xué)物質(zhì)等如：溫度，氧效應(yīng)，化學(xué)物質(zhì)等 )71人體各組織以形態(tài)學(xué)損傷比較的輻射敏感性以形態(tài)學(xué)損傷比較的輻射敏感性 高度高度 敏感性組織：敏感性組織： 淋巴、胸腺、骨髓、胃腸上皮、性腺、胚胎淋巴、胸腺、骨髓、胃腸上皮、性腺、胚胎 中度中度 敏感性組織：敏感性組織： 感覺器官感覺器官( (角膜、眼晶體、結(jié)膜角膜、眼晶體、結(jié)膜) )、內(nèi)皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、 皮膚上皮、唾液腺、腎肝肺組織的上皮細(xì)胞皮膚上皮、唾液腺、腎肝肺組織的上皮細(xì)胞 輕度輕度 敏感性組織：敏感性組織： 中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌腺、心臟中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌腺、心臟 不不 敏感性組織：敏感性組織： 肌肉、軟骨和骨組織、結(jié)締組織肌肉、軟骨和骨

54、組織、結(jié)締組織 亞細(xì)胞和分子水平的輻射敏感性的輻射敏感性 細(xì)胞核的敏感性高于細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞核的敏感性高于細(xì)胞質(zhì) DNA mRNA rRNA tRNADNA mRNA rRNA tRNA 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)72組組 織或器官織或器官組織權(quán)重因子組織權(quán)重因子WT性腺性腺0.20紅骨髓紅骨髓0.12結(jié)腸結(jié)腸0.12肺肺0.12胃胃0.12膀胱膀胱0.05乳腺乳腺0.05 組組 織或織或 器器 官官組織權(quán)重因子組織權(quán)重因子 WT肝肝0.05食道食道0.05甲狀腺甲狀腺0.05皮膚皮膚0.01骨表面骨表面0.01其 余 組 織 或其 余 組 織 或 器官器官0.05組組 織織 權(quán)權(quán) 重重 因因 子子 WT 考慮到

55、機(jī)體不同組織或器官考慮到機(jī)體不同組織或器官發(fā)生輻射隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生輻射隨機(jī)性效應(yīng)的不不同敏感性而引入的因子，它反映全身均勻照射時(shí)各組織或同敏感性而引入的因子，它反映全身均勻照射時(shí)各組織或器官器官 T T 對(duì)總危害所起作用的相對(duì)份額對(duì)總危害所起作用的相對(duì)份額73有效劑量（有效劑量（effective dose） 當(dāng)所考慮的效應(yīng)是隨機(jī)性效應(yīng)時(shí)，在全身受到非當(dāng)所考慮的效應(yīng)是隨機(jī)性效應(yīng)時(shí)，在全身受到非均勻照射情況下，人體所有組織或器官的當(dāng)量劑量之均勻照射情況下，人體所有組織或器官的當(dāng)量劑量之加權(quán)和即有效劑量加權(quán)和即有效劑量 E E ，可表示為：，可表示為： E E = WT HT = WT WR DT

56、,R （Sv） 集體有效劑量集體有效劑量 (collective effective dose) 對(duì)一給定輻射源的受照群體所受的集體有效劑量對(duì)一給定輻射源的受照群體所受的集體有效劑量 S S 即：即： S S = i N Ni （人人 Sv）式中式中 N Ni i 為接受平均有效劑量為接受平均有效劑量 i 的第的第 i 組人群的人數(shù)組人群的人數(shù)74參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn) 鄭鈞正鄭鈞正 電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)與趨利避害電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)與趨利避害. . 世界醫(yī)療器械世界醫(yī)療器械( International Medical ( International Medical DevicesDevic

57、es，IMDIMD；國際標(biāo)準(zhǔn)刊號(hào)：；國際標(biāo)準(zhǔn)刊號(hào)：ISSN1024ISSN102469246924；香港出版；編輯部北京聯(lián)絡(luò)處；香港出版；編輯部北京聯(lián)絡(luò)處: : 100031 100031 北京市宣武門西大街甲北京市宣武門西大街甲 129129號(hào)金隅大號(hào)金隅大廈廈18061806室室) )，2005,112005,11卷（卷（1111期）期）68687373756. 放射防護(hù)體系概要 6.1 放射防護(hù)體系的演進(jìn)放射防護(hù)體系的演進(jìn) 6.2 放射防護(hù)體系的基礎(chǔ)放射防護(hù)體系的基礎(chǔ) 6.3 放射防護(hù)體系框架放射防護(hù)體系框架 6.4 放射防護(hù)的一般原則放射防護(hù)的一般原則766.1 放射防護(hù)體系的演進(jìn) X

58、 射線發(fā)現(xiàn)后很快用于醫(yī)學(xué) X 射線機(jī)誤用等先后引起損傷 1913 年德國倫琴學(xué)會(huì)指南 1921 年英國成立X射線和鐳防護(hù)委員會(huì) 1925 年舉行第一屆國際放射學(xué)大會(huì)（ICR）并成立 ICRU 1928 年舉行第二屆 ICR 并成立 ICRP 的前身 1929年美國成立NCRP 紅斑劑量、耐受劑量、容許劑量、遺傳危險(xiǎn)、致癌危險(xiǎn) 從控制照射劑量到放射防護(hù)體系并不斷演進(jìn)。77不同不同歷史時(shí)期歷史時(shí)期的的 ICRP 基本基本建議建議7821世紀(jì)初的放射防護(hù)世紀(jì)初的放射防護(hù)（ICRP新建議書新建議書草案草案） ICRP 主委員會(huì)主委員會(huì) 2002 年年 5 月月2006 年征求意見稿年征求意見稿Radi

59、ological Protection at the Start of the 21st Century796.2 放射防護(hù)體系的基礎(chǔ) 放射防護(hù)的主要目的：為人類提供一個(gè)適宜的放射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，又不致過分地限制產(chǎn)生輻射照射的有益的實(shí)踐。 放射防護(hù)體系的基本方針： 趨利避害,力求利多于害，并協(xié)調(diào)個(gè)人與社會(huì)的利益。 既根據(jù)科學(xué)判斷,還要包括社會(huì)判斷。 有效防止發(fā)生電離輻射誘發(fā)的確定性效應(yīng),同時(shí)盡量把隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率合理控制在可以接受的水平。80 線性無閾假設(shè) ：對(duì) 隨機(jī)性效應(yīng)而言，認(rèn)為在大劑量和高劑量率范圍內(nèi)得出的劑量與效應(yīng)關(guān)系曲線可以用一條直線經(jīng)由小劑量和低劑量率范圍外推到零點(diǎn)。即假設(shè)任何小劑量的

60、照射都會(huì)有相應(yīng)的幾率引發(fā)某種放射損傷，不存在劑量的閾值。 應(yīng)盡量避免一切不必要的照射 可合理達(dá)到的盡量低原則（ As Low As Reasonable Achievable， ALARA ）：用放射防護(hù)最優(yōu)化方法，使已判定為正當(dāng)并準(zhǔn)予進(jìn)行的實(shí)踐中，有關(guān)個(gè)人受照劑量的大小、受到照射的人數(shù)以及潛在照射的危險(xiǎn)等，全都保持在可以合理達(dá)到的盡量低水平81 區(qū)分人類的兩類活動(dòng)： 實(shí)踐（practice）：任何引入新的照射源或照射途徑、或擴(kuò)大受照人員范圍、或改變現(xiàn)有源的照射途徑網(wǎng)絡(luò)，從而使人們受到的照射或受到照射的可能性或受到照射的人數(shù)增加的人類活動(dòng)。 干預(yù)（intervention）：任何旨在減小或避免