放射性基礎知識

關(guān)于放射性基礎知識第一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

第一部分核與輻射技術(shù)應用概況第二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一應用范圍廣泛，遍及國民經(jīng)濟各部門。核電站、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)探傷、油田測井、地質(zhì)勘探、輻照加工、計量儀表(核子秤、料位計、密度計、水分計等)、輻照育種、同位素示蹤、教育科研等。第三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

一、民用電離輻射源（1）輻照加工輻照加工裝置是裝源活度最高的應用方式，一般用于衛(wèi)生滅菌、農(nóng)產(chǎn)品保鮮、輻射育種、高分子化合物的接枝交聯(lián)和改性等。鈷-60是這類應用最常使用的核素。裝源活度從數(shù)1萬居里~百萬居里以上。

工業(yè)輻照加速器。（2）無損探傷又稱為工業(yè)探傷。

常用的放射源多使用銥-192、鈷-60、銫-137等放射性核素。X射線探傷、加速器、工業(yè)CT。第四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一（3）放射性儀表

包括核子秤，厚度計，料位計，濕密度計等。放射性計量儀表種類繁多，使用的核素主要有鈷-60、銫-137、鍶-90等。（4）油田測井在石油勘探、開采中，用射線測量地質(zhì)參數(shù)，探明原油儲量。镅-鈹中子源是油田測井中最常使用的放射源之一。

中子源在地質(zhì)勘探和活化分析方面應用廣泛。第五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一（5）安全檢測第六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一（6）放射診斷與治療

CTDSA胃腸機CRDR口腔全景機SPECTPET-CT鈷-60治療機后裝治療機加速器：直線、回旋X刀γ刀粒子植入治療質(zhì)子治療裝置核醫(yī)學（核素治療等）……第七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一伽瑪輻照裝置

濕式貯源輻照裝置全景圖第八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一固定核子測量－－料位計第九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一密度測量儀（核子秤）傳送帶稱重儀器Beltweighinggauge第十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一固定核子測量－－厚度測量儀第十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一鉆井測量第十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

同位素示蹤第十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一源從容器中發(fā)射出來采用遙控設備源在曝光期間無屏蔽可手動或自動操作伽瑪探傷裝置（發(fā)射型伽馬探傷）第十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一特殊應用：陸上管道、海底管道采用外部輻射源提供走/停的信息外部控制源一般采用137Cs。管道爬行探傷裝置第十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一Transfercathetersarelockedintoplaceduringtreatment-greenlightindicatesthecathetersthatareinuse

近距離放射治療裝置Varian第十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一介入放射學透視設備

第十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

CT第十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

醫(yī)用直線加速器

LinearAcceleratorModernacceleratorshaveanumberoftreatmentoptions.e.g.X-raysorelectrons(dualmode)2X-rayenergies5ormoreelectronenergies第十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一伽瑪?shù)?/p>

GammaKnifeTheGammaKnife:-Patientpositioningcollimatorusesnumeroushighactivity60Cosourcespositionedinadevicesothattheradiationbeamsconvergeatthespecifiedpointoftreatment.isusedtotreatheadtumors第二十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一SPECT

第二十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一PET-CT第二十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一二、核電站與其他核設施世界核協(xié)會2014年數(shù)據(jù)第二十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一來自IAEAPRIS（動力堆信息系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)（2013年），中國2.1%第二十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一山東核電規(guī)劃

山東擬在膠東半島120公里海岸線建設核電群：煙臺海陽核電站（在建）威海榮成石島灣核電站（在建）威海乳山核電站

第二十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

海陽核電站：電規(guī)劃建設6臺百萬千瓦壓水堆機組，留有2臺擴建余地，6臺機組總投資約1200—1300億元，于2009年9月開工。一期工程兩臺單機125萬千瓦機組預計2016年投產(chǎn)。3、4號機組項目申請報告于2014年3月31日上報國家發(fā)展改革委，5、6號機組計劃在3、4號機組開工后梯次建設。榮成石島灣核電站：2012年12月低調(diào)開工建設，1臺20萬千瓦的機組計劃于2017年底建成投產(chǎn)。

乳山核電站：是我省第三個最有可能上馬的核電項目，但目前尚未有實質(zhì)性的進展，最新的消息是“乳山核電站還在進一步籌劃”。第二十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

原子彈爆炸

三、核武器原子彈氫彈

第二十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

沖擊波：使樓房等建筑物瞬間倒塌或物體崩射，造成大量人員傷亡。熱輻射：是指核武器爆炸后產(chǎn)生的一個溫度高達幾千萬攝氏度的熱球。熱球產(chǎn)生的熱輻射足以點燃各種物質(zhì)，發(fā)出的強光使人暫時或永久失明。核輻射：第二次世界大戰(zhàn)末期，美國在日本廣島和長崎投下的兩顆原子彈造成30余萬人員傷亡中，其中有１／３是由輻射損傷造成第二十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一第二部分

放射性基礎知識第二十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一一、放射性核素是指不穩(wěn)定的原子核，能自發(fā)地放出射線（如α射線、β射線等），通過衰變形成穩(wěn)定的核素。衰變時放出的能量稱為衰變能。衰變到原始數(shù)目一半所需要的時間稱為半衰期，其范圍很廣，分布在1015a~10-12s之間。目前已發(fā)現(xiàn)的放射性核素近2500種。分類：分為天然的和人工的2種，其中天然的有60多種，絕大多數(shù)為人工放射性核素。第三十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

原子核自發(fā)地放射出射線轉(zhuǎn)變成另一種核素的過程叫做衰變。在衰變中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的。如：

母體與子體：如果某一放射性核素A通過衰變產(chǎn)生B，則稱A為B的母體,B為A的子體。衰變后的子核有的穩(wěn)定，有的不穩(wěn)定而繼續(xù)進行衰變。常見的衰變類型為α衰變、β衰變、γ衰變。二、放射性核素的衰變類型……23492U23090Th22688Ra22286Rn……23892U

23490Th釷＋42He第三十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一（一）α衰變原子核自發(fā)地放射出α粒子而發(fā)生的轉(zhuǎn)變，叫做α衰變。子核、母核：在α衰變中，衰變后的剩余核（子核）與衰變前的原子核（母核）相比，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)減4。如果用X代表母體核素，Y代表子體核素，則α衰變可以用下式表示：

第三十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一第三十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

（二）β衰變

原子核自發(fā)地放射出電子或正電子或俘獲一個軌道電子而發(fā)生的轉(zhuǎn)變，統(tǒng)稱為β衰變。放射出負電子的成為β-衰變；放射出正電子的稱為β+衰變；俘獲軌道電子的稱為軌道電子俘獲（EC）。β衰變的三種類型可分別用下式表示：

第三十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一無論哪種形式的β衰變，子核與母核的質(zhì)量數(shù)相同，只是電荷數(shù)相差1。β-衰變后原子核中的一個中子變成了質(zhì)子。β+衰變和軌道電子俘獲后原子核的一個質(zhì)子變成了中子。有些β衰變的放射性核素只放射β粒子，而沒有伴隨γ射線，如14C、32P等。許多β衰變的放射性核素放射β粒子時往往伴有γ射線，如60Co。某些放射性核素衰變時放出2組或2組以上能量的β粒子。第三十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一處于激發(fā)態(tài)的原子核（高能態(tài)）向基態(tài)（低能態(tài)）躍遷時，其能量以光子的方式釋放出來，發(fā)射出射線。它是一種高能量的電磁波，波長較短。核素的γ衰變往往是與α衰變、

β衰變一起發(fā)生的。

（三）γ衰變

第三十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

三、放射性衰變規(guī)律衰變定律母體原子核的數(shù)目隨時間呈指數(shù)規(guī)律減少

N=N0e-λt

式中：N0是當t=0時刻放射核素母體的原子核數(shù)目。母體總核數(shù)N的值隨時間t的增加按指數(shù)規(guī)律衰減；λ為一比例常數(shù)，稱為衰變常數(shù)。

第三十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一衰變常數(shù)λ定義：特定能態(tài)的放射性核素在dt時間內(nèi)發(fā)生自發(fā)核躍遷的概率除以dt。物理意義：表示在放射性核素衰變過程中，每個原子核在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的概率。每一種放射性核素都有其固定的衰變常量，λ值越大，表示放射性核素衰變的快。第三十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一半衰期T?定義：放射性母體原子核數(shù)目衰減至原來數(shù)目的一半所需要的時間。物理意義：表示核衰變快慢的物理量。各種放射性核素都有一定的半衰期，如碘-131的半衰期是8天，銫-137是30年，鈷-60的半衰期是5.26年，銥-192的半衰期是74.3天，硒-75的半衰期是118天碳-14是5730年，钚-239是24000年，鈾-238是4470000000年，等等。T?與λ的換算關(guān)系：

T?=(ln2)/λ=0.693/λ

λ=0.693／T?第三十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一四、放射性活度定義：在給定的時刻，處于特定能態(tài)的一定量的某種放射性核素的活度Ａ，是在時間間隔dt內(nèi)，該核素發(fā)生自發(fā)核躍遷數(shù)的期望值dN除以dt所得的商（一定量的放射性核素，在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的次數(shù)）：

A=dN/dt

單位：放射性活度的SI單位是“秒－1”（S－1），專門名稱是貝可勒爾（Becquere），簡稱貝可（Bq）。1貝可表示放射核素在1秒鐘內(nèi)發(fā)生1次核躍遷，即：

1貝可（Bq）＝1秒－1（S－1）

第四十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

放射性活度舊的專用單位是居里（Ci），它表示放射性核素在1秒鐘發(fā)生3.7×1010次核衰變即：

1居里（Ci）＝3.7×1010秒－1（S－1）活度常用kBq(k＝103）、MBq（M＝106）、GBq（G＝109）、TBq（T＝1012）、PBq（P＝1015）和mCi（毫居里）、Ci（微居里)等由詞頭和貝可或居里構(gòu)成的十進位數(shù)或分數(shù)單位表示。它們之間的關(guān)系：

1Ci＝3.7×1010Bq=37GBq1Ci=103mCi=106Ci

第四十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

放射性活度計算

放射性活度A隨時間ｔ按指數(shù)規(guī)律衰減。設放射性核素ｔ時刻的活度A則

A=A0e－(0.693/T1/2)t

式中：

A0—t=0時的活度;T1/2—

半衰期，即活度減少一半時所需要的時間（計算時應與t的單位統(tǒng)一）。

第四十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一五、輻射來源輻射包括電離輻射和非電離輻射（如電磁波、紫外線、可見光及紅外輻射等），故廣義的輻射源應包括電離輻射源和非電離輻射源。一般輻射源指可以通過發(fā)射電離輻射或釋放放射性物質(zhì)而引起輻射照射的一切物質(zhì)或?qū)嶓w。例如，鈷-60是發(fā)射β射線和γ射線的輻射源，醫(yī)用加速器是放射治療實踐中的輻射源，核電廠是核動力發(fā)電實踐中的輻射源。核技術(shù)利用領(lǐng)域中的輻射源：放射性同位素（放射源）及射線裝置。輻射源主要產(chǎn)生的射線：α、β、γ、X、中子等。第四十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一（一）放射源分類

1.按來源：分為天然和人工兩大類。

2.以潛在危害程度：Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類。

3.按密封狀況：密封源和非密封源。

4.按射線種類：α放射源、β放射源、γ放射源及中子源。

六、放射源與射線裝置分類第四十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

1.按照來源分類

（1）天然輻射源天然存在的輻射源稱為天然輻射源。天然輻射源主要來自宇宙射線、宇生放射性核素和原生放射性核素。宇宙射線

來自太陽和星際空間，主要由中子、質(zhì)子、電子和各種介子等高速粒子組成。具有較強的貫穿能力，對人體造成外照射。強度隨海拔高度的增加呈指數(shù)增加。宇生放射性核素宇宙射線與大氣層中和地球表面氧、氮等多種元素的原子核相互作用后產(chǎn)生的放射性核素。約20種，其中3H、14C、7Be和22Na的貢獻較大。原生放射性核素自有地球以來就存在于地殼內(nèi)的放射性核素。分為兩類：①有衰變系列的核素：鈾系、錒鈾系、釷系。②無衰變系列的長壽命核素：40K、87Rb。第四十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一（2）人工輻射源人工輻射源是用人工方法產(chǎn)生的輻射源。人工輻射源主要有核設施、核技術(shù)應用的輻射源和核試驗落下灰等。核設施指核動力廠和其他反應堆（研究堆、實驗堆、臨界裝置等）；核燃料循環(huán)設施（包括核燃料生產(chǎn)、加工、儲存和后處理設施等）；放射性廢物的處理和處置設施等。核技術(shù)應用是指密封放射源、非密封放射源和射線裝置在醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)調(diào)查、科學研究和教學等領(lǐng)域中的使用。第四十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一2.放射源以潛在危害程度分類

分類原則

參照國際原子能機構(gòu)的有關(guān)規(guī)定，按照放射源對人體健康和環(huán)境的潛在危害程度，從高到低將放射源分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類，V類源的下限活度值為該種核素的豁免活度。Ⅰ類放射源為極高危險源。沒有防護情況下，接觸這類源幾分鐘到1小時就可致人死亡;Ⅱ類放射源為高危險源。沒有防護情況下，接觸這類源幾小時至幾天可致人死亡;第四十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一Ⅲ類放射源為危險源。沒有防護情況下，接觸這類源幾小時就可對人造成永久性損傷，接觸幾天至幾周也可致人死亡;Ⅳ類放射源為低危險源?；静粫θ嗽斐捎谰眯該p傷，但對長時間、近距離接觸這些放射源的人可能造成可恢復的臨時性損傷;Ⅴ類放射源為極低危險源。不會對人造成永久性損傷。放射源分類表

常用不同核素的64種放射源按下列表進行分類（舉例）:第四十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一放射源分類表

核素名稱I類源（貝可）II類源（貝可）III類源（貝可）IV類源（貝可）V類源（貝可）Am-241≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×104Am-241/Be≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×104Au-198≥2×1014≥2×1012≥2×1011≥2×109≥1×106Ba-133≥2×1014≥2×1012≥2×1011≥2×109≥1×106C-14≥5×1016≥5×1014≥5×1013≥5×1011≥1×107Cd-109≥2×1016≥2×1014≥2×1013≥2×1011≥1×106Ce-141≥1×1015≥1×1013≥1×1012≥1×1010≥1×107Ce-144≥9×1014≥9×1012≥9×1011≥9×109≥1×105Cf-252≥2×1013≥2×1011≥2×1010≥2×108≥1×104Cl-36≥2×1016≥2×1014≥2×1013≥2×1011≥1×106Cm-242≥4×1013≥4×1011≥4×1010≥4×108≥1×105Cm-244≥5×1013≥5×1011≥5×1010≥5×108≥1×104Co-57≥7×1014≥7×1012≥7×1011≥7×109≥1×106Co-60≥3×1013≥3×1011≥3×1010≥3×108≥1×105Cr-51≥2×1015≥2×1013≥2×1012≥2×1010≥1×107Cs-134≥4×1013≥4×1011≥4×1010≥4×108≥1×104Cs-137≥1×1014≥1×1012≥1×1011≥1×109≥1×104Eu-152≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×106Eu-154≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×106Fe-55≥8×1017≥8×1015≥8×1014≥8×1012≥1×106Gd-153≥1×1015≥1×1013≥1×1012≥1×1010≥1×107Ge-68≥7×1014≥7×1012≥7×1011≥7×109≥1×105H-3≥2×1018≥2×1016≥2×1015≥2×1013≥1×109Hg-203≥3×1014≥3×1012≥3×1011≥3×109≥1×105I-125≥2×1014≥2×1012≥2×1011≥2×109≥1×106I-131≥2×1014≥2×1012≥2×1011≥2×109≥1×106Ir-192≥8×1013≥8×1011≥8×1010≥8×108≥1×104Kr-85≥3×1016≥3×1014≥3×1013≥3×1011≥1×104Mo-99≥3×1014≥3×1012≥3×1011≥3×109≥1×106Nb-95≥9×1013≥9×1011≥9×1010≥9×108≥1×106Ni-63≥6×1016≥6×1014≥6×1013≥6×1011≥1×108Np-237(Pa-233)≥7×1013≥7×1011≥7×1010≥7×108≥1×103P-32≥1×1016≥1×1014≥1×1013≥1×1011≥1×105Pd-103≥9×1016≥9×1014≥9×1013≥9×1011≥1×108Pm-147≥4×1016≥4×1014≥4×1013≥4×1011≥1×107Po-210≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×104Pu-238≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×104Pu-239/Be≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×104Pu-239≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×104Pu-240≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×103Pu-242≥7×1013≥7×1011≥7×1010≥7×108≥1×104Ra-226≥4×1013≥4×1011≥4×1010≥4×108≥1×104Re-188≥1×1015≥1×1013≥1×1012≥1×1010≥1×105第四十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一非密封源分類上述放射源分類原則對非密封源適用。非密封源工作場所按放射性核素日等效最大操作量分為甲、乙、丙三級，具體分級標準見《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871-2002）。甲級非密封源工作場所的安全管理參照Ⅰ類放射源。乙級和丙級非密封源工作場所的安全管理參照Ⅱ、Ⅲ類放射源。

第五十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

密封源：是密封在包殼里的或緊密的固結(jié)在覆蓋層里并呈固體形態(tài)的放射性物質(zhì)。密封源的包殼或覆蓋層應具有足夠的強度，使源在設計使用條件和磨損條件下，以及在預計的事件條件下，均能保持密封性能，不會有放射性物質(zhì)泄露出來。非密封源：這種放射源通常沒有被容器密封起來，多以液態(tài)、氣態(tài)、粉末狀存在。使用這種放射源的工作場所稱為非密封源工作場所。

3.按密封狀況分類第五十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

α放射源主要用于煙霧報警器、靜電消除器和放射性避雷器等的離子發(fā)生器。常用的α放射性核素有210Po、238Pu、239Pu、241Am、235U、238U等。常用的α放射源，活度一般較低（104~3.7×109Bq），而且α粒子的能量一般低于7MeV,在空氣中的射程小于6cm，穿不透皮膚表面的角質(zhì)層，一張紙即可屏蔽，故沒有外照射危險。但是絕大多數(shù)α核素屬于極毒或高毒核素，即使攝入體內(nèi)的量很少，也會造成嚴重的內(nèi)照射。因此，使用α放射源必須特別注意保護源的密封性能。4.按射線種類分類第五十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

β放射源：主要用作放射性測厚儀、皮膚科敷貼器和氣象色譜儀的電子捕集器等。常用的放射性核素有58Co、60Co、63Ni、85Kr氪、137Cs、147Pm鉅、204Tl鉈等。β射線的穿透能力比同樣能量α粒子約強100倍，能量超過70keV的β粒子可穿透皮膚表層。常用的β放射源的β粒子能量大于70keV，故應考慮β外照射的防護?？捎糜袡C玻璃和鋁片防護。β放射性核素衰變時，常伴隨有γ輻射或其他形式的光子。β粒子穿過周圍物質(zhì)時產(chǎn)生軔致輻射（X射線），其穿透能力比β粒子強得多。因此，在使用β放射源時不能忽略對γ射線的防護和軔致輻射（X射線）的防護。第五十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

γ放射源γ放射源是使用最多的放射源，廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和科研等部門。使用強γ放射源的輻照裝置，裝源活度多數(shù)在105-6×105Ci范圍內(nèi)，也有大于106Ci的輻照室；活度在3mCi-60Ci的γ放射源主要用于各種核儀表(如料位計，核子秤、厚度計，密度計等)和工業(yè)無損探傷(γ照相)，或作為γ測量儀表的刻度源和檢查源，或供醫(yī)療單位進行外照射治療、間質(zhì)治療和腔內(nèi)治療用。γ射線的貫穿能力很強，使用γ放射源主要防止外照射。

第五十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一中子源中子源在地質(zhì)勘探、活化分析、輻射育種、濕度測量和科學研究等領(lǐng)域得到廣泛應用。常用的中子源有鐳-鈹中子源、镅-鈹中子源、釙-鈹中子源、钚-鈹中子源等。中子的貫穿能力很強，使用中子源時，應著重外照射防護。對中子的防護一般使用含氫較多的物質(zhì)進行防護。第五十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一輻射源或活動每年的平均劑量一次5小時噴氣飛機飛行30μSv建筑材料40μSv宇宙射線300μSv土壤350μSv體內(nèi)源（K-40)400μSv氡氣1.2mSv一次胸部X射線照相400-1500μGy一次CT25–50mGy腫瘤放射治療50Sv核電站正常運行0.2μSv一些常見放射源或活動所造成的輻射劑量第五十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

（二）射線裝置分類

根據(jù)射線裝置對人體健康和環(huán)境可能造成危害的程度，從高到低將射線裝置分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類。按照使用用途分醫(yī)用射線裝置和非醫(yī)用射線裝置。

Ⅰ類為高危險射線裝置，事故時可以使短時間受照射人員產(chǎn)生嚴重放射損傷，甚至死亡,或?qū)Νh(huán)境造成嚴重影響；

Ⅱ類為中危險射線裝置，事故時可以使受照人員產(chǎn)生較嚴重放射損傷，大劑量照射甚至導致死亡；

Ⅲ類為低危險射線裝置，事故時一般不會造成受照人員的放射損傷。第五十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一裝置類別醫(yī)用射線裝置非醫(yī)用射線裝置Ⅰ射線裝置能量大于100兆電子伏的醫(yī)用加速器生產(chǎn)放射性同位素的加速器（不含制備PET用放射性藥物的加速器）能量大于100兆電子伏的加速器Ⅱ類射線裝置放射治療用X射線、電子束加速器工業(yè)探傷加速器重離子治療加速器安全檢查用加速器質(zhì)子治療裝置輻照裝置用加速器制備正電子發(fā)射計算機斷層顯像裝置（PET）用放射性藥物的加速器其它非醫(yī)用加速器其他醫(yī)用加速器中子發(fā)生器X射線深部治療機工業(yè)用X射線CT機數(shù)字減影血管造影裝置X射線探傷機Ⅲ類射線裝置醫(yī)用X射線CT機X射線行李包檢查裝置放射診斷用普通X射線機X射線衍射儀X射線攝影裝置獸醫(yī)用X射線機牙科X射線機

乳腺X射線機

放射治療模擬定位機

其它高于豁免水平的X射線機第五十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一六、射線與物質(zhì)的相互作用電離輻射是由直接或間接電離粒子、或由兩者混合組成的任何輻射。直接電離粒子是指那些能直接引起物質(zhì)電離的帶電粒子。如電子、粒子和質(zhì)子等。間接電離粒子是指能夠產(chǎn)生出直接電離粒子或引起核變化的非帶電粒子。如、射線和中子等。第五十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一（一）帶電粒子與物質(zhì)的相互作用

1.電離、激發(fā)電離：由于入射電子與殼層電子間的靜電庫侖作用，殼層電子獲得能量，如果獲得的電子能量足夠大，殼層電子克服原子核的束縛而脫離出來，此時該原子就被分離成一個自由電子和一個正離子組成的離子對。

激發(fā)：如果殼層電子所獲得的能量比較小，還不足以使它脫離原子核的束縛而成為自由電子，而只是由能量較低的軌道過渡到較高的軌道上去，這個過程就是原子的激發(fā)。

處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，它要自發(fā)的退回到原來的基態(tài)，多余的能量將以光子形式釋放出來。第六十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

2.軔致輻射運動著的帶電粒子還可以與原子核發(fā)生非彈性碰撞。帶電粒子在原子核的電場作用下，運動突然受阻，運動方向發(fā)生大的偏折，此時帶電粒子的一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂羞B續(xù)能譜的射線輻射出來，這就是所謂的軔致輻射。第六十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一3.彈性散射入射電子與原子核的總動能保持不變。由于核質(zhì)量一般比電子質(zhì)量大的很多，因此在彈性散射時原子核基本上是不動的，入射電子的運動方向受到偏轉(zhuǎn)，而電子能量變化甚微。電子因質(zhì)量小散射現(xiàn)象特別嚴重，它不僅被原子核散射，對于較厚的散射體，入射電子在穿過的時候，將多次散射，而取不同的方向運動，甚至造成反方向散射，原子序數(shù)愈大反散射系數(shù)愈大。第六十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一（二）X、射線與物質(zhì)的相互作用1.光電效應：當一個光子和一個原子相碰撞時，將全部能量交給一個殼層電子，使它脫離原子而運動，光子本身則整個被吸收。光電效應強烈地依賴于物質(zhì)的原子序數(shù)和光子的能量。當光子能量低，物質(zhì)的原子序數(shù)高時，產(chǎn)生光電效應的幾率就大。第六十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一2.康普頓效應：入射光子與原子的一個軌道電子發(fā)生碰撞，將一部分能量傳給了電子，自已卻改變了運動方向。當光子能量在1MeV左右時，以康普頓效應為主。第六十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一3.電子對效應：當入射光子的能量大于2個電子靜止能量（1.02MeV）時，則它與物質(zhì)相互作用便會發(fā)生電子對效應，即光子本身消失而產(chǎn)生一對正負電子。

正電子慢化后，最終會與物質(zhì)中大量存在的自由電子相復合而轉(zhuǎn)化為各約為0.511MeV的兩個光子，稱為湮沒輻射。第六十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一4.光致核反應：當γ、X射線能量較高，如高于8MV時，可發(fā)生（γ、n）光核反應，產(chǎn)生中子輻射。第六十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一（三）中子與物質(zhì)的相互作用1.彈性散射：與原子核發(fā)生彈性碰撞，形成反沖核。靶核越輕，獲得的動能越多。2.非彈性散射：與靶核作用形成復合核，釋放一個能量低的中子，激發(fā)態(tài)的原子核釋放γ射線后回到基態(tài)。第六十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一3.輻射俘獲：靶核吸收一個中子而處于激發(fā)態(tài)，發(fā)出γ射線回到基態(tài)。俘獲γ射線。中子活化、感生放射性：原子受中子照射由穩(wěn)定性核變?yōu)榉派湫院说倪^程為中子活化。而受中子照射而產(chǎn)生的放射性成為感生放射性。第六十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

第三部分輻射量及其單位第六十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一照射量

照射量X是表征中等能量或Ｘ射線在空氣中致電離能力的物理量。其含義是：Ｘ或輻射在質(zhì)量為dm的空氣中釋出的全部電子（正電子和負電子）被空氣阻止時，在空氣中形成的一種符號的離子的總電荷的絕對值dQ除以dm所得的商即：

X=dQ/dm

這里需要說明的是：照射量只適用于Ｘ、射線，且受照介質(zhì)為空氣，它不包括次級電子產(chǎn)生的軔致輻射被吸收而產(chǎn)生的電離。另外由于基準測量中存在的困難，它只能用于能量在10keV到3MeV范圍內(nèi)的Ｘ或射線。

第七十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

照射量的SI單位名稱是庫倫每千克，單位符號是C·kg－1。它沒有國際單位制的專門名稱。

舊的專用單位是倫(R)或其分數(shù)mR、R。1R等于在1kg空氣中產(chǎn)生2.58×10－4庫倫的電荷量即

1R＝2.58×10－4C·kg－11C·kg－1＝3.877×103R第七十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

一、吸收劑量及吸收劑量率

吸收劑量是描述輻射場內(nèi)受照物體接受的能量，衡量物質(zhì)吸收輻射能量的多少。其含義是：由射線授與某一體積元物質(zhì)的平均能量d除以該體積元物質(zhì)的質(zhì)量dm所得的商，即

D＝d/dm吸收劑量適用于任何電離輻射和任何介質(zhì)。它的SI單位是焦耳每千克(J/kg)，專門名稱是戈瑞(Gy)。1戈瑞等于1千克物質(zhì)吸收了1焦耳的輻射能量即

1Gy=1J/kg

還可用cGy、mGy、Gy表示。第七十二頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

吸收劑量舊的專用單位是拉德(rad

)。1拉德表示電離輻射授與1克受照物質(zhì)的平均輻射能量是100爾格(erg)，即

1rad=100erg/g=0.01J/kg(1J=107erg)=0.01Gy1Gy=100rad

第七十三頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一吸收劑量率是單位時間內(nèi)授與單位質(zhì)量物質(zhì)的電離輻射的平均能量，定義為在時間間隔dt內(nèi)所吸收的劑量增量dD除以dt的商即

D＝dD/dt

吸收劑量率的SI單位是戈瑞每秒(Gy/s)，舊的專用單位是拉德每秒（rad/s）。還可用mGy/h、Gy/h表示。

第七十四頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一二、比釋動能與比釋動能率

對于非帶電粒子，它與物質(zhì)相互作用時，其能量的傳遞分兩個過程：首先把其能量傳遞給與物質(zhì)相互作用中釋放出的次級帶電粒子；然后次級帶電粒子通過電離、激發(fā)，把先前獲得的能量授與物質(zhì)（次級帶電粒子被物質(zhì)吸收）。

這后一過程的結(jié)果可用吸收劑量來度量。為了度量初始過程中非帶電粒子傳遞給次級帶電粒子的能量，引進了“比釋動能”這個輻射量。第七十五頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

比釋動能K指非電離粒子（如X、γ射線或中子）在單位質(zhì)量物質(zhì)中傳遞給帶電粒子的動能，定義為：在質(zhì)量為dm的某一物質(zhì)內(nèi)，由不帶粒子釋放出來的全部帶電電離粒子的初始動能的總和dEtr除以dm而得的商即

K＝dEtr/dm比釋動能具有和吸收劑量相同的量綱，故它在SI單位中的專門名稱也是戈瑞(Gy)。第七十六頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

比釋動能率

比釋動能率的定義為：在dt時間內(nèi)的比釋動能增量dK除以dt。其SI單位為戈瑞每秒，以Gy·s-1表示。

（μGy·h-1,mGy·h-1,cGy·min-1）

第七十七頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

三、當量劑量

已知低劑量照射引起的隨機效應的概率不僅依賴于吸收劑量，而且還依賴產(chǎn)生這種劑量的輻射種類和能量。因此引進當量劑量概念：

HT,R=DT,R·WR

式中，DT,R為輻射R在組織或器官T內(nèi)產(chǎn)生的平均吸收劑量，WR是輻射R的輻射權(quán)重因子。

當量劑量的單位為焦耳每千克(J·kg－1)，專門名稱為希沃特(Sv)。還可用mSv、Sv。

第七十八頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一

輻射權(quán)重因子（ICRP最新的數(shù)據(jù)有所變化）

射線種類與能量范圍輻射權(quán)重因子WR

光子所有能量1

電子及介子所有能量1

中子能量10kev510kev－100kev10

100kev－2MeV20

2MeV－20MeV10

20MeV5

質(zhì)子不是反沖質(zhì)子能量>2MeV5

粒子裂變碎片重核20第七十九頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一四、劑量當量劑量當量H的定義為：在要研究的組織中，某點處的吸收劑量D與品質(zhì)因數(shù)Q和其他一切修正因數(shù)N的乘積。即：H=DQN

式中，D-該點處的吸收劑量；Q-輻射的品質(zhì)因數(shù)；N-其他修正因數(shù)的乘積，等于1。品質(zhì)因數(shù)Q和其他一切修正因數(shù)N都無量綱，故劑量當量的單位（SI）與吸收劑量單位相同，即J·kg-1，為了與吸收劑量單位區(qū)別，其SI單位焦[耳]每千克的專用名稱為希沃特，簡稱希，以Sv表示，1Sv=1J·kg-1。第八十頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一對各種類型輻射使用的Q值輻射類型QX射線，γ射線，電子1熱中子2.3能量未知的中子、質(zhì)子和靜止質(zhì)量>1原子質(zhì)量單位的單電荷粒子10能量未知的α粒子和多電荷粒子（及電荷數(shù)未知的粒子）20第八十一頁，共八十九頁，編輯于2023年，星期一周圍劑量當量周圍劑量當量H*（d）是用來表征強貫穿輻射的實用量，也是用于估計有效劑量E的量，就是相應于測量點處的齊向擴展場在ICRU球（直徑為30cm的組織等效球）內(nèi)、逆齊向場的半徑上深度d處產(chǎn)生的劑量當量。對強貫穿輻射，推薦d=10mm，此時H*（d）記為H*（10）。單位為J·kg-1，專用名：Sv。周圍劑量當量定義示意圖第八十二頁，共八十九頁，