辐射剂量与防护(前言)

关于辐射剂量与防护(前言)12平时作业成绩占20%，考勤占10%，期末笔试成绩占70%。学习了一门专业知识；树立了一种客观态度；培养了一种学习习惯；尝试了一种学习方法。考试成绩组成：收获：第2页,共47页，星期六，2024年，5月3辐射剂量、防护的含义辐射剂量、防护简史辐射防护的基本任务和目的辐射防护的主要内容前言与绪论第3页,共47页，星期六，2024年，5月4以前的知识原子（核）物理

辐射、、、n产生的原理核物理实验方法

探测辐射、、基本方法辐射剂量与防护？

辐射对人的影响，如何降低辐射危害第4页,共47页，星期六，2024年，5月5（1）辐射定义什么是辐射？从某种物质中发射出来的波或粒子。第5页,共47页，星期六，2024年，5月6不同种类电磁波的波长第6页,共47页，星期六，2024年，5月7（2）辐射分类按其本质可分为两类：

1.粒子辐射：是指组成物质的基本粒子，或由这些粒子组成的原子核。粒子辐射是一些高速运动的粒子，消耗自己的动能把能量传给被穿透的物质。粒子辐射包括电子、质子、中子、α粒子、β粒子和带电重离子等。

2.电磁辐射：实质是电磁波，包括无线电波、微波、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。第7页,共47页，星期六，2024年，5月8（2）辐射分类按与物质的作用方式，辐射又分为两类：

1.电离辐射：能量大于10eV，通过初级和次级过程引起物质电离，如α粒子、β粒子、质子、中子、X射线和γ射线等。

2.非电离辐射：能量小于10eV，与物质作用不产生电离的辐射，如微波、无线电波、红外线等。电离：将一个原子、分子从其束缚状态释放一个或多个电子的过程。第8页,共47页，星期六，2024年，5月9（3）为什么对辐射（电离辐射）要进行防护？

辐射原子、分子组织、器官机体损伤确定性效应随机性效应电离、激发修复第9页,共47页，星期六，2024年，5月10“事实上，在人类身体里就可以找到天然放射性核素。我们的身体平均每分钟要经历几十万次的核衰变。”诺贝尔奖获得者—西博格

《人与原子》第10页,共47页，星期六，2024年，5月11

电离辐射剂量学：研究电离辐射能量在物质中的转移和沉积的规律，特别是转移和沉积的度量（量的定义、测量、计算等）的科学。电离辐射防护学：研究电离辐射对人体的危害、防止和减少这种危害的综合性（辐射剂量学、辐射防护标准、辐射防护技术、辐射防护最优化、辐射安全管理等）边缘科学。电离辐射物质（作用对象）生物效应第11页,共47页，星期六，2024年，5月12研究对象描述电离辐射源与辐射场；研究辐射与物质的相互作用，尤其是能量在组织中的转移、辐射在屏蔽中的减弱、以及放射性物质在环境和人体器官中的输运等；

这门学科的一个重要分支是辐射照射的测量和评价技术；

与生物学和医学有密切的联系（研究辐射物理量与辐射生物效应之间的关系）。第12页,共47页，星期六，2024年，5月132、辐射剂量、防护简史伦琴世界上第一张X射线照片1895,伦琴（Roentgen）发现X射线NobelPrizein1901第13页,共47页，星期六，2024年，5月14`1896,贝克勒尔（Becquerel）发现铀（Uranium）发现了天然放射性同位素的工业应用NobelPrizein1903NobelPrizein1903and19111898,居里夫妇发现钋（Polonium）和镭（Radium）第14页,共47页，星期六，2024年，5月151898,卢瑟福（Rutherford）发现了α、β粒子。

法国化学家维拉尔发现射线1932,查德威克（Chadwick）发现中子。第15页,共47页，星期六，2024年，5月16（1）早期辐射损伤认识时期（又称职业性辐射损伤时期）特点：对辐射可能造成的损伤认识不足损伤对象：

（1）X射线球的制造者和应用X射线的技术人员；（2）从事放射性物质研究的科学家；（3）铀矿工人及用含镭夜光涂料的操作女工。第16页,共47页，星期六，2024年，5月17损伤特点：

（1）外照射引起的急性体表损伤；（2）氡及其子体内照射引起的肺癌；（3）镭内照射引起的骨肿瘤。典型事例：

（1）X射线被发现一个月，X射线的制造者

Grubbe的手发生了“特异性皮炎”；（2）1896年，Edison和助手Morton自身试验，眼部受照数小时后，眼痛，结膜炎；第17页,共47页，星期六，2024年，5月18典型事例：

（3）1896年，Danil报告了X射线可导致秃头；（4）1901年，Becquerel和Curie分别讲述了自己的经历；（5）1911年，54名医学放射性工作者死于恶性疾病；

1922年，约100名医学放射性工作者死于恶性疾病；（6）1875～1917年，Schneegerg矿死亡的622名工人中有322人死于癌症，其中肺癌占87％；

1921～1926年，Schneegerg矿死亡的工人中死于肺癌的占50％；（7）1925年，Martland报告在美国从事用镭发光材料描绘表盘的女工遭受了严重的内照射，发现50例镭致骨肉瘤。第18页,共47页，星期六，2024年，5月19（2）中期辐射损伤认识时期

（又称放射线诊断、治疗损伤时期）时间：1930～1960年代特点：

医学界把辐射看作是时髦的诊断和治疗手段，却缺乏对辐射远期效应的认识，病人由于接受高累积剂量而诱发过多的白血病、骨肿瘤、肝癌等恶性肿瘤。第19页,共47页，星期六，2024年，5月20损伤对象：

接受超剂量辐射照射的病人，较突出的例子有：

(1)1935—1954年，在英国应用X射线局部照射治疗强直性脊椎炎的病人；

(2)1944—1951年，在德国应用镭—224注射治疗强直性脊椎炎，关节炎及结核病的病人；

(3)1928—1954年，在一些国家中应用钍造影剂进行

x射线造影的病人。第20页,共47页，星期六，2024年，5月21（3）近期辐射损伤认识时期

（又称流行病学调查所见的辐射损伤时期）时间：1960年代～现在特点：

早期的职业性急性辐射损伤，除事故外，巳极为罕见了。中期所见到的高发生率的恶性肿瘤，得以避免。除事故外，只能用大群体的或高人年的流行病学的调查方法，才能发现辐射损伤或危害的增加。第21页,共47页，星期六，2024年，5月22重点调查对象包括：职业性受照射群体的流行病学调查；放射事故受害者调查；出生前受X射线诊断照射的群体流行病学调查；高辐射本底地区居住者的流行病学调查；原子弹、氢弹、切尔诺贝利事故受害者跟踪调查。第22页,共47页，星期六，2024年，5月23调查结论：

迄今为止的流行病学的调查资料证明：在低剂量下，唯一潜在的辐射危害是致癌。非特异性寿命缩短末见发生。遗传危害也未见增加。低于职业性剂量限值的辐射水平的长期慢性照射，是否会增加恶性肿瘤尚不明确。出生前诊断性X射线的照射量，是否能增加出生后的小儿癌症的发病率，尚有争议。高本底地区居民流行病学的调查，均末证实遗传危害的增加或恶性肿瘤较对照群体有过多的发生。第23页,共47页，星期六，2024年，5月24

3.辐射防护的基本任务和目的基本任务：

（1）允许可能产生辐射的实践（2）保护人员、后代、环境目的：

（1）防止有害的确定性效应；（2）限制随机性效应的发生率，合理尽可能低。第24页,共47页，星期六，2024年，5月254.辐射防护的主要内容辐射剂量学辐射防护标准辐射防护技术辐射防护评价辐射防护最优化辐射安全管理第25页,共47页，星期六，2024年，5月26ICRP（Publication）InternationalCommissiononRadiologicalProtection国际放射防护委员会ICRU（Report）InternationalCommissiononRadiationUnitsandMeasurements国际辐射单位与测量委员会UNSCEAR

UnitedNationsScientificcommitteeontheEffectsofAtomicRadiation联合国原子辐射效应科学委员会IAEA（SafetySeries）InternationalAtomicEnergyAgency国际原子能机构ISOInternationalStandardizationOrganization国际标准化组织NCRP（Report）（Handbook）NationalCouncilonRadiationProtectionandMeasurements辐射防护与测量国家委员会（美）第26页,共47页，星期六，2024年，5月27参考文献李德平,潘自强主编,辐射防护手册，北京原子能出版社，1988年潘自强,辐射防护的现状与未来，北京原子能出版社，1997年田志恒,潘自强,辐射剂量学，北京原子能出版社，1992年H.

.古雪夫主编.辐射防护第一卷:辐射防护物理基础.北京原子能出版社,1988年第27页,共47页，星期六，2024年，5月28第一章电离辐射与物质的相互作用第一讲电离辐射场第28页,共47页，星期六，2024年，5月29一、电离辐射

Ionization（电离）：从一个原子、分子或其他束缚态中释放出一个或多个电子的过程。

IonizationRadiation（电离辐射）：能够引起电离的带电粒子和不带电粒子。

*从一个原子中释放出一个价电子需要的能量:4～25eV；

*能量>10eV的光子

Non-ionizationradiation（非电离辐射）：<10eV光子，波长>100mm紫外线、可见光、红外线和射频辐射。

第29页,共47页，星期六，2024年，5月30直接电离辐射和间接电离辐射

直接电离辐射

快带电粒子穿过物质时，通过库伦相互作用直接在物质中沉积能量并引起电离。这种通过初级过程引起电离的粒子称为直接电离辐射。

间接电离辐射

不带电粒子（例如光子和中子）穿过物质时，首先将能量转移给带电粒子，随后这些次级快带电粒子再沉积能量和引起电离。这种通过次级过程引起电离的不带电粒子称为间接电离辐射。

第30页,共47页，星期六，2024年，5月31Externalradiation（外辐射）：体外源发射的辐射=>Externalirradiation（外照射）。Internalradiation（内照射）：体内分布源发射的辐射。第31页,共47页，星期六，2024年，5月32二、电离辐射场的描述Ionizationradiationfield（电离辐射场）：电离辐射居留的空间。1、粒子数和辐射能Particlenumber（粒子数）N：发射、转移或接受的粒子数目，单位是1。Particlenumberdensity（粒子数密度）n：n=dN/dV—表征辐射场疏密程度，单位是m-3。Radiantenergy（辐射能）R：发射、转移或接受的辐射粒子的能量（不包括静止能），单位是J。第32页,共47页，星期六，2024年，5月33

2、通量、注量和注量率（1）Flux（通量）：表征辐射场中粒子或能量在时间上的频繁程度。Particleflux（粒子通量），s-1Energyflux（能量通量），j.s-1

θda┴da（2）Fluence（注量）：表征辐射场的空间疏密程度。特例：单向辐射场第33页,共47页，星期六，2024年，5月34da┴=dacosθ定义：Φu=dN/da┴为单向辐射场的粒子注量。一般情况：各向辐射场定义：Particlefluence(粒子注量)Φ：Φ=dN/da，m-2Energyfluence（能量注量）Ψ：Ψ=dR/da，j.m-2Pda第34页,共47页，星期六，2024年，5月35（3）Fluencerate（注量率）Particlefluencerate（粒子注量率）φ：

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

ψ=dΨ/dt=d2R/dadt，j.m-2.s-1（w.m-2）

第35页,共47页，星期六，2024年，5月36

3.角分布和辐射度Angulardistribution（角分布）：描述粒子入射方向的分布。第36页,共47页，星期六，2024年，5月37Radiance（辐射度）：注量率的角分布Particleradiance（粒子辐射度）p：

p=

单位：m-2.sr-1.s-1

第37页,共47页，星期六，2024年，5月38Energyradiance（能量辐射度）r：

单位：w.m-2.sr

-1第38页,共47页，星期六，2024年，5月394.能谱分布（Energyspectrumdistribution）用Q代表辐射学量，用E代表粒子的能量（不包括静止能）,则Q（E）是Q的积分分布，它是能量为0-E的粒子对Q的贡献。第39页,共47页，星期六，2024年，5月40（1）注量的谱分布将Φ和Ψ代入上述式中就得到粒子注量和能量注量谱分布的表达式。例如：第40页,共