SWUST辐射剂量与防护课程复习题集.doc

国防绝密档案解析西南科技大学辐射剂量与防护课程复习题集一、概念题比释动能：不带电粒子在单位质量物质中释放出来的所有带电粒子的初始动能之和，即组织空气比：体模中射束轴上给定点的Dz与空气中同一点处小块体模材料达到电子平衡D0之比。当量剂量 为了用同一尺度表示不同类型和能量的辐射照射对人体造成的生物效应的严重程度或发生几率的大小。辐射防护上采用了当量剂量这个辐射量。在组织或器官T中的当量剂量可表示为：。能量注量：=dR/da，j.m-2定义：进入单位截面积的球体内的所有粒子能量之和（不包括静止能量）dR 粒子能量之和，单位 J。，Y 能量注量，单位 J/m2。得分阅卷人吸收剂量电离辐射授与某一体积元中物质的平均能量除以该体积元中物质的质量的商。D=dE/dm,单位Gy或J/kg随机性效应：效应发生的几率与剂量大小有关的那些效应，其效应后果的严重程度与所受剂量没有关系。 确定性效应：辐射的确定性效应是一种有“阈值的效应，受到的剂量大于阈值，该效应就发生，而且其严重程度与所受的剂量大小有关，剂量越大后果越严重。有效剂量 随机性效应概率与当量剂量的关系与受照组织或器官有关，人体受到的任何照射，几乎总是不止涉及一个器官或组织，未来计算收到照射的有关器官和组织带来的总的危险，相对随机性效应而言，在辐射防护引入了有效剂量E= WT（剂量当量）HT（权重因子）当所考虑的效应是随机效应时，在全身受到不均匀照射的情况下，人体所有组织或器官的加权后的当量剂量之和。单位：希沃特，1Sv1J/kg。百分深度剂量（PDD）定义：体模中射束轴上某一深度z处的吸收剂量Dz与最大值点的吸收剂量Dm以百分数表示的比值,用p(z)表示。粒子注量：=dN/da，m-2 dN进入小球体的粒子数。da 小球体截面积，单位m2。 F - 粒子注量，单位m-2。电离辐射：直接或间接使介质发生电离效应的带电或不带电的射线或粒子 (能量 keV )、 x、 n、p、裂变碎片 介子等 体膜：在辐射防护、放射治疗和辐射加工中，为了模拟测量和计算受外部辐射源照射的人体、实验动物或辐照产品中的吸收剂量分布，设计或制作的一些具有约定尺寸和材料组成的模型。典型的体模：ICRU球 是一个组织等效球形体模，求的直径为30cm，密度为1gcm-3，材料的质量成分为氧76.2%、碳11.1%、氢10.1%、氮2.6%。参考人：为了给职业照射控制标准提供一个共同的生物学基础，规定的一种假想的成年人模型。 滞留函数：放射性核素在器官、组织或者全身的滞留量随时间的变化规律用滞留函数表示。粒子注量率：=d/dt=d2N/dadt，m-2s-1，d F 时间间隔d t 内粒子注量的增量。 - 粒子注量率(即为粒子通量密度），单位m-2s-1。 能量注量率 ：=d/dt=d2R/dadt，j.m-2.s-1（w.m-2） 式中， d y 时间间隔d t 内能量注量的增量。y 能量注量率，单位Jm-2s-1。比有效能量SEE(ji)定义：SEE(ji)为比有效能量。所谓“有效”，是指辐射权重因子对相应辐射的吸收能量加权，“比”表示SEE定义的是单位质量中吸收的能量。待积当量剂量 个人在单次摄入放射性物质后，与某一指定组织内接受的剂量当量率在摄入后50年内的时间积分。 衍生辐射场：由实际辐射场抽象出来的，具有某些规定特性的辐射场。注量：表征辐射场的空间疏密程度。特例：单向辐射场定义： u=dN/da 为单向辐射场的粒子注量注量与径迹长度关系：粒子注量等于单位体积内的径迹总长度带电粒子平衡（CPE）定义： 典型例子： a. PE，C处处相等；b.均匀的带电粒子发射体 V内存在CPE c.均匀不带电粒子辐射场照射，不带电粒子释放的带电粒子。对不带电粒子辐射场，在CPE下照射量：X、射线，在空气中，单位体积元内产生的全部电子均被阻留在空气中时，形成的总电荷除以该体积元空气质量。dQ为光子在质量为dm的空气中释放的全部电子（包括负电子和正电子）完全被空气阻止时，在空气中所产生的一种符号离子总电荷的绝对值。次级电子的轫致辐射被吸收而产生的电离电荷，不包括在dQ之内；dm之外释放的次级电子，在dm之内产生的电离电荷，不包括在dQ之内； dm体积元内空气的质量。单位：Ckg-1 1R=2.5810-4 Ckg-1照射量的另一个定义式射野：照射野（Field）：受照人体或体模中，与射线束中心轴垂直的平面内，射线束边缘所包围的区域。依出口光栏形状，照射野有：圆形、方形、矩形等。辐射度：注量率的角分布谱分布：实际上，到达辐射场某点的粒子，它们的能量往往不是单一的，不带电粒子与物质相互作用产生的带电粒子的能量也是分布的，因此，我们前面定义的各种辐射量均存在着按粒子能量的分布。 Q（E）是Q的积分分布，；Q E是微分分布积累因子：描述散射光子影响的物理量。表示某一点散射光子数所占份额。N=BN0e-dB取决于：源的形状（准直条件），光子能量，屏蔽材料的原子序数，屏蔽层厚度，屏蔽层几何条件对于给定辐射源和屏蔽介质，积累因子只与光子能量E和介质厚度（平均自由程数d ）有关。腔室理论（大、中、B-G腔）：(自查)B-G条件（两条基本假设）a.腔室的线度比撞击腔室的带电粒子的射程小得多，以致腔室的存在不会干扰带电粒子辐射场。b.腔室内的吸收剂量完全是由穿过腔室的带电粒子产生的Z模型和竞争模型子体的衰变、中子的比释动能率、中子的衰减规律、发射率常数：(自查)弗里克计量计与化学产额的关系：呼吸道模型的分类（3类）：描述呼吸树结构的常用肺模型（两种）：WeibelA模型：将肺区视为有规则地对称分支的单一整体。Yeh-Shum模型：将肺区分为5叶，每一叶有自身的分枝方式。（自己权衡）衰减厚度、等效层厚度：(自查)如何模拟长期均匀射入情况(自查)伽马、X射线与物质的相互作用答：射线 能够同物质原子发生作用，但不能直接使原子电离；有动量和能量交换,能够产生载能次级带电粒子，可以对物质发生电离作用。第一步 初级作用（三种效应：光电效应、康普顿效应、电子对效应）产生次级电子第二部 次级作用（电离效应）次级电子使物质原子电离百分深度剂量（PDD）定义：体模中射束轴上某一深度z处的吸收剂量Dz与最大值点的吸收剂量Dm以百分数表示的比值,用p(z)表示。（85%计量？）量热计的分类按对芯体热散失采用的修正方法不同可分为：绝热型、动态型、稳定型、等温型、准绝热型 辐射化学产额：电离辐射授与某一物质的平均能量为1J时，产生、破坏或变化了的某一特定实体X的物质的平均量，用G（x）表示，mol.J-1 或mol.kg.Gy-1，也有时用（100eV）-1作单位，1mol.J1=6.0221023 1.602210-19(eV)-1 =9.648106(100eV)-1。不同介质中比释动能的关系：点源的照射量率： 如何选择屏蔽材料：要考虑辐射源的类型、射线能量、活度原则：根据辐射类型的和应用的特点来选择，同时又要考虑经济代价和材料的易获得。用1/10、1/2厚度计算：半减弱厚度1/2：将入射X或光子数(注量率或照射量率等) 减弱到一半所需的屏蔽层厚度。 十倍减弱厚度1/10 ：将入射X或光子数 (注量率或照射量率等)减到十分之一所需的屏蔽层厚度。按放射性核素日等效最大操作量的大小分为甲、乙、丙三级。甲 ：4109 乙：21074109 丙 ：豁免活度值以上2107 操作场所按什么分区开放型工作场所国际上分为哪几个区？ 答：对于开放型放射性工作场所国际上分为四个区 白色区：办公、休息、非或低放实验室场地（3/10剂量限值） 绿色区：屏蔽室或密封容器操作区，中、高活度实验室（；内照射：。13. 试给出TLD超线性的两种解释。答：陷阱竞争模型：晶体中存在两类竞争陷阱，一类在俘获电子后加热能引起发光，称作热释光陷阱；另一类是非热释光陷阱。非热释光陷阱被电荷载流子填充的几率大，在受照过程中较早地出现了饱和，逐渐失去了与热释光陷阱争斗电子的能力，致使热释光灵敏度随吸收剂量的增加而上升，出现超线性现象。（5分）径迹相互作用模型：该理论认为在初级和次级带电粒子的作用下，俘获了电子的E能级形成的F中心和俘获了空穴的D能级形成的H中心沿粒子径迹分布，这些发光中心在磷光体内的浓度与吸收剂量成正比。当吸收剂量较低时，无关辐射的径迹可视为分立的。在加热过程中释放的空穴与同一径迹的F中心复合发光，不同径迹间不发生干扰，因而热释光响应随吸收剂量线性增加。当吸收剂量较高时，无关辐射事件的径迹十分接近，在加热时一个径迹上的空穴既可能与本径迹的F中心复合发光，也可能与附近径迹的F中心复合发光，因而增加了复合发光的几率，使热释光产额上升而出现超线性。（5分）14. 什么样的剂量计不需刻度？答：绝对剂量计不需要刻度（2分），以下各种剂量计由于其特点可作成绝对剂量计：空腔电离室，空腔的有效体积或气体质量可可靠确定（1分）；量热计，热损可忽略，直接按吸收剂量的定义设计（1分）；弗里克剂量计，组织等效性好（1分）。15. 详细叙述辐射防护三原则。答：辐射实践的正当化（2分）当该项实践所带来的利益大于其所付出的代价时，才能认为该项辐射实践是正当的。（1分）辐射防护的最优化（2分）在实施某项辐射实践的过程中，可能有几个方案可供选择，在对这几个方案进行选择时，应当运用最优化程序，也就是在考虑了经济和社会的因素之后，应当将一切辐射照射保持在可合理达到的尽可能低的水平。（1分）限制个人剂量当量（2分）对于给定的某项辐射实践，不论代价与利益的分析结果如何，必须用剂量当量限值对个人所受照射加以限制。（1分）16. 外辐射防护的基本原则及方法、三要素？答：外辐射防护的基本原则：尽量减少或避免射线从外部对人体的辐射，使之所受照射不超过国家规定的剂量限值. 方法：(1)减少接触辐射源的时间-时间防护，累积剂量与受照时间成正比，采取的措施：充分准备，减少受照时间；(2)增大与放射源的距离-距离防护，剂量率与距离的平方成反比，采取的措施：远距离操作；任何源不能直接用手操作；注意射线防护。 (3)设置屏蔽-屏蔽防护，措施： 设置屏蔽体；屏蔽材料和厚度的选择：辐射源的类型、射线能量、活度。17. 外辐射防护的三要素？答：时间，距离，屏蔽为外辐射防护三要素 18. 简述互易定理的原理。答：互易原理：若含有同种放射性核素的两个源，其总放射性活度相同，则其中一个源在另一个源内产生的平均剂量率彼此相同，而和源的几何大小、形状及源的相互距离无关。19. 哪几种作绝对剂量计？答：量热计、空腔电离室（自由空气电离室）、弗里克剂量计20. 什么剂量计是不需要刻度的？答：-绝对剂量计21. 自由空气电离室设计满足下列哪些条件？答：电离室的各电极与光子束轴平行，它们与光子束的距离大于次级电子的最大射程，使电极间产生的次级电子能完全被阻止在空气中而不会达到电极板上。给出库室模型图写动力方程21、写出下列库室模型的动力学方程。解：分析题意，得如下：1235427、写出下列库室模型的动力学方程解：分析题意，得如下：132456五、计算题1、有一个60Co源，其活度为107Bq，求体模射束轴上深度z=20cm处的组织空气比。已知：z=20cm处的P(z)=27.2，峰值散射因子bm=1.036，体模对60Co射线的衰减系数为=0.06cm-1，最大吸收剂量点zm离体模表面的距离zm=1cm，f=80cm。解：分析题意可得： 又有又有2、一位辐射工作人员在非均匀照射条件下工作，肺部受到50mSva-1的照射；乳腺也受到50mSva-1的照射，问这一年中她所受的有效剂量是多少？已知：肺的组织权重因子为0.12，乳腺的组织权重因子为0.12。解：由题意分析其过程可知：3、198Au溶液5毫升含198Au 1毫克，它的半衰期为2.7天，照射率常数为2.3Rh-1mCi-1cm2，生产后运到医院需8.1天，在医院操作时人与源的距离为50cm，医生受照射剂量率不得超过510-4Rh-1，需用多厚的铅屏蔽？已知铅的十分之一减弱厚度为3.6cm。解：由题意可得： 在医院操作时 设加铅厚xcm，分析要让医生受照射剂量率不超过可写出： 将和，代入上式可得： 4、一升的经搅拌的Frick溶液在25C之下受照于通过直径为2cm的孔的电子束，电子能量为1MeV，照射时间为1min。如果比色槽长为1cm，在304nm的波长之下，（OD）=1.20，试问在孔阑处的能量通量密度为多大？（忽略反散射）解：分析题意可得： =2187升/摩尔.cm，304nm和25C；l=1cm；G=1.607X10-6摩尔/焦耳；=1.024kg/升。再根据下式可得： 式中，m是Frick溶液的质量，为剂量计的平均吸收剂量，S是电子束的截面积为3.1415cm2，t为照射时间。代入计算得到孔阑处的能量通量密度为1.81X104J/m2.s-1。5、设自由空气中有一个60Co点源，活度为10mCi，求离源50cm处的照射量率和比释动能率。已知：60Co的照射量率常数 (X)=2.50310-18Ckg-1m2Bq-1s-1，比释动能率常数 =8.6710-17Gym2Bq-1s-1。解：分析题意可