輻射防護概論作業(yè)(共13頁)

1、 輻射(fsh)防護概論第一章1、為什么定義粒子(lz)注量時，要用一個小球體？粒子(lz)注量定義：單向輻射場：粒子注量，數(shù)值上等于通過與粒子入射方向垂直的單位面積的粒子數(shù)。多向輻射場：以P點為中心畫一個小圓，其面積為da。保持da的圓心在P點不變，而改變da的取向，以正面迎接從各方向射來并垂直穿過面積元da的粒子。da在改變?nèi)∠虻倪^程中即掃描出一個以P點為球心，以da為截面的回旋球。Pda 球體過球心的截面面積(da)相等，粒子注量計算最容易，故而用一個小球體定義粒子注量。2、質(zhì)量減弱系數(shù)（/）、質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（tr/）和質(zhì)量能量吸收系數(shù)（en/）三者之間有什么聯(lián)系和區(qū)別？相同點：都針對

2、不帶電粒子（X、射線和中子）穿過物質(zhì)時發(fā)生的物理現(xiàn)象而定義的；不同點：質(zhì)量減弱系數(shù)（/）：描述物質(zhì)中入射不帶電粒子數(shù)目的減小，不涉及具體物理過程。質(zhì)量(zhling)能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（tr/）：描述(mio sh)不帶電粒子穿過物質(zhì)時，其能量轉(zhuǎn)移給帶電粒子數(shù)值。只涉及帶電粒子獲得的能量，而不涉及這些能量是否被物質(zhì)(wzh)吸收。質(zhì)量能量吸收系數(shù)（en/）：描述不帶電粒子穿過物質(zhì)時，不帶電粒子被物質(zhì)吸收的能量。數(shù)值上：質(zhì)量減弱系數(shù)（/）質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（tr/）質(zhì)量能量吸收系數(shù)（en/）3、吸收劑量、比釋動能和照射量三者之間有什么聯(lián)系和區(qū)別？吸收劑量（D）：同授與能（）相聯(lián)系，單位質(zhì)量受照物質(zhì)中所吸

3、收的平均輻射能量。單位Gy。適用于任何類型的輻射和受照物質(zhì)，與一個無限小體積相聯(lián)系的輻射量。受照物質(zhì)中每一點都有特定的吸收劑量數(shù)值。比釋動能（K）：同轉(zhuǎn)移能（tr）相聯(lián)系，不帶電粒子在質(zhì)量dm的物質(zhì)中釋放出的全部帶電粒子的初始動能總和的平均值。單位Gy。針對不帶電粒子；對受照物質(zhì)整體，而不對受照物質(zhì)的某點而言。實用時可先查比釋動能因子表（國際上給出比釋動能因子的推薦值），進而求得比釋動能。照射量（X）：X或射線在單位質(zhì)量的空氣中，釋放出來的全部電子完全被空氣阻止時，在空氣中產(chǎn)生一種符號的離子的總電荷的絕對值。單位C/kg。針對X或射線、空氣。空氣中各點的照射量不同。三者聯(lián)系：帶電粒子平衡(pn

4、ghng)：不帶電粒子在某一體積元的物質(zhì)中，轉(zhuǎn)移給帶電粒子的平均能量，等于(dngy)該體積元物質(zhì)所吸收的平均能量。發(fā)生在物質(zhì)層的厚度大于次級(c j)帶電粒子在其中的最大射程深度處。D=K（1-g）g是次級電子在慢化過程中，能量損失于軔致輻射的能量份額。對低能X或射線，可忽略軔致輻射能量損失，此時DK帶電粒子平衡條件下，空氣中照射量（X）和同一點處空氣吸收劑量(Da)的關(guān)系為：吸收劑量與物質(zhì)的質(zhì)量吸收系數(shù)成正比，即故空氣中同一點處物質(zhì)的吸收劑量Dm為： 照射量換算到某物質(zhì)吸收劑量的換算因子，可查表得到。三者區(qū)別見P18頁表1.4。4、在輻射場中，某點處放置一個圓柱形電離室，其直徑為0.03m

5、長為0.1m。在射線照射下產(chǎn)生10-6C的電離電荷。試求在該考察點處的照射量和同一點處空氣的吸收劑量各為多少？ 5、通過測量，已知空氣中某點處的照射量為6.4510-3C.kg-1,求該點處空氣的吸收劑量。6、在60Co射線(shxin)照射下，測得水體膜內(nèi)某點的照射量為5.1810-3C.kg-1，試計算(j sun)同一點處水的吸收劑量。上式中，60Co射線包括1.17MeV和1.33MeV，分支比1:1，查P17表1.3不同光子能量對某些(mu xi)物質(zhì)的fm值可知，能量在0.42MeV的射線對水的fm值都為37.64。劑量學計算能準確更好，可用插值法求表中未給出的數(shù)值點；防護學計算未

6、知能量點可插值，也可按防護最安全角度考慮，將劑量值往大方向計算。7、用一個小型探頭的照射量儀器，在實質(zhì)骨的一個小腔室內(nèi)測得照射量為7.7410-3C.Kg-1，設(shè)輻射源的光子平均能量為80keV。試計算在此照射條件下實質(zhì)骨的吸收劑量。8、設(shè)在3min內(nèi)測得能量為14.5 keV的中子注量為1.51011m-2。求在這一點處的能量注量、能量注量率和空氣的比釋動能各為多少？能量注量： 能量注量率：空氣的比釋動能：第二章1、試簡述分別用自由空氣(kngq)電離室、空腔電離室測量照射量的基本原理。2、何謂劑量儀的能量響應(yīng)？影響能量響應(yīng)的因素(yn s)是什么？如何改善能量響應(yīng)？儀器的靈敏度對光子能量的

7、依賴關(guān)系(gun x)，稱為儀器的能量響應(yīng)。射線在劑量儀中產(chǎn)生的電荷量可寫成：對給定的電離室和一定氣體故劑量儀產(chǎn)生的電荷與照射量有如下關(guān)系：上式中，空氣質(zhì)量能量吸收系數(shù)、電離室室壁的質(zhì)量能量吸收系數(shù)都隨光子能量的變化而變化，且兩者變化的比率并不致。故儀器有能量響應(yīng)。改善能量響應(yīng)：使探頭材料的原子序數(shù)接近空氣，探頭的有效原子序數(shù)越接近空氣，則探測器能量響應(yīng)越小。采用能量補嘗措施，如電離室采用石墨做器壁、鋁做電極。鋁電極可補嘗石墨電極對低能X射線質(zhì)量能量吸收系數(shù)比空氣小的缺陷。利用石墨和鋁的質(zhì)量吸收系數(shù)相互補嘗，可使這類電離室獲得相當好的空氣等效性。3、在標準狀況下，設(shè)一個半徑5 cm球狀空氣等效

8、壁電離室，受射線照射后產(chǎn)生1.5uC的總電荷。求照射量是多少？相應(yīng)空氣中的吸收劑量是多少？4、有效(yuxio)體積為103 cm3的非密封(mfng)電離室靠近 輻射源時電流計的指示(zhsh)為10-9A。試求該處的射線照射量率為多大（假設(shè)這時的氣溫為20，氣壓為760mm Hg，電離室是由空氣等效材料組成，并假定可忽略射線吸收的影響）？5、試簡述中子當量劑量測量的基本原理。中子當量不同中子能量范圍的中子吸收劑量乘以相應(yīng)的輻射權(quán)重因子，最后相加，即得中子當量劑量。實際測量中，測量不同中子能量范圍的中子吸收劑量是困難的。這時在一定能量范圍內(nèi)，調(diào)整儀器的響應(yīng)，使儀器的探測效率正比于。這樣，輻射

9、場中探測器測到的中子數(shù)Nn，即正比于中子的當量劑量指數(shù)HI,no。6、射線吸收劑量測量的特點是什么？簡述外推電離室測量射線吸收劑量的基本原理。射線是弱貫穿輻射，因而其吸收劑量測量不再測介質(zhì)內(nèi)平均吸收劑量。而測量不同介質(zhì)不同深度處的吸收劑量。外推電離室通過改變減小電離室空腔體積，得到一系列電離電流測量值。并借以推得外推電離室空腔無限小時，單位質(zhì)量空氣中的電離值。并根據(jù)介質(zhì)與無限小空腔滿足布拉格戈瑞原理，求得介質(zhì)該厚度下的吸收劑量：7、用2.5cm2.5cmNaI(Tl)閃爍(shn shu)體，測得與圓柱體軸線平行(pngxng)入射能量為1MeV的光子計數(shù)(j sh)率為100計數(shù)/s。試計算

10、：2.58106C/kg的光子注量；閃爍體的固有探測效率；計算照射量率為多大？假設(shè)NaI(Tl)的密度為4g/cm3，其對能量為1MeV光子的質(zhì)量衰減系數(shù)/=0.05cm2/g，空氣質(zhì)量能量吸收系數(shù)en/0.025cm2/g。8、試簡述化學劑量計吸收劑量的基本原理。電離輻射與物質(zhì)互相作用時，除了使物質(zhì)發(fā)生物理變化外，還能使某些物質(zhì)的化學性質(zhì)和成分發(fā)生改變，改變程度與物質(zhì)吸收輻射能量的多少有關(guān)，最好兩者成正比。9、用FeSO4劑量計刻度一個137Cs 點源，設(shè)溶液離源1.5m照射1.5h，測得溶液消光系數(shù)為0.85，對比空白液的消光系數(shù)為0.010，波長為0.3040A，室溫為25，液槽厚為1c

11、m，求137Cs源的放射性活度。 10、試簡述熱釋光元件測量劑量的基本原理。具有晶格結(jié)構(gòu)的固體，因含有雜質(zhì)或其中的原子、離子缺位、錯位造成晶格缺陷從而成為帶電中心。帶電中心具有吸引甚至束縛異性電荷的本領(lǐng)，稱為陷井。當固體受到輻射照射時，禁帶中心中的電子受激并進入導帶，將被被陷井捕獲。如果陷井深度很大，那常溫下電子將長久留在陷井中。只有當固體被加熱到一定溫度時，落在陷井的電子因得到能量才能從陷井中逸出。當逸出電子從導帶返回禁帶時，會發(fā)出蘭綠色的可見光，發(fā)光強度與陷井中的電子數(shù)目有關(guān)，而電子數(shù)目又取決于固體所受的劑量。發(fā)光曲線、升溫曲線；常用(chn yn)熱釋光：LiF（Mg） 有效原子序數(shù)(y

12、unz xsh)與空氣、組織相近組織等效(dn xio)、響應(yīng)隨能量變化小。含6Li的LiF可作中子探測器。CaSO4（Dy） 靈敏度高，適合于低水平輻射測量。11、設(shè)計一個G-M計數(shù)管式劑量率儀，若光子能量為1MeV，探測效率為1%，計算管有效面積10cm2，要求測量量程為10-610-4C/kg/h。試計算相應(yīng)的計數(shù)率范圍是多少？12、試簡述量熱法測量吸收劑量的基本原理。電離輻射與物質(zhì)作用，導致其能量被物質(zhì)吸收，而物質(zhì)吸收的輻射能量最終都將使物質(zhì)變熱。測量被照物質(zhì)的溫度變化，即可確定物質(zhì)吸收的劑量。量熱法要求好的絕熱條件，且其一般適用于大劑量的測量。量熱計是按吸收劑量的定義直接測量的，而不

13、基于物理或化學的次級效應(yīng)。量熱計的響應(yīng)原則上與輻射品質(zhì)無關(guān)，常用作絕對測量裝置。絕對測量：影響待求量的各個因素都是已知的，且各個因素都能夠被準確測量。各個因素測量準確性可被朔源到國際標準。相對測量：影響待求量的各個因素有些不清楚，或有些因素不能被準確測量。13、在儀器刻度過程中如何檢驗有無散射的影響？應(yīng)如何消除？理論上，在輻射場中引入任何物體都會造成輻射場的改變，從而影響儀器的讀數(shù)。在理論上，可采用1/r2衰減可判斷刻度進程中是否有散射影響。即將儀器從A移到B，其讀數(shù)有如下關(guān)系：檢驗NA、NB讀數(shù)是否與距離有平方反比關(guān)系，即可判斷是否有散射影響。實際中，可將一些懷疑的散射物移開，觀察移開前后儀

14、器讀數(shù)有無明顯變化，以判斷刻度(kd)過程中是否有散射。若有散射(snsh)影響應(yīng)盡量保持刻度在空曠的地方進行(jnxng)，刻度源與刻度儀器間應(yīng)無遮擋物?？潭仍?、刻度儀器應(yīng)保持與地面有一定距離，嚴格按照刻度要求進行。第三章3、試述影響輻射損傷的因素(yn s)及其與輻射防護的關(guān)系。影響(yngxing)輻射損傷的因素包括：物理(wl)因素輻射類型、劑量率及分次照射、照射部位和面積、照射的幾何條件；生物因素不同生物種系的輻射敏感性、個體不同發(fā)育階段的輻射敏感性、不同細胞、組織或器官的輻射敏感性輻射防護即從影響輻射損傷的因素入手來進行防護，如對不同的輻射類型采取不同的防護方法、限制劑量和分次照射

15、以使輻射損傷所發(fā)生的可能性最小。4、各舉一例說明什么是輻射對機體組織的隨機性效應(yīng)和確定性效應(yīng)？說明隨機性效應(yīng)和確定性效應(yīng)的特征。輻射防護的主要目的是什么？隨機性效應(yīng)特征“線性無閾”?！盁o閾”指任何微小的劑量都可能誘發(fā)隨機性效應(yīng).?！熬€性”指隨機性效應(yīng)發(fā)生幾率與所受劑量成線性關(guān)系，但其后果的嚴重程度不一定與所受劑量有關(guān)系。確定性效應(yīng)有閾值。超過閾值，效應(yīng)肯定會發(fā)生，且其嚴重程度與所受劑量大小有關(guān)，劑量越大，效應(yīng)越明顯。輻射防護的主要目的防止有害的確定性效應(yīng)，并限制隨機性效應(yīng)的發(fā)生率，使它們達到被認為可以接受的不平。1、何謂吸收劑量D、當量劑量H與有效劑量E？它們的定義、物理意義、單位、適用條件及

16、相互聯(lián)系。吸收劑量（D）：同授與能（）相聯(lián)系，單位質(zhì)量受照物質(zhì)中所吸收的平均輻射能量。單位Gy。當量劑量（H）：與輻射生物效應(yīng)相聯(lián)系，用同一尺度描述不同類型和能量的輻射對人體造成的生物效應(yīng)的嚴重程度或發(fā)生幾率的大小。WR輻射(fsh)權(quán)重因子與輻射種類(zhngli)和能量有關(guān)；DT，R按組織或器官T平均計算(j sun)的來自輻射R的吸收劑量;；HT單位Sv。有效劑量（E）：與人體各器官對輻射的敏感度相聯(lián)系。描述輻射照射人體，給受到照射的有關(guān)器官和組織帶來的總的危險。在非均勻照射下隨機效應(yīng)發(fā)生率與均勻照射下發(fā)生率相同時所對應(yīng)的全身均勻照射的當量劑量。WT組織權(quán)重因子，在全身均勻受照射下各器官

17、對總危害的相對貢獻。有效劑量單位Sv。當量劑量、有效劑量，只能在遠低于確定性效應(yīng)閾值的吸收劑量下提供隨機性效應(yīng)概率的依據(jù)。5、何謂輻射權(quán)重因子與組織權(quán)重因子？輻射權(quán)重因子同輻射品質(zhì)因子（Q），衡量各種輻射引起的有害效應(yīng)程度，它的數(shù)值是根據(jù)輻射在水中的傳能線密度的大小確定的。組織權(quán)重因子器官或組織受照射所產(chǎn)生的危害與全身均勻受照射時所產(chǎn)生的總危害的比值。即反映了在全身均勻受照射下各器官對總危害的相對貢獻。2、待積當量劑量H50,T、待積有效劑量H50，E、集體劑量SH與集體有效劑量S，這些概念的引入是為了什么目的？待積當量劑量H50,T、待積有效劑量H50，E描述內(nèi)照射情況下，放射性核素進入人體

18、內(nèi)對某一器官或個人在一段時間內(nèi)（50y）產(chǎn)生的危害。也可用來估計攝入放射性核素后將發(fā)生隨機性概效應(yīng)的平均幾率。集體劑量SH與集體有效劑量S為了定量描述一次放射性實踐對社會總的危害。7、造成天然(tinrn)本底照射的主要來源？正常地區(qū)天然本底的水平是多少？日常生活中人工輻射源的主項是什么？平均(pngjn)每年對每個人造成多大照射？天然本底輻射的主要來源(liyun)：宇宙射線、宇生核素、原生核素（三個天然放射系和長壽命放射性核素如40K）。正常地區(qū)天然本底水平為2.4mSv/a，具體參見P64表3.7。日常生活中人工輻射源的包括醫(yī)療照射、核動力生產(chǎn)和核爆炸。其中醫(yī)療照射占重要地位，平均每年對

19、每個人造成0.4mSv的照射。8、輻射防護體系（劑量限制體系）主要內(nèi)容是什么？輻射防護三原則：輻射實踐正當化、防護與安全的最優(yōu)化和限制個人劑量三項基本原則。輻射防護標準：國際電離輻射與輻射源安全基本安全標準 No.115-1 參照ICRP60（1991）報告 International commission on Radiological Protection10、判斷如下幾種說法是否全面，并加以解釋：“輻射對人體有害，所以不應(yīng)該進行任何與輻射有關(guān)的工作”?！霸趶氖路派湫怨ぷ鲿r，應(yīng)該使劑量愈低愈好”。 “我們要采取適當措施，把劑量水平降低到使工作人員所受劑量當量低于限值，就能保證絕對安全”。 不全面。違反輻