辐射防护中常用的辐射量和单位

辐射防护中常用的辐射量和单位第1页，共45页，2023年，2月20日，星期二2.1描述辐射场的物理量和单位2.2吸收剂量及其单位2.3比释动能及其应用2.4照射量2.5辐射防护中专用的量和单位第2页，共45页，2023年，2月20日，星期二电离辐射概述:电离辐射和非电离辐射电离辐射分为直接电离辐射和间接电离辐射电离辐射场：凡电离辐射在其中通过、传播以至经由相互作用发生能量传递的整个空间范围。第3页，共45页，2023年，2月20日，星期二2.1.1描述辐射场的物理量和单位

1.粒子注量单位：m-2第4页，共45页，2023年，2月20日，星期二2.粒子注量率单位时间内粒子的注量。单位：m-2×s-1第5页，共45页，2023年，2月20日，星期二3.谱分布微分分布：表示在能量E附近单位能量间隔内的粒子注量。积分分布：表示能量在0-E之间的粒子所组成的那部分粒子的注量。二者之间的关系：第6页，共45页，2023年，2月20日，星期二4.能量注量进入单位截面积小球的电离辐射的能量。单位：J×m-2第7页，共45页，2023年，2月20日，星期二5.能量注量率单位时间内的能量注量。第8页，共45页，2023年，2月20日，星期二6.能量注量和粒子注量的关系对于单能辐射场：非单能辐射场：第9页，共45页，2023年，2月20日，星期二2.2.2相互作用系数带电粒子与物质的相互作用系数总阻止本领S：入射带电粒子在靶物质中每单位路径长度上损失的总平均能量。总质量阻止本领：入射带电粒子在靶物质单位质量厚度上损失的所有平均能量。第10页，共45页，2023年，2月20日，星期二2.γ

射线与物质相互作用系数1）线性衰减系数和质量衰减系数线性衰减系数：某能量下入射粒子在物质中穿行单位长度距离时，平均每个粒子衰减掉的概率：第11页，共45页，2023年，2月20日，星期二宏观截面：某能量下的入射粒子在物质中穿行单位长度距离时，平均每一个入射粒子与靶物质发生相互作用的总概率。微观截面：一个入射粒子与单位面积上一个靶原子发生相互作用的概率。在单能窄束薄靶的条件下：第12页，共45页，2023年，2月20日，星期二质量衰减系数：入射粒子在物质中穿行单位质量厚度时，平均每一个粒子衰减掉的概率。第13页，共45页，2023年，2月20日，星期二2）线能量转移系数和质量能量转移系数μtr表示能量转移给电子的部分，称线能量转移系数μr表示光子能量的辐射转移部分第14页，共45页，2023年，2月20日，星期二质量能量转移系数：表示入射光子在物质中穿行单位质量厚度时，平均每一个光子的能量转移给靶物质中电子的份额。第15页，共45页，2023年，2月20日，星期二3）线能量吸收系数和质量能量吸收系数μen表示光子在物质中穿行单位长度后，其能量真正被物质吸收的份额。第16页，共45页，2023年，2月20日，星期二4）混合物和化合物的质量衰减系数质量衰减系数：入射光子有多大比例参与相互作用并衰减掉。质量能量转移系数：其能量有多大比例转移给次级电子。质量能量吸收系数：有多大比例的能量真正被物质吸收了。第17页，共45页，2023年，2月20日，星期二2.2.3辐射剂量学中的量吸收剂量及其应用1）吸收剂量授予能：电离辐射给予某一体积元的能量中，被该体积元所吸收的那部分能量。第18页，共45页，2023年，2月20日，星期二（2）吸收剂量（absorbeddose,D)定义：表示单位质量的受照物质吸收电离辐射能量大小的物理量。单位：

J/kg1J/kg=1Gy（戈瑞）

1Gy=100rad（拉德）dmdDe=第19页，共45页，2023年，2月20日，星期二吸收剂量1戈瑞（1焦耳/千克）时的能量效应

1）水温升高（比热4.2×103J/千克度）

1kg水物质吸收剂量1Gy

水温度上升1/（4.2×103）=2.4×10-4C°2）转化为物体的动能

mD=(1/2)mv2

运动速度v=1.4m/s3)转化为物体的势能

mD=mgh上升高度

h=0.1m剂量——实际上是单位物质吸收电离辐射能大小的一种量度第20页，共45页，2023年，2月20日，星期二

吸收剂量率（absorbeddoserate）是指单位时间内的吸收剂量，以Ｄ表示，SI单位为戈瑞·秒-１Gy/s）。

吸收剂量是指每单位质量受照物质吸收的辐射能量。适用于任何类型、任何能量的电离辐射，且适用于任何受照物质。2）吸收剂量率第21页，共45页，2023年，2月20日，星期二3）吸收剂量与注量的关系第22页，共45页，2023年，2月20日，星期二2.比释动能及其应用间接电离粒子在物质中能量沉积过程分为两个步骤：间接电离粒子把能量转移给带电粒子；带电粒子通过电离和激发把能量沉积在物质中。比释动能就是描述间接电离粒子与物质相互作用时，把多少能量传递给了直接电离粒子的物理量。第23页，共45页，2023年，2月20日，星期二1)比释动能（1）转移能定义：不带电电离粒子在某一体积元内转移给次级带电电离粒子的初始动能总和。碰撞转移能和辐射转移能第24页，共45页，2023年，2月20日，星期二（2）比释动能定义：不带电电离粒子与物质相互作用时，在单位质量物质中产生的带电电离粒子的初始动能的总和。碰撞比释动能：入射的不带电电离粒子在小体积元内转移给次级电子的初始动能中在小体积元内外损失于电离碰撞的那部分比释动能。辐射比释动能：入射的不带电电离粒子在小体积元内转移给次级电子的初始动能中在小体积元内外损失于轫致辐射的那部分比释动能。第25页，共45页，2023年，2月20日，星期二2）比释动能率定义：单位时间内物质的比释动能。第26页，共45页，2023年，2月20日，星期二3）比释动能与注量的关系对于单能中子：比释动能因子第27页，共45页，2023年，2月20日，星期二在非单能的情况下：对于碰撞比释动能：第28页，共45页，2023年，2月20日，星期二例题

已知能量为14.5MeV的中子注量为1.5*1011中子/米2，求中子在参考人中的比释动能？Kf=0.659*10-9拉德*厘米2.第29页，共45页，2023年，2月20日，星期二4）比释动能与吸收剂量的关系带电粒子平衡：当进入该体积元的次级带电电离粒子和离开该体积元的次级带电电离粒子的总能量和谱分布达到平衡，就称该点为中心的体积元存在着带电粒子平衡。在带电粒子平衡的条件下，吸收剂量等于碰撞比释动能，若轫致辐射的能量损失可以忽略，吸收剂量等于比释动能。第30页，共45页，2023年，2月20日，星期二若轫致辐射的能量损失不能忽略：第31页，共45页，2023年，2月20日，星期二5）比释动能概念的应用带电粒子平衡条件下：非带电粒子平衡条件下：q电子平衡系数第32页，共45页，2023年，2月20日，星期二3.照射量及其应用1）照射量及其单位定义：X或γ射线在单位质量的空气中击出的全部次级电子完全被阻止时，在空气中产生一种符号的带电粒子的总电荷量。单位：伦琴（R）1伦琴（R）=2.58×10-4C/kg第33页，共45页，2023年，2月20日，星期二2）照射量率定义：单位时间内的照射量第34页，共45页，2023年，2月20日，星期二3）照射量与吸收剂量的关系照射量因子：第35页，共45页，2023年，2月20日，星期二注意x单位为C/Kg第36页，共45页，2023年，2月20日，星期二例题

测得空气中某一点的照射率为100毫伦/小时，已知光子的能量为0.4兆电子伏。求处于同一位置小块肌肉和骨骼中的吸收剂量率？第37页，共45页，2023年，2月20日，星期二A=dN/dt单位名称为：[贝可勒尔]（Becquerel)，简称贝可，符号为Bq每秒一次核衰变，即为1Bq=1s-1

放射性活度2.2辐射量和单位第38页，共45页，2023年，2月20日，星期二4）照射量率与活度的关系计算1居里的60Co源1米处的照射率为多少？求同一位置空气和皮下肌肉组织内的吸收剂量率为多少？（已知60Co点源的照射率常数为1.32仑•米2/小时•居里，对于肌肉组织戈/伦）

第39页，共45页，2023年，2月20日，星期二5）剂量当量和剂量当量率某一吸收剂量产生的生物效应与射线的种类、能量及照射条件有关。剂量当量是用适当的修正因数对吸收剂量进行加权，使得修正后的吸收剂量能更好地和辐射引起的有害效应联系起来。定义H为在组织内某点上的D、Q和N的乘积，用公式表示如下：H=DQND：吸收计量（戈）；Q：品质因数，不同辐射类型影响危害的参数；N：所有其他修正因素的乘积。它反映了吸收剂量不均匀的空间和时间分布等因素。ICRP（国际辐射防护委员会）指定：N=1（不论是内照射还是外照射）；H：剂量当量，SI单位为焦耳每千克，单位的专门名称为西弗，用符号SV表示。第40页，共45页，2023年，2月20日，星期二定义H为在组织内某点上的D、Q和N的乘积，用公式表示如下：H=DQND：吸收计量（戈）；Q：品质因数，不同辐射类型影响危害的参数；N：所有其他修正因素的乘积。它反映了吸收剂量不均匀的空间和时间分布等因素。ICRP（国际辐射防护委员会）指定：N=1（不论是内照射还是外照射）；H：剂量当量，SI单位为焦耳每千克，单位的专门名称为西弗，用符号SV表示。第41页，共45页，2023年，2月20日，星期二剂量当量及其单位1西弗=1焦耳/千克（J·Kg-1）暂时与SI单位并用的专用单位为雷姆（rem），1西弗=102雷姆（rem）由上式可以看出，剂量当量是用适当的修正系数对吸收剂量进行加权，使得修正后的吸收剂量能更好的和辐射引起的有害效应联系起来。第42页，共45页，2023年，2月20日，星期二剂量当量率：单位时间内物质吸收的当量剂量，称之为当量剂量率。如果dt时间内剂量当量的增量为dH，剂量当量率即为第43页，共45页，2023年，2月20日，星期二品质因数与照射类型、射线种类的关系照射类型射线种类品质因数外照射X、γ、电子1热中子3中能中子（0.02MeV）5中能中子（0.1MeV）8快中子（