輻射防護(hù)預(yù)測(cè)量習(xí)題.

1、吸收劑量吸收劑量 吸收劑量現(xiàn)稱為劑量，吸收劑量現(xiàn)稱為劑量，常用常用D表示表示，是指各種類型的電離輻射，是指各種類型的電離輻射(、n等等)與任何物質(zhì)相互作用時(shí)，單位質(zhì)量物質(zhì)所吸收的輻射平均能量，即：與任何物質(zhì)相互作用時(shí)，單位質(zhì)量物質(zhì)所吸收的輻射平均能量，即：dmdED 上式中，上式中，dE是射線給予質(zhì)量是射線給予質(zhì)量dm所在體積元中的平均能量。所在體積元中的平均能量。p吸收劑量吸收劑量D的國(guó)際單位是焦耳的國(guó)際單位是焦耳/千克，又叫戈瑞千克，又叫戈瑞(Gray或或Gy)；專用單位是拉德（；專用單位是拉德（Rad） 1Gy=1焦耳焦耳/千克，千克， 1Gy=100Rad劑量率劑量率 ：定義為在單位時(shí)

2、間內(nèi)的吸收劑量。：定義為在單位時(shí)間內(nèi)的吸收劑量。DdtdDDp劑量率劑量率D的國(guó)際單位：焦耳的國(guó)際單位：焦耳/千克千克秒，專用單位是拉德秒，專用單位是拉德/秒。秒。p在空氣介質(zhì)中，對(duì)同一在空氣介質(zhì)中，對(duì)同一放射源，劑量率與照射率間存在如下的關(guān)系：放射源，劑量率與照射率間存在如下的關(guān)系： 1倫琴倫琴/時(shí)時(shí)=8.7710-3戈瑞戈瑞/時(shí)時(shí)=0.877拉德拉德/時(shí)時(shí) 劑量率的計(jì)算劑量率的計(jì)算以各向同性的以各向同性的點(diǎn)源點(diǎn)源為例，可推算出吸收劑量率的計(jì)算公式為例，可推算出吸收劑量率的計(jì)算公式 ：)(10696. 125rhvAnDc 拉德拉德/ /時(shí)時(shí) 上式中，上式中，為介質(zhì)的線性吸收系數(shù)（為介質(zhì)的線

3、性吸收系數(shù)（cm-1），），為介質(zhì)的密度為介質(zhì)的密度（g/ cm3），），n為源一次衰變所放出的為源一次衰變所放出的光子數(shù)，光子數(shù)，Ac為源的活度為源的活度(Ci)，h是是光子能量（光子能量（MeV），），r為離源間距為離源間距(cm)。早期方法：DQNH 劑量當(dāng)量：劑量當(dāng)量率劑量當(dāng)量率 dtHH/ 天然輻射源對(duì)公眾產(chǎn)生的平均年劑量水平天然輻射源對(duì)公眾產(chǎn)生的平均年劑量水平人工輻射源對(duì)公眾產(chǎn)生的平均年劑量水平人工輻射源對(duì)公眾產(chǎn)生的平均年劑量水平1放射工作人員受到的年劑量當(dāng)量放射工作人員受到的年劑量當(dāng)量（一年工作期間所受外照射的劑量當(dāng)量（一年工作期間所受外照射的劑量當(dāng)量與這一年內(nèi)攝入放射性核素所產(chǎn)

4、生的待積劑量當(dāng)量二者的總和）與這一年內(nèi)攝入放射性核素所產(chǎn)生的待積劑量當(dāng)量二者的總和）不應(yīng)超過(guò)不應(yīng)超過(guò)50mSv（每月控制：（每月控制：50/12=4.17mSv；每周控制：；每周控制：50/50=1mSv；每小時(shí)控制：；每小時(shí)控制：50/（5040）=25Sv）；）；2放射工作人員任一器官或組織所受的年劑量當(dāng)量不得超過(guò)下列限值：眼放射工作人員任一器官或組織所受的年劑量當(dāng)量不得超過(guò)下列限值：眼晶體晶體 150 mSv，其他單個(gè)器官或組織，其他單個(gè)器官或組織 500 mSv；3放射工作人員中，育齡婦女接受照射時(shí)，應(yīng)按月大致均勻地加以控制。放射工作人員中，育齡婦女接受照射時(shí)，應(yīng)按月大致均勻地加以控制

5、。對(duì)已知懷孕的婦女接受的照射，除按均勻的劑量率加以控制外，在一年內(nèi)接對(duì)已知懷孕的婦女接受的照射，除按均勻的劑量率加以控制外，在一年內(nèi)接受的有效劑量當(dāng)量應(yīng)限制在受的有效劑量當(dāng)量應(yīng)限制在1.5rem以下；年齡在以下；年齡在1618周歲的學(xué)生和學(xué)徒工，周歲的學(xué)生和學(xué)徒工，由于教學(xué)培訓(xùn)需要接受照射時(shí)，一年內(nèi)受到的有效劑量當(dāng)量不得超過(guò)由于教學(xué)培訓(xùn)需要接受照射時(shí)，一年內(nèi)受到的有效劑量當(dāng)量不得超過(guò)1.5rem，年齡小于年齡小于16周歲按公眾成員周歲按公眾成員（1mSv）控制。控制。4公眾成員的年有效劑量當(dāng)量不超過(guò)公眾成員的年有效劑量當(dāng)量不超過(guò)1 mSv。如果按終生劑量平均的年有效如果按終生劑量平均的年有效劑

6、量當(dāng)量不超劑量當(dāng)量不超1 mSv，但可在某些年份里允許以每年，但可在某些年份里允許以每年5 mSv作為劑量限制。作為劑量限制。公眾成員的皮膚和眼晶體的年劑量當(dāng)量限制為公眾成員的皮膚和眼晶體的年劑量當(dāng)量限制為50mSv。 RRTRTDwH,式中：WR輻射權(quán)重因子；DT,R器官、組織的平均劑量SI單位：希沃特，1Sv1J/kg歷史上曾使用過(guò)的單位：雷姆，1rem0.01SvRTRRTDwH,器官或組織T中的平均吸收劑量DT,R與輻射權(quán)重因子WR的乘積當(dāng)量劑量HT,R(equivalent dose)輻射權(quán)重因子 wR：為輻射防護(hù)目的，對(duì)吸收劑量乘以的因數(shù)，用以考慮不同類型的輻射對(duì)健康的相對(duì)危害效應(yīng)

7、。（radiation weighting factor）用wR代替Q的原因：從防護(hù)的角度考慮；簡(jiǎn)化，統(tǒng)一；數(shù)據(jù)，尤其是中子數(shù)據(jù)，進(jìn)行了修正；目前仍在混用。TTTHwE式中： 組織T的權(quán)重因子；HT 器官或組織的當(dāng)量劑量SI單位：希沃特，1Sv1J/kg 歷史上曾使用過(guò)的單位：雷姆，1rem0.01SvRTRRTTTTTDwwHwE,當(dāng)所考慮的效應(yīng)是隨機(jī)效應(yīng)時(shí)，在全身受到不均勻照射的情況下，人體所有組織或器官的加權(quán)后的當(dāng)量劑量之和。(effective dose) WT加權(quán)劑量加權(quán)劑量HW：HWHTWT設(shè)某人被射線照射后全身劑量為10 mSv，同時(shí)，經(jīng)測(cè)量，他的甲狀腺還受到了劑量為50mSv照

8、射。如何對(duì)這兩種劑量進(jìn)行評(píng)價(jià)？HWB10 mSvHW=HTWT=500.052.5 mSv有效全身劑量當(dāng)量有效全身劑量當(dāng)量HeHeHWB+HTWT組織權(quán)重因子WT ：為輻射防護(hù)的目的，器官和組織的當(dāng)量劑量所乘的因數(shù)，乘以該因數(shù)是為了考慮不同器官和組織對(duì)發(fā)生輻射隨機(jī)性效應(yīng)的不同敏感性。ottTTdttHH0)()(待積當(dāng)量劑量待積有效劑量TTTHwE)()(成年人50年；兒童70年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。iiiTTNHS,2. 集體有效劑量SK：iiiNES單位：人希注意：時(shí)間、人群1. 集體當(dāng)量劑量ST：受照群體每個(gè)成員的劑量當(dāng)量的總和。(c

9、ollective equivalent dose)(collective effective dose)受照群體每個(gè)成員的有效劑量的總和。單位：人希NQDH有效劑量限值和當(dāng)量劑量限值有效劑量限值和當(dāng)量劑量限值參考人一年內(nèi)食入/吸入j核素的待積劑量等于相應(yīng)的劑量限值。它等于同時(shí)滿足下式的年攝入量的最大值。mSvhwITTT20,50mSvhIT500,50年攝入量限值（年攝入量限值（annual limit on intake， ALI ）周圍劑量當(dāng)量H*(10)與注量、空氣比釋動(dòng)能Ka、照射量X的轉(zhuǎn)換因子以及定向劑量當(dāng)量H(0.07)與注量、空氣比釋動(dòng)能Ka的轉(zhuǎn)換因子光子能量KeVHp(10

10、)/Ka SvGy-1光子能量KeVHp(10)/Ka SvGy-1100.00971501.600150.2682001.489200.6133001.370250.8794001.301301.1055001.256401.4956001.230501.7698001.191601.89010001.175801.89115001.1401001.812一些確定性效應(yīng)閾值一些確定性效應(yīng)閾值設(shè)：A在一年內(nèi)接受了以下劑量，求其該年的全身劑量HD（外照射，全身）8 mSvHS（外照射，皮膚）12 mSvHT（內(nèi)照射，肺部）10 mSvHT（內(nèi)照射，甲狀腺）30 mSvHWBHDHTWT HDHT

11、WT（肺部）HTWT（甲狀腺） 8+100.12300.05 10.7 mSv解：遠(yuǎn)小于確定性效應(yīng)時(shí)，忽略。設(shè)：B在重水堆工作，某年接受了以下劑量HD（外照射）4.6 mSvHX（四肢）12.2 mSvHT（全身，氚）8.7 mSvHT（甲狀腺）30.0 mSv試求B在今年還能接受多少劑量才不超過(guò)劑量限值？HWBHDHTWT HDHTWT（氚）HTWT（甲狀腺） 4.68.71300.0514.8 mSv劑量限值：20 mSv還能接受劑量：20-14.85.2 mSv四肢還能接受多少劑量？ 500-（4.6+8.7）-12.2477.5 mSvC在工作時(shí)，由射線吸收了8.4mGy的全身劑量，從

12、80 keV的中子吸收了1.2 mGy，求其接受了多少有效劑量？全身劑量的加權(quán)因子：Wt1.0射線的品質(zhì)因子：Q 180 keV中子品質(zhì)因子：Qn6解：HWBH Hn18.4 mGy61.2 mGy 8.4 mSv7.2 mSv15.6 mSv設(shè)：D工人肺部接受的射線劑量為8mGy；甲狀腺接受了射線劑量為180 mGy；全身接受了14 mGy的劑量，求D接受了多少有效劑量？HT（肺部）208 mGy160 mSvHT（甲狀腺）1180 mGy180 mSvHWB114 mGy14 mSv解：利用器官權(quán)重因子：He0.121600.05180 11442 mSvHWB年均劑量小于20 mSv/y

13、，單年劑量小于50 mSv/y對(duì)于隨機(jī)性效應(yīng)：對(duì)于確定性效應(yīng)：四肢、皮膚小于500 mSv/y；150 mSv/yl 上述劑量不包括背景劑量、醫(yī)療劑量和出于營(yíng)救目的的緊急救援活動(dòng)l 女性工作者懷孕后，劑量限值降至4mSv/y核電站年均劑量：2 mSv工作年限：2065歲職業(yè)生涯總劑量：24590 mSv致命癌癥患病率額外升高：40.090.36損失壽命天數(shù)？損失壽命天數(shù)？假設(shè)A40歲時(shí)患癌癥，癌癥平均潛伏期為15年。那么A的期望壽命從社會(huì)平均值70歲，降低至55歲。LLE0.36150.054年20天若，每天坐車上班，若，每天坐車上班，LLE增加至增加至372天天dttHHtt505000)(

14、H輻射防護(hù)措施輻射防護(hù)措施 ( (一一) )外照射可阻擋外照射可阻擋. . 一般有一般有時(shí)間防護(hù)時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)距離防護(hù)、屏蔽防護(hù)屏蔽防護(hù)三三種防護(hù)措施，必要時(shí)可采用三者結(jié)合的綜合防護(hù)措施。種防護(hù)措施，必要時(shí)可采用三者結(jié)合的綜合防護(hù)措施。 1時(shí)間防護(hù)：減少照射時(shí)間，使人體接受的劑量當(dāng)量小于最大容許值。時(shí)間防護(hù)：減少照射時(shí)間，使人體接受的劑量當(dāng)量小于最大容許值。 設(shè)在地點(diǎn)設(shè)在地點(diǎn)A工作，工作，A點(diǎn)的吸收劑量為點(diǎn)的吸收劑量為DA，根據(jù)輻射類型查知最大容許劑量當(dāng)量率，根據(jù)輻射類型查知最大容許劑量當(dāng)量率 m，則最大容許照射時(shí)間，則最大容許照射時(shí)間TM：AmAmmHHQDHTH上式中上式中Q是外照射射

15、線的品質(zhì)因素。是外照射射線的品質(zhì)因素。方法如下：方法如下：例：例：在在A點(diǎn)的快中子（點(diǎn)的快中子（En=10MeV）通量為）通量為360/厘米厘米2秒，求秒，求工作人員每周最多在工作人員每周最多在A點(diǎn)工作時(shí)間不得超過(guò)多少？（已知能量點(diǎn)工作時(shí)間不得超過(guò)多少？（已知能量為為10MeV的快中子的最大容許劑量當(dāng)量的快中子的最大容許劑量當(dāng)量 m=18/厘米厘米2秒）秒）H3360018036018AmmHHT解：解：分鐘分鐘/小時(shí)小時(shí)=18分鐘分鐘/天天 計(jì)算表明，如果工作人員每天正常上班按計(jì)算表明，如果工作人員每天正常上班按6小時(shí)計(jì)算，則他小時(shí)計(jì)算，則他每天在每天在A處工作不長(zhǎng)于處工作不長(zhǎng)于18分鐘，才

16、被認(rèn)為是安全的。分鐘，才被認(rèn)為是安全的。2距離防護(hù)距離防護(hù) 距離一活度為距離一活度為Ac(Ci)的的點(diǎn)源的安全間距應(yīng)為多少呢？點(diǎn)源的安全間距應(yīng)為多少呢？設(shè)安全間距為設(shè)安全間距為r，則距源，則距源r處人體所受的劑量當(dāng)量率應(yīng)為：處人體所受的劑量當(dāng)量率應(yīng)為：)(10696. 125rhvAnHcB 雷姆雷姆/ /時(shí)時(shí) 用最大容許劑量率用最大容許劑量率 m代替上式中的代替上式中的 B，就可求得安全距離，就可求得安全距離rm：HHmcmHnAhvr810696. 1cm 另，因人體所受的劑量當(dāng)量率另，因人體所受的劑量當(dāng)量率B與距源間距與距源間距r的平方成反比，所以只的平方成反比，所以只要知道已知距離要知

17、道已知距離r處的劑量當(dāng)量，即可求出安全距離：處的劑量當(dāng)量，即可求出安全距離： 22rrHHmmrHHrmm3屏蔽防護(hù)屏蔽防護(hù)所謂所謂屏蔽防護(hù)屏蔽防護(hù)是將放射源用阻擋輻射的物質(zhì)屏蔽起來(lái)，使得是將放射源用阻擋輻射的物質(zhì)屏蔽起來(lái)，使得射線由于要穿過(guò)這層物質(zhì)強(qiáng)度減弱，由此保證工作場(chǎng)所劑量射線由于要穿過(guò)這層物質(zhì)強(qiáng)度減弱，由此保證工作場(chǎng)所劑量低于最大容許值。低于最大容許值。 外照射中外照射中射線的屏蔽是最常見(jiàn)的。選擇射線的屏蔽是最常見(jiàn)的。選擇屏蔽厚度屏蔽厚度(X)一般有一般有通用表通用表方法方法和和半減弱厚度方法半減弱厚度方法兩種。兩種。通用表方法通用表方法 由已知由已知源活度源活度Ac求出劑量當(dāng)量率求出

18、劑量當(dāng)量率 ；求減弱倍數(shù)求減弱倍數(shù)K（使工作區(qū)劑量低于最大容許值所要減少的倍數(shù)）（使工作區(qū)劑量低于最大容許值所要減少的倍數(shù)） 確定屏蔽物質(zhì)種類，然后查表求出屏蔽層確定屏蔽物質(zhì)種類，然后查表求出屏蔽層X(jué)的厚度。的厚度。mHHKH對(duì)貫穿輻射有足夠的吸收本領(lǐng)；對(duì)貫穿輻射有足夠的吸收本領(lǐng)；放射性雜質(zhì)的含量低；放射性雜質(zhì)的含量低；結(jié)構(gòu)性能好，容易加工，成本低等。結(jié)構(gòu)性能好，容易加工，成本低等。合適的屏蔽材料合適的屏蔽材料射線的吸收射線的吸收實(shí)驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)表明，射線強(qiáng)度隨吸收厚度增加而指數(shù)衰減射線強(qiáng)度隨吸收厚度增加而指數(shù)衰減 ：xeII0上式中，上式中，稱為線性衰減系數(shù)，也稱線性吸收系數(shù)，單位為稱為線性衰減系數(shù)，也稱線性吸收系數(shù)，單位為cm-1。 使使射線的強(qiáng)度減弱一半（即射線的強(qiáng)度減弱一