辐射防护(物理基础与单位)

1、辐射防护剂量测量辐射防护剂量测量 （物理基础与单位）放射危险标志物放射危险标志物辐射防护常用量辐射防护常用量及其单位及其单位 辐射防护常用量及其单位辐射防护常用量及其单位一、放射性活度（一、放射性活度（A）A=dN/dt 国际单位（国际单位（SI）为贝可）为贝可勒尔勒尔，简称贝可（简称贝可（Bq），）， 旧单位是居里（旧单位是居里（Ci），），1Ci=3.71010Bq=3.71010核衰变核衰变/秒。秒。 二、照射量（二、照射量（X） 定义：定义：X射线或射线或射线在单位质量（射线在单位质量（dm）的）的空气中，与原子相互作用释放出来的次级电子空气中，与原子相互作用释放出来的次级电子完全被阻

2、止时，所产生的同一符号离子的总电完全被阻止时，所产生的同一符号离子的总电荷（荷（dQ）即：）即： X = dQ/dm 国际单位（国际单位（SI）：）： 库库仑仑每千克（每千克（Ckg-1），），旧单位为伦琴（旧单位为伦琴（R），）， 1R=2.5810-4Ckg-1。 伦琴的定义是：在伦琴的定义是：在X射线或射线或射线照射下，射线照射下，0.OO1293g空气（相当于空气（相当于0和和101kPa大大气压力下气压力下1cm3干燥空气的质量）所产生的干燥空气的质量）所产生的次级电子形成总电荷量为次级电子形成总电荷量为1静电单位的正离静电单位的正离子或负离子。即：子或负离子。即：146101058

3、. 210293. 110336. 3001293. 011kgCkgCgR静电单位电荷1静电单位电荷量的离子对为：91010083.2108.41个离子对个离子对 1R X射线或射线或射线照射量有以下等值定义：射线照射量有以下等值定义：1.在在0.001293g空气中形成空气中形成1静电单位电荷量的正离子或负离子；静电单位电荷量的正离子或负离子；2.在在0.001293g空气中形成空气中形成2.083109对离子；对离子；3.在在0.001293g空气中交给次级电子空气中交给次级电子7.051010eV或或11.310-9J的辐射能量；的辐射能量；4.在在1g空气中交给次级电子空气中交给次级

4、电子87.310-7 J的辐射能量的辐射能量。注意事项注意事项=dX/dt照射量率照射量率X注意：照射量和照射量率只对空气而言，只是注意：照射量和照射量率只对空气而言，只是从电离本领的角度说明从电离本领的角度说明X射线或射线或射线在空气射线在空气中的辐射场性质，仅适用于中的辐射场性质，仅适用于X射线或射线或射线射线 。 dm为被照射物质的质量，为被照射物质的质量，dE为其吸收的为其吸收的辐射能。辐射能。 吸收剂量的国际单位（吸收剂量的国际单位（SI）为：）为：Jkg-1。国际单位专用名称是戈国际单位专用名称是戈瑞瑞（Gy），）， 旧有专用单位为拉德（旧有专用单位为拉德（rad）,1Gy=100

5、rad。 三、吸收剂量（三、吸收剂量（D）dmdED吸收剂量与照射量的区别：吸收剂量与照射量的区别： 吸收剂量：适用于任何射线和任何靶物质，衡量吸收剂量：适用于任何射线和任何靶物质，衡量的指标是被照射物质所吸收的辐射能量。的指标是被照射物质所吸收的辐射能量。 照射量：只适用于照射量：只适用于X射线及射线及射线，靶物质是空射线，靶物质是空气，衡量的指标是在空气体积内形成的次级电子所产气，衡量的指标是在空气体积内形成的次级电子所产生离子总电荷量，即生离子总电荷量，即X射线或射线或射线通过该体积的空射线通过该体积的空气时所放出的能量，是辐射场的量度。气时所放出的能量，是辐射场的量度。 空气辐射场的空

6、气辐射场的X或或射线，可通过下式将照射量换射线，可通过下式将照射量换算为吸收剂量算为吸收剂量D：D=33.84X 式中，式中，X为照射量，单位为为照射量，单位为Ckg-1，33.84为换算系数，为换算系数，D的单位为的单位为Gy。 五、当量剂量（五、当量剂量（HT，R）吸收剂量与辐射权重因子的乘积。即：吸收剂量与辐射权重因子的乘积。即：HT，R=DT，RWR WR为类辐射的辐射权重因子（表为类辐射的辐射权重因子（表1-1）。）。 当量剂量特别给它起了一个专用名称叫希当量剂量特别给它起了一个专用名称叫希沃沃特特（Sv）。）。 四、比释动能（四、比释动能（K） 定义：不带电致电离粒子与物质相互作用

7、时，在定义：不带电致电离粒子与物质相互作用时，在单位质量的物质中产生的带电粒子的初始动能的总和。单位质量的物质中产生的带电粒子的初始动能的总和。即：即：K=dEtr/dm 比释动能的单位与吸收剂量相同。比释动能的单位与吸收剂量相同。六、有效剂量（六、有效剂量（E）有效剂量（有效剂量（E）是指全身受到均匀照射或）是指全身受到均匀照射或不均匀照射当量剂量（不均匀照射当量剂量（HT，R）的加权值。）的加权值。 RTTTHWE, 由于由于WT没有量纲，所以有效剂量（没有量纲，所以有效剂量（E）和当量）和当量剂量一样，也以希剂量一样，也以希沃特沃特（Sv）为单位。）为单位。 组织权重因数组织权重因数WT

8、w为辐射防护目的，器官或组织的当量剂为辐射防护目的，器官或组织的当量剂量所乘以的因数称组织权重因数。乘以量所乘以的因数称组织权重因数。乘以该因数是为了考虑不同器官或组织对发该因数是为了考虑不同器官或组织对发生辐射随机性效应的不同敏感性。生辐射随机性效应的不同敏感性。举例：举例：例如有甲、乙例如有甲、乙2人人,甲的骨表面接受甲的骨表面接受0.3Sv 的当量剂量，的当量剂量，而乙的骨表面而乙的骨表面0.2Sv的照射，同时肝脏又受到的照射，同时肝脏又受到0.1Sv的照射，哪个人危险更大些？的照射，哪个人危险更大些？答：答：根据表根据表1-3给出的给出的WT值按公式值按公式1-20计算如下：计算如下：

9、E甲甲=0.010.3=0.003 Sv (骨表面骨表面WT=0.01)甲相当于全身均匀照射甲相当于全身均匀照射0.003Sv 的危险性。的危险性。 E乙乙=0.010.2+0.050.1=0.007 Sv (肝脏肝脏WT=0.05)乙相当于全身均匀照射乙相当于全身均匀照射0.007Sv的危险性。显然乙受的危险性。显然乙受到辐射的危害大于甲。到辐射的危害大于甲。 七、待积当量剂量（七、待积当量剂量（HT（t）与待积有效剂）与待积有效剂量（量（E（t） 待积当量剂量（待积当量剂量（HT，50）的定义是：单次摄入）的定义是：单次摄入的放射性物质在其后的的放射性物质在其后的50年内对所关心的器官年内

10、对所关心的器官或组织所造成的总剂量。即：或组织所造成的总剂量。即： 积分时间定为积分时间定为50年是与放射性职业人员年是与放射性职业人员终身工作时间相对应的。终身工作时间相对应的。dtHHttRTT50,50,00 如果单次摄入如果单次摄入R类放射性核素对人体器官或类放射性核素对人体器官或组织（组织（T）造成的待积当量剂量）造成的待积当量剂量HT，50乘以相应乘以相应的权重因子的权重因子WT，随后对所涉及的器官或组织，随后对所涉及的器官或组织（T）求积，即可得待积有效剂量）求积，即可得待积有效剂量E50。即：。即： 待积有效剂量待积有效剂量E50可以作为由于单次摄入可以作为由于单次摄入放射性核

11、素，预计平均对一个个体将要造成的放射性核素，预计平均对一个个体将要造成的随机性健康效应诱发率的衡量指标。随机性健康效应诱发率的衡量指标。TTTHWE50,50 如果照射时间为如果照射时间为t(min)t(min)，则，则t t时间内造成的照时间内造成的照射量为射量为X X= =I It t/r/r2 2 C Ckgkg-1-1 （9-39-3） 注：注：I I管电流（管电流（mAmA）或平均电子束流（）或平均电子束流（AA）；）；在给定的管电压和射线过滤情况下，在给定的管电压和射线过滤情况下，X X射线的发射率射线的发射率常数，数值上等于距离靶常数，数值上等于距离靶1m1m处，由单位管电流（处

12、，由单位管电流（1mA1mA） 或单位平均电子束流（或单位平均电子束流（1A1A） 造成的照射量率，单位造成的照射量率，单位用用2.582.581010-4-4C C kg kg-1-1m mmAmA-1-1minmin-1-1表示。表示。 （二）（二） X X射线发生器的照射量率计算射线发生器的照射量率计算 X X射线发生器在离靶射线发生器在离靶r mr m处，产生的照射量率）处，产生的照射量率）粗略地可按下式计算：粗略地可按下式计算：XX= =I I/r/r2 2 C Ckgkg-1-1s s-1-1 （9-29-2）【例例】在在X射线透视检查中，射线透视检查中，X射线管的电压在射线管的电

13、压在50810kV之间，管电流为之间，管电流为25mA。若取管电压为。若取管电压为70kV，管电流为，管电流为3mA，射线出口处用，射线出口处用2mm铝作过滤铝作过滤板，计算此种情况下距靶板，计算此种情况下距靶cm处的照射量率。处的照射量率。按题意，按题意，I=3mA，r=50cm=0.5m,对于管电压对于管电压70kV， m m 铝 作 过 滤 板 ， 由 图 铝 作 过 滤 板 ， 由 图 - 查 得 查 得 0.582.5810-4Ckg-1mmA-1min-1。因此，按因此，按（-）式在式在r=0.5m处的照射量率计算为：处的照射量率计算为：XIr230.582.5810-4（1/0.

14、5）1.7910-3 Ckg-1min-1。辐射防护的方法与屏蔽辐射防护的方法与屏蔽 辐射对人体的照射方式有辐射对人体的照射方式有外照射外照射和和内照内照射射两种。外照射是体外辐射源对人体造成两种。外照射是体外辐射源对人体造成的照射，而内照射是指进入体内的放射性的照射，而内照射是指进入体内的放射性核素对人体造成的照射。前者主要由核素对人体造成的照射。前者主要由X X、射线、中子束、高能带电粒子束和射线、中子束、高能带电粒子束和射线射线引起的；后者则主要因人们通过吸入、食引起的；后者则主要因人们通过吸入、食入、完好皮肤或皮肤伤口吸收了放射性核入、完好皮肤或皮肤伤口吸收了放射性核素造成的。针对这两

15、种照射方式，有两种素造成的。针对这两种照射方式，有两种完全不同的防护方法。完全不同的防护方法。 外照射防护一般采用下述三外照射防护一般采用下述三种方法中的一种，或几种方法联种方法中的一种，或几种方法联合应用合应用缩短受照时间缩短受照时间增大与辐射源的距离增大与辐射源的距离在人与辐射源之间增加防护在人与辐射源之间增加防护 屏蔽屏蔽 X射线和射线的屏蔽 高密度和高原子序数的材料，作为防高密度和高原子序数的材料，作为防止止X射线和射线和射线的屏蔽较为有效，例如射线的屏蔽较为有效，例如铅铅(原子序数原子序数82)、水泥和钢铁。因为这些、水泥和钢铁。因为这些物质有很多的原子和电子，可以和光子发物质有很多的原子和电子，可以和光子发生康普顿效应和光电效应，使入射光子的生康普顿效应和光电效应，使入射光子的能量减少，达到屏蔽的目的。能量减少，达到屏蔽的目的。 射线的衰射线的衰减系数与能量有关。减系数与能量有关。对中子的屏蔽