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文檔簡介

1、1、注量、通量、注量率。注量注量:表征輻射場的空間疏密程度。特例:單向輻射場定義: u=dN/da 為單向輻射場的粒子注量。(可理解為進(jìn)入單位垂直截面小球的粒子數(shù))一般情況:各向輻射場粒子注量粒子注量:=dN/da,m-2 dN進(jìn)入小球體的粒子數(shù)。 da 小球體截面積,單位m2。 粒子注量,單位m-2。ICRU定義:輻射場中某一點的注量,是進(jìn)入以該點為球心,截面積為da的小球體內(nèi)的粒子數(shù)dN除以da的商注量與徑跡長度關(guān)系:注量與徑跡長度關(guān)系:粒子注量等于單位體積內(nèi)的徑跡總長度能量注量能量注量:=dR/da,j.m-2定義:進(jìn)入單位截面積的球體內(nèi)的所有粒子能量之和(不包括靜止能量)dR 粒子能量

2、之和,單位 J。, 能量注量,單位 J/m2。粒子注量率粒子注量率:=d/dt=d2N/dadt,m-2s-1d 時間間隔d t 內(nèi)粒子注量的增量。 粒子注量率(即為粒子通量密度),單位m-2s-1。能量注量率能量注量率 : =d/dt=d2R/dadt,j.m-2.s-1(w.m-2) 式中, d 時間間隔d t 內(nèi)能量注量的增量。 能量注量率,單位Jm-2s-1。描述帶電粒子的物理量描述帶電粒子的物理量/SdE dl碰撞阻止本領(lǐng):碰撞阻止本領(lǐng):線碰撞阻止本領(lǐng)線碰撞阻止本領(lǐng) : 帶電粒子在介質(zhì)中每單位路徑帶電粒子在介質(zhì)中每單位路徑 長度上電離損失的平均能量。長度上電離損失的平均能量。 col

3、dldE質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng)質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng) : 線碰撞阻止本領(lǐng)除以密度,消除密度的影響。線碰撞阻止本領(lǐng)除以密度,消除密度的影響。coldldE1輻射阻止本領(lǐng):輻射阻止本領(lǐng):質(zhì)量輻射阻止本領(lǐng)(質(zhì)量輻射阻止本領(lǐng)(S/S/ ) )r r線輻射阻止本領(lǐng)線輻射阻止本領(lǐng)S Sr r1( / )/rrSdEdl總質(zhì)量阻止本領(lǐng)總質(zhì)量阻止本領(lǐng)S/定義:定義:設(shè)帶電粒子在質(zhì)量密度為設(shè)帶電粒子在質(zhì)量密度為的介質(zhì)中、穿過距離的介質(zhì)中、穿過距離dl時損失能時損失能量的期望值為量的期望值為dE,則則dE除以除以dl的商叫做物質(zhì)對帶電粒子的總質(zhì)量阻止本領(lǐng)的商叫做物質(zhì)對帶電粒子的總質(zhì)量阻止本領(lǐng),記作記作S/。總線阻止本領(lǐng)總線阻

4、止本領(lǐng)S:S=dE/dL化合物中的阻止本領(lǐng):化合物中的阻止本領(lǐng):可以用化合物中每種元素阻止本領(lǐng)的重量加權(quán)求得:可以用化合物中每種元素阻止本領(lǐng)的重量加權(quán)求得:fi為指定元素在化合物中所占重量份額。為指定元素在化合物中所占重量份額。 .(/)(/)c mic iiSfS對帶電粒子:對帶電粒子:定限碰撞阻止本領(lǐng)定限碰撞阻止本領(lǐng)L/:定義:L/=(dE/dl)/dE為帶電粒子在密度為的介質(zhì)中穿行距離為dl時,由傳遞能量小于指定值的碰撞而損失的能量的數(shù)學(xué)期望值。L亦叫傳能線密度傳能線密度LET(Linear energy transfer)。 LET:特定能量的帶電粒子在介質(zhì)中穿行單位長度路程時,由能量

5、轉(zhuǎn)移小于某一指定值的歷次碰撞所造成的平均能量損失。L=Sc, L/ =(S/ )c輻射阻止本領(lǐng):輻射阻止本領(lǐng): (S/)r與z2/m2成正比, 重粒子可忽略不計。低能電子(S/)c值較大,高能電子(S/)r值較大。散射本領(lǐng)、射程散射本領(lǐng)、射程產(chǎn)生一對離子所消耗的平均能量產(chǎn)生一對離子所消耗的平均能量W對不帶電粒子:對不帶電粒子:窄束衰減和衰減系數(shù)窄束衰減和衰減系數(shù) dN=-Ndx (為線衰減系數(shù)) N=N0e-x :光子在物質(zhì)中穿行單位距離時,平均發(fā)生總的相互作用的幾率。定義質(zhì)量衰減系數(shù)為定義質(zhì)量衰減系數(shù)為/。質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)。質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)tr/ cm2/g 輻射份額輻射份額Y(E)線能量轉(zhuǎn)

6、移系數(shù)線能量轉(zhuǎn)移系數(shù) tr:光子在吸收介質(zhì)中穿行單位長度距離時,光子轉(zhuǎn)移為帶電粒子的動能占總能量的份額。 cm-1質(zhì)量能量吸收系數(shù)質(zhì)量能量吸收系數(shù)en/表示光子在物質(zhì)中穿過單位質(zhì)量厚度時,入射光子能量中轉(zhuǎn)移給次級電子能量的碰撞損失份額。2、一個各向同性的點源的活度為A,能量為hi的射線的產(chǎn)額為ni,源的自吸收以及空氣的吸收和散射作用忽略,距離點源r處的光子的注量率=A/(4 r2) ni能量注量率=A/(4 r2) ni hi3、比釋動能描述對象? 答:比釋動能是描述不帶電粒子在物質(zhì)中轉(zhuǎn)移能量的第一比釋動能是描述不帶電粒子在物質(zhì)中轉(zhuǎn)移能量的第一階段的一個物理量階段的一個物理量 比釋動能比釋動能

7、K是感興趣點是感興趣點P處單位質(zhì)量介質(zhì)中轉(zhuǎn)移給帶電粒處單位質(zhì)量介質(zhì)中轉(zhuǎn)移給帶電粒子的能量(動能)的期望值,其中包括軔致輻射損失的能子的能量(動能)的期望值,其中包括軔致輻射損失的能量,但不包括由一個帶電粒子轉(zhuǎn)移給另一個帶電粒子的能量,但不包括由一個帶電粒子轉(zhuǎn)移給另一個帶電粒子的能量。量。 射線對物質(zhì)的電離作用兩步過程射線對物質(zhì)的電離作用兩步過程 第第 1 步初級作用:三種作用效應(yīng)(與原子序數(shù)步初級作用:三種作用效應(yīng)(與原子序數(shù)Z有關(guān)有關(guān)-八字八字關(guān)系)關(guān)系) 光電效應(yīng)、光電效應(yīng)、 康普頓效應(yīng)、電子對效應(yīng)康普頓效應(yīng)、電子對效應(yīng) 產(chǎn)生次級電產(chǎn)生次級電子子 第第 2 步次級作用:電離效應(yīng)步次級作用:

8、電離效應(yīng) 次級電子使物質(zhì)原子電離次級電子使物質(zhì)原子電離4、吸收劑量吸收劑量D (Absorbed dose).定義及定義式定義及定義式 、普遍方程(未寫,在書、普遍方程(未寫,在書59頁頁2.45式)式)001limlimmvDmVdDdmd電離輻射授與質(zhì)量為電離輻射授與質(zhì)量為dm的物質(zhì)的平均能量的物質(zhì)的平均能量 針對針對“點點”的概念;對所有射線適用。的概念;對所有射線適用。電離輻射授與某一體積元中物質(zhì)的平均能量除以該體積元中物電離輻射授與某一體積元中物質(zhì)的平均能量除以該體積元中物質(zhì)的質(zhì)量的商。一般用定義不易求得。采用帶電粒子平衡求得。質(zhì)的質(zhì)量的商。一般用定義不易求得。采用帶電粒子平衡求得。

9、單位:戈瑞,單位:戈瑞,1Gy1J/kg;(拉德,;(拉德,1rad0.01Gy).輻射平衡與吸收劑量輻射平衡與吸收劑量(1)完全輻射平衡(完全輻射平衡(Complete radiations equilibrium ,CRE)定義定義 輻射平衡輻射平衡inoutdRdRdVRinRout典型例子典型例子 (a)PE=常數(shù)常數(shù) (b) 介質(zhì)和源的均勻分布介質(zhì)和源的均勻分布D的表達(dá)式的表達(dá)式111().dQdSDEdVdV 表示輻射源每次核轉(zhuǎn)變相關(guān)聯(lián)的由靜止質(zhì)量表示輻射源每次核轉(zhuǎn)變相關(guān)聯(lián)的由靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)變成的輻射能的期望值轉(zhuǎn)變成的輻射能的期望值 1E(2)帶電粒子平衡(帶電粒子平衡(charged

10、 particle equilibrium,CPE) 定義:定義: 典型例子:典型例子: a. PE,C處處相等;處處相等; b.均勻的帶電粒子發(fā)射體均勻的帶電粒子發(fā)射體 V內(nèi)存在內(nèi)存在CPE c.均勻不帶電粒子輻射場照射,不帶電粒子釋放的帶電粒子均勻不帶電粒子輻射場照射,不帶電粒子釋放的帶電粒子,0c inc outcdRdRdiv 對不帶電粒子輻射場,在對不帶電粒子輻射場,在CPE下下, ,cut jeu jce j uEjDKdE(3)粒子平衡(粒子平衡(Delta particle equilibrium) 描述帶電粒子輻射場描述帶電粒子輻射場定義:定義:D的表達(dá):的表達(dá): 其中其中P

11、col,j表示初級帶電粒子通過電子庫侖碰撞損失表示初級帶電粒子通過電子庫侖碰撞損失的能量中,轉(zhuǎn)變成受激原子退激發(fā)時放射的特征的能量中,轉(zhuǎn)變成受激原子退激發(fā)時放射的特征X射線射線和釋放的和釋放的粒子在慢化過程中產(chǎn)生的軔致輻射兩部分光粒子在慢化過程中產(chǎn)生的軔致輻射兩部分光子電離輻射能份額。子電離輻射能份額。0div,. . .1( )cut jc l jE P jcol jEjSDPE dE在低原子序數(shù)介質(zhì)中,在低原子序數(shù)介質(zhì)中, ,故,故D可簡化為可簡化為.0col jP. .cut jcol jE P JEJSDdE(4)部分)部分粒子平衡(粒子平衡(Partial delta particl

12、e equilibrium) 描述電子輻射場描述電子輻射場定義:定義: D的表達(dá)式:的表達(dá)式:0div.(1)cutcolE PcolEE PSDPdELDdE在低原子序數(shù)取介質(zhì)中(5)過渡平衡)過渡平衡5、比釋動能與注量的關(guān)系(單能、具有能譜分布的推導(dǎo))、比釋動能與注量的關(guān)系(單能、具有能譜分布的推導(dǎo)).對單能單向的不帶電粒子輻射場對單能單向的不帶電粒子輻射場()trtrEddadl dmdadl(/)(/)trEtrEKE 在體積元在體積元dadl中:中:6、百分深度劑量(、百分深度劑量(PDD)定義:)定義:體模中射束軸上某一深度z處的吸收劑量Dz與最大值點的吸收劑量Dm以百分?jǐn)?shù)表示的比

13、值,用p(z)表示。 7、組織組織-空氣比(空氣比(TAR)定義:)定義:體模中射束軸上給定點的Dz與空氣中同一點處小塊體模材料達(dá)到電子平衡時D0之比。8、衍生輻射場:為使定義的劑量當(dāng)量有明確的涵義,需要對輻射場加以說明,實際的輻射場往往是錯綜復(fù)雜的。由實際輻射場抽象出來的,具有某些規(guī)定特性的輻射場。9、在弗里克劑量計中,輻射化學(xué)產(chǎn)額?答; 電離輻射授與某一物質(zhì)的平均能量為1J時,產(chǎn)生、破壞或變化了的某一特定實體X的物質(zhì)的平均量,用G(x)表示,mol.J-1 或mol.kg.Gy-1,也有時用(100eV)-1作單位,1mol.J1=6.0221023 1.602210-19(eV)-1 =

14、9.648106(100eV)-1。以弗里克劑量計為例,以弗里克劑量計為例,足氧的情況下,在弗里克溶液中三價鐵離子的產(chǎn)額與氫基、羥基、過足氧的情況下,在弗里克溶液中三價鐵離子的產(chǎn)額與氫基、羥基、過氧化氫產(chǎn)額關(guān)系氧化氫產(chǎn)額關(guān)系 : 不足氧的情況下,一個三價鐵離子的產(chǎn)額對應(yīng)相同的氫基產(chǎn)額。三價鐵離子的產(chǎn)額對應(yīng)相同的氫基產(chǎn)額。322() 3 ()() 2 ()G FeG HGOHG HO10、照射量照射量X (Exposure )dQ為光子在質(zhì)量為為光子在質(zhì)量為dm的空氣中釋放的全部電子(包括負(fù)電子的空氣中釋放的全部電子(包括負(fù)電子和正電子)完全被空氣阻止時,在空氣中所產(chǎn)生的和正電子)完全被空氣阻止

15、時,在空氣中所產(chǎn)生的一種符號一種符號離離子總電荷的絕對值。子總電荷的絕對值。次級電子次級電子的的軔致輻射軔致輻射被吸收而產(chǎn)生的電離電荷,不包括在被吸收而產(chǎn)生的電離電荷,不包括在dQ之之內(nèi);內(nèi);dm之外釋放的次級電子,在之外釋放的次級電子,在dm之內(nèi)產(chǎn)生的電離電荷,不包括在之內(nèi)產(chǎn)生的電離電荷,不包括在dQ之內(nèi);之內(nèi); dm體積元內(nèi)空氣的質(zhì)量。體積元內(nèi)空氣的質(zhì)量。d Qxd mdmX、射線,在空氣中,單位體積元內(nèi)產(chǎn)射線,在空氣中,單位體積元內(nèi)產(chǎn)生的全部電子均被阻留在空氣中時,形生的全部電子均被阻留在空氣中時,形成的總電荷除以該體積元空氣質(zhì)量。成的總電荷除以該體積元空氣質(zhì)量。.定義(定義(Defin

16、ition)單位:單位:Ckg-1 1R=2.5810-4 Ckg-1另另一個定義式一個定義式WeXen11、體模體模 : 在輻射防護(hù)、放射治療和輻射加工中,為了模擬測量和計算受外部輻射源照射的人體、實驗動物或輻照產(chǎn)品中的吸收劑量分布,設(shè)計或制作的一些具有約定尺寸和材料組成的模型。12、典型的體模:典型的體模: ICRU球球 是一個組織等效球形體模,求的直徑為30cm,密度為1gcm-3,材料的質(zhì)量成分為氧76.2%、碳11.1%、氫10.1%、氮2.6%。13、參考人:、參考人:為了給職業(yè)照射控制標(biāo)準(zhǔn)提供一個共同的生物學(xué)基礎(chǔ),規(guī)定的一種假想的成年人模型。 14、確定性效應(yīng):確定性效應(yīng):輻射的

17、確定性效應(yīng)是一種有“閾值的效應(yīng),受到的劑量大于閾值,該效應(yīng)就發(fā)生,而且其嚴(yán)重程度與所受的劑量大小有關(guān),劑量越大后果越嚴(yán)重。隨機(jī)性效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng):效應(yīng)發(fā)生的幾率與劑量大小有關(guān)的那些效應(yīng),其效應(yīng)后果的嚴(yán)重程度與所收受劑量沒有關(guān)系。 13、有效劑量 :隨機(jī)性效應(yīng)概率與當(dāng)量劑量的關(guān)系與受照組織或器官有關(guān),人體受到的任何照射,幾乎總是不止涉及一個器官或組織,未來計算收到照射的有關(guān)器官和組織帶來的總的危險,相對隨機(jī)性效應(yīng)而言,在輻射防護(hù)引入了有效劑量E= WT(劑量當(dāng)量)HT(權(quán)重因子)當(dāng)所考慮的效應(yīng)是隨機(jī)效應(yīng)時,在全身受到不均勻照射的情況下,人體所當(dāng)所考慮的效應(yīng)是隨機(jī)效應(yīng)時,在全身受到不均勻照射的情況下

18、,人體所有組織或器官的加權(quán)后的當(dāng)量劑量之和。有組織或器官的加權(quán)后的當(dāng)量劑量之和。單位:希沃特,單位:希沃特,1Sv1J/kg14、待積劑量當(dāng)量、待積劑量當(dāng)量-Sv(J.kg-1) 、定義:、定義:個人在單次攝入放射性物質(zhì)后,與某一指定個人在單次攝入放射性物質(zhì)后,與某一指定組織內(nèi)接受的劑量當(dāng)量率在攝入后組織內(nèi)接受的劑量當(dāng)量率在攝入后50年內(nèi)的時間積分。年內(nèi)的時間積分。 dtthIdttHHajajj500500.50I:t=0時攝入的放射性活度。時攝入的放射性活度。 、連續(xù)攝入、連續(xù)攝入50年的當(dāng)量劑量率年的當(dāng)量劑量率Hj(50) 設(shè)攝入速率為設(shè)攝入速率為,則在,則在tt+dt時間的間隔內(nèi)攝入的

19、放射時間的間隔內(nèi)攝入的放射性核素在性核素在t=50a時靶組織時靶組織j中產(chǎn)生的當(dāng)量劑量率為中產(chǎn)生的當(dāng)量劑量率為dthj(50-t),故有:故有: dttj hIdtthjItdthjIHaaa5005000500505050 當(dāng)當(dāng)=I時,時, ,所以若每年攝入的指,所以若每年攝入的指定放射性核素的活度為定放射性核素的活度為I,則連續(xù)射入,則連續(xù)射入50年后的年后的 等于一等于一年攝入的放射性物質(zhì)的年攝入的放射性物質(zhì)的H50,j。 dtthIHHajjj500,505050jH討論:討論:*攝入的時間分布或速率的不同將影響體內(nèi)各組織中的放射攝入的時間分布或速率的不同將影響體內(nèi)各組織中的放射性活度

20、隨時間的變化規(guī)律,但是攝入后性活度隨時間的變化規(guī)律,但是攝入后50年期間的總積分年期間的總積分活度則與攝入的時間分布無關(guān)?;疃葎t與攝入的時間分布無關(guān)。 即:即: ,其中,其中為瞬時射入為瞬時射入1Bq放射放射性核素后性核素后50年期間源組織中的積分活度。年期間源組織中的積分活度。 uIdttIudttIuUTT50jiijIhijSEEuIijSEEUH,50105010,50106 . 1106 . 115、比有效能量、比有效能量SEE(ji) 定義:定義:SEE(ji)為比有效能量。所謂“有效”,是指輻射權(quán)重因子對相應(yīng)輻射的吸收能量加權(quán),“比”表示SEE定義的是單位質(zhì)量中吸收的能量。16、

21、滯留函數(shù)、滯留函數(shù) :放射性核素在器官、組織或者全身的滯留量隨時間的變化規(guī)律用滯留函數(shù)表示。*當(dāng)攝入的放射性核素具有衰變子體時,則:當(dāng)攝入的放射性核素具有衰變子體時,則: ijSEEuhninnij10,50106 . 1*當(dāng)攝入多種放射性核素時,則:當(dāng)攝入多種放射性核素時,則:mjmmjhIH,50,501、帶電粒子在物質(zhì)中以哪種形式沉積能量?、帶電粒子在物質(zhì)中以哪種形式沉積能量?答:電離輻射與物質(zhì)的每次相互作用,核和基本粒子的每次自發(fā)轉(zhuǎn)變,是產(chǎn)生能量沉積的基本過程(例如:電離粒子在介質(zhì)中引起某個院子的電離和激發(fā)、在固體中每點產(chǎn)生晶格缺陷或者導(dǎo)致某個分子化學(xué)鍵斷裂等)。帶電粒子以電離為主。2

22、、如何完整描述一個輻射場?如何完整描述一個輻射場?答:為了完整地描述輻射場,需要確定在任一時刻t,在空間任一點R處,沿任一方向運動的j類電離粒子的微分譜分布,這就是j類電離粒子輻射度的微分譜分布,用PEj(r)表示,它是在E附近單位能量間隔內(nèi)j類電離粒子的輻射度。3、單向輻射場照射量X的定義:4、體模中、體模中D測量的關(guān)鍵測量的關(guān)鍵 是?為什么測參考點的是?為什么測參考點的D?用什么測?用什么測?答:參考點答:參考點D的精確測量是體模中的精確測量是體模中D測量的關(guān)鍵測量的關(guān)鍵 。參考點附近的劑量剃度小,受散射輻射等干擾因素參考點附近的劑量剃度小,受散射輻射等干擾因素 影響的程度也較小,影響的程

23、度也較小,容易實現(xiàn)容易實現(xiàn)D的準(zhǔn)確測量;的準(zhǔn)確測量;參考點的參考點的D測準(zhǔn)后,體模中的測準(zhǔn)后,體模中的D分布可以用相對方法測量。分布可以用相對方法測量。 參考點的參考點的D用由國家標(biāo)準(zhǔn)實驗室刻度或由國家標(biāo)準(zhǔn)傳遞的量熱計、電離室用由國家標(biāo)準(zhǔn)實驗室刻度或由國家標(biāo)準(zhǔn)傳遞的量熱計、電離室或弗里克劑量計測;體模中的劑量分布則由電離室或弗里克劑量計測?;蚋ダ锟藙┝坑嫓y;體模中的劑量分布則由電離室或弗里克劑量計測。5、大腔室和中等腔室、大腔室和中等腔室大腔室大腔室由由 得:得: 腔室線度遠(yuǎn)大于次級帶電粒子的射程的腔室。腔室線度遠(yuǎn)大于次級帶電粒子的射程的腔室。 /ienimenmDD ./mienm iDD.

24、/enmenm ieni大腔室可看作壁很厚的大腔室可看作壁很厚的B-G腔腔 對于由對于由B BG G腔室和一個壁厚大于次級電子最大射程的腔室和一個壁厚大于次級電子最大射程的室壁組成的厚壁腔室:室壁組成的厚壁腔室: .()1w gL./()menggm gWDJe當(dāng)室壁當(dāng)室壁w w與腔室氣體的原子組成相同或等效時,與腔室氣體的原子組成相同或等效時,則有:則有: 腔室線度可以與次級帶電粒子射程相比擬的室。腔室線度可以與次級帶電粒子射程相比擬的室。 .中等腔室中等腔室-可看成壁很薄得可看成壁很薄得B-G腔腔 .(/)(1)(/)menim im iDLD .(/)menim iDD.(/)mim i

25、DLDBG腔室腔室大腔室大腔室 =0: =1:若用若用代表腔室內(nèi)產(chǎn)生的次級帶電粒子對腔室室內(nèi)能量代表腔室內(nèi)產(chǎn)生的次級帶電粒子對腔室室內(nèi)能量沉積的貢獻(xiàn)份額,則沉積的貢獻(xiàn)份額,則1-代表介質(zhì)中產(chǎn)生的次級帶電粒代表介質(zhì)中產(chǎn)生的次級帶電粒子的貢獻(xiàn)份額。子的貢獻(xiàn)份額。6、外輻射實用量:實用量: 用于監(jiān)測的劑量當(dāng)量用于監(jiān)測的劑量當(dāng)量環(huán)境測量(監(jiān)測)用當(dāng)量劑量:周圍劑量當(dāng)量H*、定向劑量當(dāng)量H個人測量(監(jiān)測)用當(dāng)量劑量:貫穿個人劑量當(dāng)量 Hp(d)、淺層個人劑量當(dāng)量 Hs (d)劑量學(xué)量:外輻射實用量加上照射量、吸收劑量、比釋動能等的統(tǒng)稱。輻射防護(hù)量:作為初級限量值的器官和組織的平均劑量當(dāng)量和有效劑量當(dāng)量以

26、及次級限制量得指數(shù)量稱之為輻射防護(hù)量。7、射線引起的危害程度?射線引起的危害程度?答:、 (電離密度,穿透能力)射線的電離密度大,但穿透能力很弱,因此,在外照射時射線對機(jī)體的損傷作用很小,然而在內(nèi)照射的 情況下對機(jī)體損傷作用則很大在其它情況相同的條件下,就、射線引起的輻射危害程度而言,外照射:;內(nèi)照射:。8、窄束、窄束X或或射線在物質(zhì)中的減弱規(guī)律射線在物質(zhì)中的減弱規(guī)律deNN0mdeNN)(0ddm( 是物質(zhì)的質(zhì)量厚度)a.兩大特點兩大特點 (1)(1)低能時低能時, ,光電效應(yīng)占優(yōu)勢;然后是康普粒子散射占優(yōu)勢;高光電效應(yīng)占優(yōu)勢;然后是康普粒子散射占優(yōu)勢;高能時電子對效應(yīng)占優(yōu)勢。能時電子對效應(yīng)

27、占優(yōu)勢。 .優(yōu)勢的能量范圍不同對不同物質(zhì)每種過程占趨勢對一切物質(zhì)一樣(1)窄束()窄束(narrow beam):): 不包含散射成分的射線束不包含散射成分的射線束(2) - E曲線在某個能量有極小值曲線在某個能量有極小值9、寬束、寬束X或或射線在物質(zhì)中的減弱規(guī)律射線在物質(zhì)中的減弱規(guī)律 B、Bx為積累因子為積累因子 B積累因子(積累因子(build-up factor)描述散射光子影響的物理量。表示某一點散射光子數(shù)所占份額。描述散射光子影響的物理量。表示某一點散射光子數(shù)所占份額。 B取決于:源的形狀(準(zhǔn)直條件),光子能量,屏蔽材料的原子序數(shù),屏蔽取決于:源的形狀(準(zhǔn)直條件),光子能量,屏蔽材料

28、的原子序數(shù),屏蔽層厚度,屏蔽層幾何條件層厚度,屏蔽層幾何條件對于給定輻射源和屏蔽介質(zhì),對于給定輻射源和屏蔽介質(zhì),積累因子積累因子只與光子能量只與光子能量E 和和介質(zhì)厚度介質(zhì)厚度(平均(平均自由程數(shù)自由程數(shù)d )有關(guān)。)有關(guān)。N=BN0e-d* * 窄束、寬束主要不是幾何概念,而是物理概念。窄束、寬束主要不是幾何概念,而是物理概念。* * 一般,積累因子是指在所考察點上真正測量的某一輻射量的大小同用窄束減一般,積累因子是指在所考察點上真正測量的某一輻射量的大小同用窄束減弱規(guī)律算得同一輻射量大小的比值。弱規(guī)律算得同一輻射量大小的比值。 * * 對不同的輻射量對不同的輻射量, ,相應(yīng)有不同的積累因子

29、。相應(yīng)有不同的積累因子。* * 只有當(dāng)只有當(dāng)d=0,B=1;一般;一般B1。10、放射性核素按毒性分組?放射性核素按毒性分組?答:放射性核素的毒性分組(GB18871-2002可查)根據(jù):生物效應(yīng),導(dǎo)出空氣濃度,相應(yīng)的比活度極毒組: 210Po,228Th,239Pu,241Am,233U高毒組: 90Sr,106Ru,144Ce,210Pb,224Ra中毒組: 14C,32P,35S,45Ca,55Fe,131I,140Ba,低毒組: 3H,24Na,40K,99mTc,113mIn11、 裂變碎片、高能粒子、粒子、質(zhì)子等重帶電粒子在固體絕緣材料中穿行的路徑上產(chǎn)生的輻射損傷,經(jīng)過蝕刻處理后能

30、夠形成可以用顯微鏡觀測的徑跡-固體核徑跡劑量計。(SSNTD)即固體核徑跡劑量計可探測到裂變碎片、高能粒子、粒子、質(zhì)子等重帶電粒子。12、中子與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的帶電粒子都是重粒子,以碰撞損失為主,其軔中子與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的帶電粒子都是重粒子,以碰撞損失為主,其軔致輻致輻 射的能量損失可以忽略。射的能量損失可以忽略。 因此有(因此有( en / )n=( tr / )n即有中子的質(zhì)量能量吸收系數(shù)等于其質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)。K c,n= K n13、自由空氣電離室設(shè)計滿足下列哪些條件?、自由空氣電離室設(shè)計滿足下列哪些條件?答:電離室的各電極與光子束軸平行,它們與光子束的距離大于次級電子的最大射程,

31、使電極間產(chǎn)生的次級電子能完全被阻止在空氣中而不會達(dá)到電極板上。14、互易定理、互易定理 如圖如圖1 1所示,設(shè)在放射性物質(zhì)均勻分布的體積所示,設(shè)在放射性物質(zhì)均勻分布的體積V V內(nèi)內(nèi), ,比放為比放為S Sv v貝可貝可/ /米米3 3,則體積,則體積dvdv內(nèi)產(chǎn)生的輻射在內(nèi)產(chǎn)生的輻射在P P點的微分吸收劑量率點的微分吸收劑量率為為: :D(1)上式對體積上式對體積V V積分得積分得P P點的吸收劑量率為點的吸收劑量率為(2)式中式中 表示離表示離dvdv的距離為的距離為r r處,每貝可所產(chǎn)生的吸收劑量率處,每貝可所產(chǎn)生的吸收劑量率圖圖1 1 劑量計算示意圖劑量計算示意圖若有兩個任意形狀的輻射源

32、,其體積分別為若有兩個任意形狀的輻射源,其體積分別為V1與與V2,分別含有放分別含有放射性活度為射性活度為A1及及A2(如圖如圖2所示所示),由(,由(2)式得)式得V1內(nèi)發(fā)射的輻射內(nèi)發(fā)射的輻射在在V2內(nèi)內(nèi)P2點產(chǎn)生的吸收劑量率為點產(chǎn)生的吸收劑量率為圖圖2 2 劑量互易原理示意圖劑量互易原理示意圖(3)(4) 對對V V2 2積分再初以積分再初以V V2 2,得體積,得體積V V2 2內(nèi)的平均吸收劑量率內(nèi)的平均吸收劑量率同樣,體積同樣,體積V2內(nèi)產(chǎn)生的輻射在內(nèi)產(chǎn)生的輻射在V1內(nèi)產(chǎn)生的吸收劑量率為內(nèi)產(chǎn)生的吸收劑量率為比較式(比較式(4)和()和(5)可得)可得(5)若若A1=A2,則,則若含有同

33、種放射性核素的兩個源,其若含有同種放射性核素的兩個源,其總放射性活度總放射性活度相同,則其中一相同,則其中一個源在另一個源內(nèi)產(chǎn)生的個源在另一個源內(nèi)產(chǎn)生的平均劑量率平均劑量率彼此相同,而和源的彼此相同,而和源的幾何大小幾何大小、形狀形狀及源的相互及源的相互距離距離無關(guān),這就是互易原理的基本概念。無關(guān),這就是互易原理的基本概念。由劑量互易原理得出(由劑量互易原理得出(1)在放射性物質(zhì)均勻分布的無限大體積源)在放射性物質(zhì)均勻分布的無限大體積源內(nèi),每點的吸收劑量率,等于單位時間內(nèi)在單位質(zhì)量的物質(zhì)中放出內(nèi),每點的吸收劑量率,等于單位時間內(nèi)在單位質(zhì)量的物質(zhì)中放出的輻射能量;(的輻射能量;(2)任意形狀的體

34、積源在某點的吸收劑量率,等于)任意形狀的體積源在某點的吸收劑量率,等于將該體積內(nèi)的放射性活度集中在此點,它在該體積源中產(chǎn)生的平均將該體積內(nèi)的放射性活度集中在此點,它在該體積源中產(chǎn)生的平均吸收劑量率。吸收劑量率。15、ICRU根據(jù)測定的肺實質(zhì)區(qū)根據(jù)測定的肺實質(zhì)區(qū)(P區(qū)區(qū))慢組分(即慢組分(即E、G、H庫室)的半廓清庫室)的半廓清期將放射性物質(zhì)劃分為三類的標(biāo)準(zhǔn)?期將放射性物質(zhì)劃分為三類的標(biāo)準(zhǔn)?答:ICRP根據(jù)測定的肺實質(zhì)區(qū)(P區(qū))慢組分(即E、G和H庫室)的半廊清期將放射性物質(zhì)劃分成D、W和Y之類。 D:Tc10d; W :10100dICRP對這三類物質(zhì)指定了在呼吸系統(tǒng)各庫室中的半廊清期Tc和庫

35、室分?jǐn)?shù)(compartment fraction)F。 16、射線的防護(hù)屏蔽要分兩層:先輕Z,后重Z中子屏蔽屏蔽層加入重金屬與減速劑交替屏蔽(中子減速、射線)中子防護(hù)中常用鎘、硼、鋰作吸收劑中子屏蔽首先用重或較重的物質(zhì),通過非彈性散射使中子能量很快降到與原子核第一激發(fā)能級能量以下;然后,再利用含氫物質(zhì),通過彈性散射使中子能量降到熱能區(qū)。17、必須記住- B-G條件(兩條基本假設(shè))條件(兩條基本假設(shè))a.腔室的線度比撞擊腔室的帶電粒子的射程小得多,以致腔室的存在不會干擾帶電粒子輻射場。b.腔室內(nèi)的吸收劑量完全是由穿過腔室的帶電粒子產(chǎn)生的ps;穿過腔室-隱含腔室內(nèi)產(chǎn)生的帶電粒子可以忽略不計,進(jìn)入腔

36、室的帶電粒子全部穿過腔室而不會停留在其中。理想的B-G腔室可看做一個點。腔室可看做一個點。18、劑量計的指標(biāo)、劑量計的指標(biāo) -書上5個,后兩個沒有a.絕對劑量計和相對劑量計。b.能量響應(yīng)和LET響應(yīng)。c.重復(fù)性、均勻性和準(zhǔn)確度。d.靈敏度(探測限和測定限)e.量程和線性。f.耐熱性。g.抗干擾能力。19、外輻射防護(hù)的基本原則及方法、三要素?外輻射防護(hù)的基本原則及方法、三要素?答:外輻射防護(hù)的基本原則:盡量減少或避免射線從外部對人體的輻射,使之所受照射不超過國家規(guī)定的劑量限值. 方法:(1)減少接觸輻射源的時間-時間防護(hù),累積劑量與受照時間成正比,采取的措施:充分準(zhǔn)備,減少受照時間;(2)增大與

37、放射源的距離-距離防護(hù),劑量率與距離的平方成反比,采取的措施:遠(yuǎn)距離操作;任何源不能直接用手操作;注意射線防護(hù)。 (3)設(shè)置屏蔽-屏蔽防護(hù),措施: 設(shè)置屏蔽體;屏蔽材料和厚度的選擇:輻射源的類型、射線能量、活度。外輻射防護(hù)的三要素?外輻射防護(hù)的三要素?答:時間,距離,屏蔽為外輻射防護(hù)三要素 三要素:減少接觸放射源的時間、增大與放射源的距離、設(shè)置屏障20、輻射防護(hù)的三項基本原則?、輻射防護(hù)的三項基本原則?答:輻射實踐的正當(dāng)化(含義;只有當(dāng)輻射實踐所帶來的利益大于為其所付出的代價時,才能認(rèn)為該項輻射實踐是正當(dāng)?shù)模?、輻射防護(hù)的最優(yōu)化(含義:在實施某項輻射實踐的過程中,可能有幾個方案可供選擇,在對幾個

38、方案進(jìn)行選擇時,應(yīng)當(dāng)運用最優(yōu)化程序,也就是在考慮了經(jīng)濟(jì)和社會的因素之后,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)、限制個人劑量當(dāng)量(含義:對于給定的某項輻射實踐,不論代價與利益的分析結(jié)果如何,必須用當(dāng)量劑量限制對個人所受到照射加以限制)。21、哪幾種作絕對劑量計:量熱計、空腔電離室(自由空氣電離室)、弗里克劑量計什么劑量計是不需要刻度的?-絕對劑量計22、內(nèi)輻射防護(hù)基本原則?內(nèi)輻射防護(hù)基本原則?答:(1)圍封,即把放射性物質(zhì)限制在一定空間不讓其外泄。 (2)保持清潔和對被污染的空氣、水和物體表面采取措施。(3)制定適宜的管理規(guī)定和操作程序,并要求工作人員嚴(yán)格遵

39、守,盡量減少人員吸入或攝入放射性物質(zhì)。 (4)采用合適的個人防護(hù)器具,要求工作人員穿戴好個人防護(hù)用品,并講究個人衛(wèi)生。 (5)妥善儲存放射性物品。 內(nèi)輻射防護(hù)的一般措施八個字:包容、隔離、凈化、稀釋 23、在中子混合場中區(qū)分中子和射線產(chǎn)生的吸收劑量的方法。用一個含氫的和一個不含氫的電離室在中子混合場中測量可以區(qū)分中子和射線產(chǎn)生的吸收劑量設(shè)一個組織等效的劑量計T和一個不含氫的劑量計U,則有 其中分別為中子,光子的劑量 rTnuurTnTTDhDkrDhDkr分別為探測器響應(yīng)。度,分別為中子,光子靈敏uTvTvTrrhhkk,nTTunTTvnkhkhrhrhD推出nTTnTnuTrkhkhrkr

40、kD24、解釋、解釋TLD(熱釋光劑量計)的超線性和敏化。(熱釋光劑量計)的超線性和敏化。解:利用陷阱競爭模型:利用陷阱競爭模型:非熱釋光陷阱被電荷截流子填充的幾率大,在受照過程中較早的出現(xiàn)飽和,逐漸失去了與熱釋光陷阱爭奪電子的能力,致使熱釋靈敏度隨著吸收劑量的增加而上升,出現(xiàn)超線性現(xiàn)象。徑跡相互作用模型:認(rèn)為在初級與次級帶電粒子的作用下俘獲了電子的E能級形成的F中心和俘獲了空穴的D能級形成的H中心沿粒子徑跡分布,這些發(fā)光中心在磷光體內(nèi)的濃度與吸收劑量成正比。當(dāng)吸收劑量較低時,無關(guān)輻射的徑跡可視為分立的,在加熱過程中釋放的空穴與同一徑跡的F中心復(fù)合發(fā)光,不同徑跡間不發(fā)生干擾,因而熱釋光響應(yīng)隨吸

41、收劑量線性變化增加。當(dāng)吸收劑量較高時,無關(guān)輻射的事件的徑跡十分接近。在加熱時一個徑跡上的空穴既可能與本徑跡的F中心復(fù)合發(fā)光,也可能與附近的F中心復(fù)合發(fā)光,因而增加了復(fù)合發(fā)光的幾率,使熱釋光產(chǎn)額上升而出現(xiàn)超線性。如果競爭陷阱比熱釋光陷阱深,加熱劑量時又未將這些大部分被填充的深陷阱排空,則這種熱釋光之能重復(fù)使用時,將保留其較高的靈敏度,這就是敏化效應(yīng)。敏化效應(yīng)。25、向水中一點吸收劑量基準(zhǔn)值的傳遞答:當(dāng)將劑量計放在水體模中測量時,設(shè)劑量計的響應(yīng)為R iw,則劑量計的吸收劑量Diw為Diw=N ir Riw則劑量計不在時水中同一點的吸收劑量Dw則為D w =Diw (L/)w,i R iw P w,

42、i =Dr (L/)w,i R iw P w,i/(L/)r,i Rir Pr,i)這樣就把水中某點的吸收劑量與基準(zhǔn)值聯(lián)系起來了。26、常用電離型劑量測量器件有四種:常用電離型劑量測量器件有四種:外推電離室、自由空氣電離室、 高壓電離室、 GM計數(shù)器27、量熱計按對芯體熱散失采用的修正方法不同可分為如下幾種類型:量熱計按對芯體熱散失采用的修正方法不同可分為如下幾種類型:絕熱型、動態(tài)型、穩(wěn)定型、等溫型、準(zhǔn)絕熱型 量熱計的原理(書):是測定吸收劑量最直接最基本的方法。是在熱損可以忽略的條件下吸收劑量這個量直接按定義測量的,即比釋動能。在絕熱條件下,量熱計的響應(yīng)與劑量率無關(guān)在絕熱條件下,量熱計的響應(yīng)

43、與劑量率無關(guān)弗里克劑量計組成:弗里克劑量計組成:即硫酸亞鐵劑量計,是以純凈的無離子水、硫酸、硫酸亞鐵和氯化鈉為原料配制而成的溶液。28、天然輻射源按起因分類、天然輻射源按起因分類? 答:宇宙射線(來自宇宙空間的高能粒子流)、宇生射線(主要是宇宙射線與大氣中的原子核相互作用產(chǎn)生的)、原生核素(即在地殼中的天然放熱性核素)29、ICRU把照射分為哪三類?把照射分為哪三類?答:計劃照射、應(yīng)急照射、既存照射30、內(nèi)輻射防護(hù)基本措施?、內(nèi)輻射防護(hù)基本措施?答:內(nèi)輻射防護(hù)的一般措施八個字:包容、隔離、凈化、稀釋 31、人工輻射源主要包括的種類?、人工輻射源主要包括的種類?答:醫(yī)療照射、核動力生產(chǎn)、核爆炸3

44、2、開放型工作場所國際上分為哪幾個區(qū)?、開放型工作場所國際上分為哪幾個區(qū)?答:對于開放型放射性工作場所國際上分為四個區(qū)白色區(qū):辦公、休息、非或低放實驗室場地(3/10劑量限值) 綠色區(qū):屏蔽室或密封容器操作區(qū),中、高活度實驗室(劑量限值) 橙色區(qū):可在其中打開屏蔽室或密封容器進(jìn)行維修,裝卸和去污的場所(可能超過劑量限值) 紅色區(qū):屏蔽室、裝源的密封閉容器、輻射室等(不接近、加以控制) 我國三個區(qū):直接操作放射源物質(zhì)的區(qū)域; 進(jìn)行廢物處理和檢修區(qū)域; 工作人員經(jīng)常逗留的操作區(qū)。哪些劑量計不需要刻度?絕對型劑量計絕對型劑量計哪些劑量計處于劑量學(xué)測量儀器刻度鏈的頂點?量熱計量熱計 核事故的分級:按照

45、國際原子能機(jī)構(gòu)“國際核事件分級表”的規(guī)定,核安全事件按對核事件的分級基于對人和環(huán)境、放射性屏障和控制、縱深防御三方面的影響共分為級,其中級至級為事件;級至級為事故。在“事件”中,級為異常;級為普通事件,還沒有產(chǎn)生場外影響,但有核設(shè)施內(nèi)工作人員遭受過量輻射;級屬于嚴(yán)重事件,放射性物質(zhì)極小量釋放,公眾所受輻射程度小于規(guī)定限值,但有核設(shè)施工作人員的健康受嚴(yán)重影響。在“事故”方面,如果達(dá)到級,則表示放射性物質(zhì)小量釋放,公眾遭受相當(dāng)于規(guī)定限值的輻射影響,同時,核反應(yīng)堆堆芯和輻射屏障出現(xiàn)顯著損壞,并可能出現(xiàn)工作人員遭受致命輻射的情況;級屬于具有場外風(fēng)險的事故,放射性物質(zhì)有限釋放,此時核反應(yīng)堆堆芯和輻射屏障出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞;級和級則分別屬于重大和特大事故。輻射事故按輻射事故的性質(zhì)、嚴(yán)重程度、可控性核影響范圍等因素

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