輻射劑量與防護(hù)(前言)課件

電離輻射劑量與防護(hù)康璽系館315Tel:8281887E-mail:kangcy2011@163.com1平時(shí)作業(yè)成績(jī)占20%，考勤占10%，期末筆試成績(jī)占70%。學(xué)習(xí)了一門專業(yè)知識(shí)；樹立了一種客觀態(tài)度；培養(yǎng)了一種學(xué)習(xí)習(xí)慣；嘗試了一種學(xué)習(xí)方法?？荚嚦煽?jī)組成：收獲：2輻射劑量、防護(hù)的含義輻射劑量、防護(hù)簡(jiǎn)史輻射防護(hù)的基本任務(wù)和目的輻射防護(hù)的主要內(nèi)容前言與緒論3以前的知識(shí)原子（核）物理

輻射、、、n產(chǎn)生的原理核物理實(shí)驗(yàn)方法

探測(cè)輻射、、基本方法輻射劑量與防護(hù)？

輻射對(duì)人的影響，如何降低輻射危害4（1）輻射定義什么是輻射？從某種物質(zhì)中發(fā)射出來的波或粒子。5（2）輻射分類按其本質(zhì)可分為兩類：

1.粒子輻射：是指組成物質(zhì)的基本粒子，或由這些粒子組成的原子核。粒子輻射是一些高速運(yùn)動(dòng)的粒子，消耗自己的動(dòng)能把能量傳給被穿透的物質(zhì)。粒子輻射包括電子、質(zhì)子、中子、α粒子、β粒子和帶電重離子等。

2.電磁輻射：實(shí)質(zhì)是電磁波，包括無線電波、微波、可見光、紫外線、X射線和γ射線等。7（2）輻射分類按與物質(zhì)的作用方式，輻射又分為兩類：

1.電離輻射：能量大于10eV，通過初級(jí)和次級(jí)過程引起物質(zhì)電離，如α粒子、β粒子、質(zhì)子、中子、X射線和γ射線等。

2.非電離輻射：能量小于10eV，與物質(zhì)作用不產(chǎn)生電離的輻射，如微波、無線電波、紅外線等。電離：將一個(gè)原子、分子從其束縛狀態(tài)釋放一個(gè)或多個(gè)電子的過程。8醫(yī)療輻射放射診斷放射治療核醫(yī)學(xué)醫(yī)療輻射是最大的人工輻射來源；各種人工放射性核素，大約80％用于醫(yī)學(xué)目的。10人工放射性核素的來源

※核試驗(yàn)大氣層核試驗(yàn)地下核試驗(yàn)泄漏※核武器制造※核燃料循環(huán)采礦與水冶核燃料轉(zhuǎn)換、濃縮與制造反應(yīng)堆運(yùn)行乏燃料后處理※其它同位素生產(chǎn)和應(yīng)用各類核事故研究堆11（3）為什么對(duì)輻射（電離輻射）要進(jìn)行防護(hù)？

輻射原子、分子組織、器官機(jī)體損傷確定性效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng)電離、激發(fā)修復(fù)12

電離輻射劑量學(xué)：研究電離輻射能量在物質(zhì)中的轉(zhuǎn)移和沉積的規(guī)律，特別是轉(zhuǎn)移和沉積的度量（量的定義、測(cè)量、計(jì)算等）的科學(xué)。電離輻射防護(hù)學(xué)：研究電離輻射對(duì)人體的危害、防止和減少這種危害的綜合性（輻射劑量學(xué)、輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、輻射防護(hù)技術(shù)、輻射防護(hù)最優(yōu)化、輻射安全管理等）邊緣科學(xué)。電離輻射物質(zhì)（作用對(duì)象）生物效應(yīng)14研究對(duì)象描述電離輻射源與輻射場(chǎng)；研究輻射與物質(zhì)的相互作用，尤其是能量在組織中的轉(zhuǎn)移、輻射在屏蔽中的減弱、以及放射性物質(zhì)在環(huán)境和人體器官中的輸運(yùn)等；

這門學(xué)科的一個(gè)重要分支是輻射照射的測(cè)量和評(píng)價(jià)技術(shù)；

與生物學(xué)和醫(yī)學(xué)有密切的聯(lián)系（研究輻射物理量與輻射生物效應(yīng)之間的關(guān)系）。15`1896,貝克勒爾（Becquerel）發(fā)現(xiàn)

鈾（Uranium）發(fā)現(xiàn)了天然放射性同位素的工業(yè)應(yīng)用NobelPrizein1903NobelPrizein1903and19111898,居里夫婦發(fā)現(xiàn)釙（Polonium）和鐳（Radium）171898,盧瑟福（Rutherford）發(fā)現(xiàn)了α、β粒子。

法國化學(xué)家維拉爾發(fā)現(xiàn)

射線1932,查德威克（Chadwick）發(fā)現(xiàn)中子。18（1）早期輻射損傷認(rèn)識(shí)時(shí)期（又稱職業(yè)性輻射損傷時(shí)期）特點(diǎn)：對(duì)輻射可能造成的損傷認(rèn)識(shí)不足損傷對(duì)象：

（1）X射線球的制造者和應(yīng)用X射線的技術(shù)人員；（2）從事放射性物質(zhì)研究的科學(xué)家；（3）鈾礦工人及用含鐳夜光涂料的操作女工。19早期上層人士的“氡浴”享受；含天然放射性物質(zhì)的“藥”的流行；1896年1月末，美國的格魯柏(Grubbe)在制造x射線管并進(jìn)行x射線實(shí)驗(yàn)時(shí)，在他的手上發(fā)生了皮炎，直至晚年作了手和手指的一部分切除手術(shù)；1896年3月，美國的埃迪森(T．A．Edison)在改進(jìn)x射線管和制造x射線熒光透視裝置時(shí)，他說數(shù)小時(shí)后感到眼痛，繼而發(fā)生了結(jié)膜炎。1896年4月，美國的丹尼爾(J．Daniel)在用x射線確定頭顱中異物位置時(shí)，發(fā)現(xiàn)了X射線對(duì)頭發(fā)有脫毛作用。1896年7月，德國的馬修斯(W．Marcuse)記述了X射線透視后引起了脫毛和皮炎。201897年，奧地利醫(yī)生弗蘭德(L．Freund)受到丹尼爾和馬修斯實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，試用x射線治療小兒背部的長毛痣，治療后不久，這些患者的皮膚出現(xiàn)了紅斑和脫毛，結(jié)果發(fā)生了嚴(yán)重的皮炎和潰瘍。直到1902年，又有人報(bào)道了x射線引起慢性潰瘍并繼而誘發(fā)癌癥的報(bào)告。事實(shí)是這樣的，在x射線使用的初期，每當(dāng)透視和拍片時(shí)、放射工作人員先把自己的手放在熒光屏和照相底片之間作試驗(yàn)，用熒光屏或底片上骨骼和組織的黑度來判斷x射線的透過度和劑量。因此，他們的手和手指受到了嚴(yán)重的輻射損傷，甚至有的人因輻射所致皮膚癌而死亡。21

1898年，瑪麗·居里(MarieSklodowskaCurie)和皮埃爾·居里(PierreCurie)夫婦發(fā)現(xiàn)了鐳，于次年4月，法國物理學(xué)家貝可勒爾(AntoineHenriBecquerel)從居里夫婦那里借來少量鐳鹽，將放有鐳鹽的小瓶裝在襯衣口袋里走了幾個(gè)小時(shí)回自己的實(shí)驗(yàn)室，幾天后在口袋后面的腹部皮膚上出現(xiàn)了燒傷，事后他說：“我愛鐳，但也恨它”。皮埃爾·居里為了弄明白這種鐳射線的生物效應(yīng)，特意在自己的手腕部用鐳照射了幾個(gè)小時(shí)，結(jié)果皮膚也出現(xiàn)了潮紅。居里夫人由于長期從事鐳及其它放射性物質(zhì)的研究工作，身體受到過量的照射，幾乎雙眼失明，造血組織受到嚴(yán)重的輻射損傷，1934年7月，她死于白血病。她的女兒伊倫娜·居里(IreneCurie)，人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn)者，也死于白血病。22

1907年，報(bào)道了用x射線治療小兒胸腺肥大癥引起了甲狀腺癌病例。l911年，有人搜集了94例由輻射引起的皮膚癌和其它惡性疾患，也有輻射致死的報(bào)道。1922年，Ledoux-Lebard計(jì)算約有100名放射性工作者死于惡性疾病。1925年，Martland報(bào)告說美國新澤西州夜光涂料廠標(biāo)度盤繪制女工發(fā)生了職業(yè)性鐳中毒，以至后來有超過50人得了骨癌。人們很早就注意到了輻射會(huì)引起眼睛結(jié)膜炎，在發(fā)現(xiàn)x射線10年后，認(rèn)識(shí)到輻射損傷嚴(yán)重時(shí)會(huì)誘發(fā)白內(nèi)障。l948年前后，觀察了數(shù)例受到來自回旋加速器中子照射的工作省，證實(shí)了中子照射容易引起白內(nèi)障24損傷特點(diǎn)：

（1）外照射引起的急性體表損傷；（2）氡及其子體內(nèi)照射引起的肺癌；（3）鐳內(nèi)照射引起的骨腫瘤。25損傷對(duì)象：

接受超劑量輻射照射的病人，較突出的例子有：

(1)1935—1954年，在英國應(yīng)用X射線局部照射治療強(qiáng)直性脊椎炎的病人；(2)1944—1951年，在德國應(yīng)用鐳—224注射治療強(qiáng)直性脊椎炎，關(guān)節(jié)炎及結(jié)核病的病人；(3)1928—1954年，在一些國家中應(yīng)用釷造影劑進(jìn)行x射線造影的病人。27（3）近期輻射損傷認(rèn)識(shí)時(shí)期

（又稱流行病學(xué)調(diào)查所見的輻射損傷時(shí)期）時(shí)間：1960年代～現(xiàn)在特點(diǎn)：

早期的職業(yè)性急性輻射損傷，除事故外，巳極為罕見了。中期所見到的高發(fā)生率的惡性腫瘤，得以避免。除事故外，只能用大群體的或高人年的流行病學(xué)的調(diào)查方法，才能發(fā)現(xiàn)輻射損傷或危害的增加。28重點(diǎn)調(diào)查對(duì)象包括：職業(yè)性受照射群體的流行病學(xué)調(diào)查；放射事故受害者調(diào)查；出生前受X射線診斷照射的群體流行病學(xué)調(diào)查；高輻射本底地區(qū)居住者的流行病學(xué)調(diào)查；原子彈、氫彈、切爾諾貝利事故受害者跟蹤調(diào)查。29調(diào)查結(jié)論：

迄今為止的流行病學(xué)的調(diào)查資料證明：在低劑量下，唯一潛在的輻射危害是致癌。非特異性壽命縮短末見發(fā)生。遺傳危害也未見增加。低于職業(yè)性劑量限值的輻射水平的長期慢性照射，是否會(huì)增加惡性腫瘤尚不明確。出生前診斷性X射線的照射量，是否能增加出生后的小兒癌癥的發(fā)病率，尚有爭(zhēng)議。高本底地區(qū)居民流行病學(xué)的調(diào)查，均末證實(shí)遺傳危害的增加或惡性腫瘤較對(duì)照群體有過多的發(fā)生。30

3.輻射防護(hù)的基本任務(wù)和目的基本任務(wù)：

（1）允許可能產(chǎn)生輻射的實(shí)踐（2）保護(hù)人員、后代、環(huán)境目的：

（1）防止有害的確定性效應(yīng)；（2）限制隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率，合理盡可能低。314.輻射防護(hù)的主要內(nèi)容輻射劑量學(xué)輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)輻射防護(hù)技術(shù)輻射防護(hù)評(píng)價(jià)輻射防護(hù)最優(yōu)化輻射安全管理32ICRP（Publication）InternationalCommissiononRadiologicalProtection國際放射防護(hù)委員會(huì)ICRU（Report）InternationalCommissiononRadiationUnitsandMeasurements國際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)UNSCEAR

UnitedNationsScientificcommitteeontheEffectsofAtomicRadiation聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)IAEA（SafetySeries）InternationalAtomicEnergyAgency國際原子能機(jī)構(gòu)ISOInternationalStandardizationOrganization國際標(biāo)準(zhǔn)化組織NCRP（Report）（Handbook）NationalCouncilonRadiationProtectionandMeasurements輻射防護(hù)與測(cè)量國家委員會(huì)（美）33ICRPPublication601990RecommendationsoftheInternationalCommissiononRadiologicalProtectionICRPPublication121RadiologicalProtectioninPaediatricDiagnosticandInterventionalRadiologyICRPPublication120RadiologicalProtectioninCardiologyICRPPublication119CompendiumofDoseCoefficientsbasedonICRPPublication6034參考文獻(xiàn)李德平,潘自強(qiáng)主編,輻射防護(hù)手冊(cè)，北京原子能出版社，1988年潘自強(qiáng),輻射防護(hù)的現(xiàn)狀與未來，北京原子能出版社，1997年田志恒,潘自強(qiáng),輻射劑量學(xué)，北京原子能出版社，1992年H..古雪夫主編.輻射防護(hù)第一卷:輻射防護(hù)物理基礎(chǔ).北京原子能出版社,1988年35第一章電離輻射與物質(zhì)的相互作用第一講電離輻射場(chǎng)36一、電離輻射

Ionization（電離）：從一個(gè)原子、分子或其他束縛態(tài)中釋放出一個(gè)或多個(gè)電子的過程。

IonizationRadiation（電離輻射）：能夠引起電離的帶電粒子和不帶電粒子。

*從一個(gè)原子中釋放出一個(gè)價(jià)電子需要的能量:4～25eV；

*能量>10eV的光子

Non-ionizationradiation（非電離輻射）：<10eV光子，波長>100mm紫外線、可見光、紅外線和射頻輻射。

37直接電離輻射和間接電離輻射

直接電離輻射

快帶電粒子穿過物質(zhì)時(shí)，通過庫倫相互作用直接在物質(zhì)中沉積能量并引起電離。這種通過初級(jí)過程引起電離的粒子稱為直接電離輻射。

間接電離輻射

不帶電粒子（例如光子和中子）穿過物質(zhì)時(shí)，首先將能量轉(zhuǎn)移給帶電粒子，隨后這些次級(jí)快帶電粒子再沉積能量和引起電離。這種通過次級(jí)過程引起電離的不帶電粒子稱為間接電離輻射。

38Externalradiation（外輻射）：體外源發(fā)射的輻射=>Externalirradiation（外照射）。Internalradiation（內(nèi)照射）：體內(nèi)分布源發(fā)射的輻射。39二、電離輻射場(chǎng)的描述Ionizationradiationfield（電離輻射場(chǎng)）：電離輻射居留的空間。1、粒子數(shù)和輻射能Particlenumber（粒子數(shù)）N：發(fā)射、轉(zhuǎn)移或接受的粒子數(shù)目，單位是1。Particlenumberdensity（粒子數(shù)密度）n：n=dN/dV—表征輻射場(chǎng)疏密程度，單位是m-3。Radiantenergy（輻射能）R：發(fā)射、轉(zhuǎn)移或接受的輻射粒子的能量（不包括靜止能），單位是J。40

2、通量、注量和注量率（1）Flux（通量）：表征輻射場(chǎng)中粒子或能量在時(shí)間上的頻繁程度。Particleflux（粒子通量），s-1Energyflux（能量通量），j.s-1

θda┴da（2）Fluence（注量）：表征輻射場(chǎng)的空間疏密程度。特例：?jiǎn)蜗蜉椛鋱?chǎng)41da┴=dacosθ定義：Φu=dN/da┴為單向輻射場(chǎng)的粒子注量。一般情況：各向輻射場(chǎng)定義：Particlefluence(粒子注量)Φ：Φ=dN/da，m-2Energyfluence（能量注量）Ψ：Ψ=dR/da，j.m-2Pda42（3）Fluencerate（注量率）Particlefluencerate（粒子注量率）φ：

φ=dΦ

/dt=d2N/dadt，m-2s-1*φ為粒子通量密度：Energyfluencerate（能量注量率）ψ

：

ψ=dΨ/dt=d2R/dadt，j.m-2.s-1（w.m-2）

43

3.角分布和輻射度Angulardistribution（角分布）：描述粒子入射方向的分布。44Radiance（輻射度）：注量率的角分布Particleradiance（粒子輻射度）p：

p=

單位：m-2.sr-1.s-1

45Energyradiance（能量輻射度）r：

單位：w.m-2.sr

-1464.能譜分布（Energyspectrumdistribution）用Q代表輻射學(xué)量，用E代表粒子的能量（不包括靜止能）,則Q（E）是Q的積分分布，它是能量為0-E的粒子對(duì)Q的貢獻(xiàn)。47（1）注量的譜分布將Φ和Ψ代入上述式中就得到粒子注量和能量注量譜分布的表達(dá)式。例如：48