輻射防護(hù)量與單位PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1輻射防護(hù)量與單位輻射防護(hù)量與單位21. 隨機(jī)量隨機(jī)量一、一、 吸收劑量吸收劑量第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第1頁/共85頁3eNNeNN 這里所指的隨機(jī)量，是描述致電離粒子與物質(zhì)這里所指的隨機(jī)量，是描述致電離粒子與物質(zhì)相互作用時(shí)所發(fā)生的相互作用時(shí)所發(fā)生的隨機(jī)過程的物理量隨機(jī)過程的物理量。觀察象細(xì)。觀察象細(xì)胞核那樣線度的空間內(nèi)（幾微米或更?。┑哪芰砍涟四菢泳€度的空間內(nèi)（幾微米或更?。┑哪芰砍练e事件時(shí)，發(fā)現(xiàn)積事件時(shí)，發(fā)現(xiàn)致電離粒子擊中這個(gè)小體積內(nèi)的物致電離粒子擊中這個(gè)小體積內(nèi)的物質(zhì)是隨機(jī)的，在其中能量沉積的數(shù)值是服從統(tǒng)計(jì)漲質(zhì)是隨機(jī)的，在其中能量沉積的數(shù)值是服從統(tǒng)計(jì)漲落的落的，因此描

2、述這種能量沉積的量是隨機(jī)量。，因此描述這種能量沉積的量是隨機(jī)量。第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第2頁/共85頁4 雖然，一般說來，雖然，一般說來，非隨機(jī)量毋須與隨機(jī)量關(guān)聯(lián)非隨機(jī)量毋須與隨機(jī)量關(guān)聯(lián)起來起來，但是，在電離輻射情況下，他們確實(shí)是有聯(lián)，但是，在電離輻射情況下，他們確實(shí)是有聯(lián)系的。系的。 吸收劑量、粒子注量等物理量是非隨機(jī)量。吸收劑量、粒子注量等物理量是非隨機(jī)量。第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第3頁/共85頁5Qexin單位：單位：J式中，式中， exinQQ進(jìn)入該體積的所有帶電和不帶電粒子能量（不包括靜止能量）的總和；進(jìn)入該體積的所有帶電和不帶電粒子能量（不包括靜止能量）的總和

3、；離開該體積的所有帶電和不帶電粒子能量（不包括靜止能量）的總和；離開該體積的所有帶電和不帶電粒子能量（不包括靜止能量）的總和；第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第4頁/共85頁60)(df平均授予能：平均授予能：授予能授予能 的數(shù)學(xué)期望值，即平均授予能的數(shù)學(xué)期望值，即平均授予能是非隨機(jī)量。是非隨機(jī)量。第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第5頁/共85頁7電離輻射授與某一體積元中物質(zhì)的平均能電離輻射授與某一體積元中物質(zhì)的平均能量除以該體積元中物質(zhì)的質(zhì)量的商。量除以該體積元中物質(zhì)的質(zhì)量的商。定義：定義：dmdD單位：戈瑞單位：戈瑞 Gy ，1 Gy1 J/kg歷史上曾使用過的單位拉德歷史上曾使用過的

4、單位拉德 1 Gy 100 rad吸收劑量吸收劑量D便是授予某一點(diǎn)處的單位質(zhì)量的物質(zhì)便是授予某一點(diǎn)處的單位質(zhì)量的物質(zhì)的能量的期望值。的能量的期望值。第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第6頁/共85頁8 所以在給出所以在給出數(shù)值時(shí)，必須同時(shí)指出數(shù)值時(shí)，必須同時(shí)指出與該與該相聯(lián)系的物質(zhì)和在該物質(zhì)的部位。相聯(lián)系的物質(zhì)和在該物質(zhì)的部位。第7頁/共85頁94. 吸收劑量率吸收劑量率SI單位：戈瑞單位：戈瑞/秒，秒，Gy/s某一時(shí)間間隔內(nèi)吸收劑量的某一時(shí)間間隔內(nèi)吸收劑量的增量除以該時(shí)間間隔的商。增量除以該時(shí)間間隔的商。定義定義：第8頁/共85頁10TDTDTD第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第9頁/共8

5、5頁11DTT/mTDT的單位與的單位與D相同。相同。 DT是很有用的量，是很有用的量，DT的定義為的定義為式中：式中： 第10頁/共85頁12式中：式中： WR輻射權(quán)重因子；輻射權(quán)重因子；DT,R器官、組織的平均劑量器官、組織的平均劑量RTRRTDwH,器官或組織器官或組織T中的平均吸收劑量中的平均吸收劑量DT,R與輻射權(quán)重因子與輻射權(quán)重因子WR的乘積的乘積1.1.當(dāng)量劑量當(dāng)量劑量H HT,RT,R(equivalent dose)（3-58）第11頁/共85頁13RRTRTDwH, 如果輻射場(chǎng)由如果輻射場(chǎng)由具有不同具有不同WR值的值的不同類型和（或）不同能量的輻射所不同類型和（或）不同能量

6、的輻射所構(gòu)成時(shí)，則當(dāng)量劑量構(gòu)成時(shí)，則當(dāng)量劑量HT為為第12頁/共85頁14第13頁/共85頁15為輻射防護(hù)目的，對(duì)吸收劑量乘以的因數(shù)，為輻射防護(hù)目的，對(duì)吸收劑量乘以的因數(shù)，用以考慮不同類型的輻射對(duì)健康的相對(duì)危害用以考慮不同類型的輻射對(duì)健康的相對(duì)危害效應(yīng)。效應(yīng)。第14頁/共85頁16輻射類型輻射類型能量范圍能量范圍WR光子光子電子和介子電子和介子中子中子質(zhì)子（反沖質(zhì)子除外）質(zhì)子（反沖質(zhì)子除外）粒子，裂變碎片，重核粒子，裂變碎片，重核所有能量所有能量所有能量所有能量10keV 10-100keV100keV-2MeV2-20MeV20MeV能量能量2MeV1151020105520第15頁/共85

7、頁17第16頁/共85頁18TTTHwE式中式中：WT組織組織T的權(quán)重因子；的權(quán)重因子；HT 器官或組織的當(dāng)量劑量器官或組織的當(dāng)量劑量隨機(jī)性效應(yīng)的概率與當(dāng)量劑量的關(guān)系還與受到輻射照射的組織或器官有關(guān)。因此，從輻射防護(hù)的目的出發(fā)，需要再規(guī)定一個(gè)由當(dāng)量劑量導(dǎo)出的量，以表示整個(gè)機(jī)體所受到的危害大小。隨機(jī)性效應(yīng)的概率與當(dāng)量劑量的關(guān)系還與受到輻射照射的組織或器官有關(guān)。因此，從輻射防護(hù)的目的出發(fā)，需要再規(guī)定一個(gè)由當(dāng)量劑量導(dǎo)出的量，以表示整個(gè)機(jī)體所受到的危害大小。當(dāng)所考慮的效應(yīng)是隨機(jī)效應(yīng)時(shí)，在全身受到不當(dāng)所考慮的效應(yīng)是隨機(jī)效應(yīng)時(shí)，在全身受到不均勻照射的情況下，人體所有組織或器官的加均勻照射的情況下，人體所有

8、組織或器官的加權(quán)后的當(dāng)量劑量之和。權(quán)后的當(dāng)量劑量之和。(effective dose)（3-60）第17頁/共85頁19RTRRTTTTTDwwHwE, 有效劑量表示了在非均勻照射下隨機(jī)性效應(yīng)有效劑量表示了在非均勻照射下隨機(jī)性效應(yīng)發(fā)生率與均勻照射下發(fā)生率相同時(shí)所對(duì)應(yīng)的全身發(fā)生率與均勻照射下發(fā)生率相同時(shí)所對(duì)應(yīng)的全身均勻照射的當(dāng)量劑量。均勻照射的當(dāng)量劑量。 有效劑量也可表示為身體各器官或組織的雙有效劑量也可表示為身體各器官或組織的雙疊加權(quán)的吸收劑量之和：疊加權(quán)的吸收劑量之和：意義：評(píng)價(jià)隨機(jī)效應(yīng)的危險(xiǎn)度，使輻射意義：評(píng)價(jià)隨機(jī)效應(yīng)的危險(xiǎn)度，使輻射 防護(hù)走向定量化。防護(hù)走向定量化。（3-61）第18頁/

9、共85頁20為輻射防護(hù)的目的，器官和組織的當(dāng)量劑量所為輻射防護(hù)的目的，器官和組織的當(dāng)量劑量所乘的因數(shù)，乘以該因數(shù)是為了考慮不同器官和乘的因數(shù)，乘以該因數(shù)是為了考慮不同器官和組織對(duì)發(fā)生輻射隨機(jī)性效應(yīng)的不同敏感性。組織對(duì)發(fā)生輻射隨機(jī)性效應(yīng)的不同敏感性。第19頁/共85頁21T器官或組織接受器官或組織接受1Sv照射時(shí)危險(xiǎn)照射時(shí)危險(xiǎn)度度全身接受全身接受1Sv均勻照射時(shí)總危險(xiǎn)度均勻照射時(shí)總危險(xiǎn)度WT 1TTW 表征組織或器官的輻射敏感性。表征組織或器官的輻射敏感性。 反應(yīng)了在全身均勻受照下各該組織或器反應(yīng)了在全身均勻受照下各該組織或器官對(duì)總危害的相對(duì)貢獻(xiàn)。官對(duì)總危害的相對(duì)貢獻(xiàn)。第20頁/共85頁22組組

10、 織織WTWT骨髓、結(jié)腸、肺、胃、乳腺、其余組織骨髓、結(jié)腸、肺、胃、乳腺、其余組織0.120.72性腺性腺0.080.08膀胱、食道、肝、甲狀腺膀胱、食道、肝、甲狀腺0.040.16骨表面、腦、唾腺、皮膚骨表面、腦、唾腺、皮膚0.010.04表表3-8 ICRP2007年建議書年建議書 推薦的組織權(quán)重因子推薦的組織權(quán)重因子第21頁/共85頁23組織或器官組織或器官組織權(quán)重因子組織權(quán)重因子WT睪丸睪丸紅骨髓紅骨髓結(jié)腸結(jié)腸 1）肺肺胃胃膀胱膀胱乳腺乳腺肝肝食道食道甲狀腺甲狀腺皮膚皮膚骨表面骨表面其余組織或器官其余組織或器官 2）0.200.120.120.120.120.050.050.050.0

11、50.050.010.010.051）腸的權(quán)重因子適用于在大腸上部和下部腸壁中當(dāng)量劑量的質(zhì)量平均。）腸的權(quán)重因子適用于在大腸上部和下部腸壁中當(dāng)量劑量的質(zhì)量平均。2）為進(jìn)行計(jì)算用，表中其余組織或器官包括腎上腺、腦、外胸區(qū)域、小腸、腎、?。檫M(jìn)行計(jì)算用，表中其余組織或器官包括腎上腺、腦、外胸區(qū)域、小腸、腎、肌肉、胰、脾、胸腺和子宮。在上述其余組織或器官中有一單個(gè)組織或器官受到超過肉、胰、脾、胸腺和子宮。在上述其余組織或器官中有一單個(gè)組織或器官受到超過12個(gè)規(guī)定了權(quán)重因子的器官的最高當(dāng)量劑量的例外情況下，該組織或器官應(yīng)取權(quán)重個(gè)規(guī)定了權(quán)重因子的器官的最高當(dāng)量劑量的例外情況下，該組織或器官應(yīng)取權(quán)重因子因

12、子0.025，而余下的上列其余組織或器官所受的平均當(dāng)量劑量亦應(yīng)取權(quán)重因子，而余下的上列其余組織或器官所受的平均當(dāng)量劑量亦應(yīng)取權(quán)重因子0.025。第22頁/共85頁24n官、組織對(duì)全身總危害的貢獻(xiàn)。官、組織對(duì)全身總危害的貢獻(xiàn)。第23頁/共85頁25第24頁/共85頁26ottTTdttHH0)()(人體單次攝入放射性物質(zhì)后，某一器官或人體單次攝入放射性物質(zhì)后，某一器官或組織在組織在50年內(nèi)將要受到的累積的劑量當(dāng)量年內(nèi)將要受到的累積的劑量當(dāng)量。式中：式中：t0 是攝入放射性物質(zhì)的起始時(shí)刻；是攝入放射性物質(zhì)的起始時(shí)刻； 是在是在t時(shí)刻器官或組織受到的當(dāng)量劑量率時(shí)刻器官或組織受到的當(dāng)量劑量率； 是攝入

13、放射性物質(zhì)之后經(jīng)過的時(shí)間。當(dāng)沒是攝入放射性物質(zhì)之后經(jīng)過的時(shí)間。當(dāng)沒 有給出積分的時(shí)間期限時(shí)，成年有給出積分的時(shí)間期限時(shí)，成年人人50 年；兒童年；兒童70年年)(tHt（3-63）第25頁/共85頁274.待積有效劑量待積有效劑量（committed effective dose）TTTHwE)()(受到輻射危害的各器官或組織的待積當(dāng)量劑量受到輻射危害的各器官或組織的待積當(dāng)量劑量HT（）經(jīng)經(jīng)WT加權(quán)處理后的總和稱為待積有效加權(quán)處理后的總和稱為待積有效劑量劑量E（），），即即 待積有效劑量可用來預(yù)計(jì)個(gè)人因攝入放射性待積有效劑量可用來預(yù)計(jì)個(gè)人因攝入放射性核素后將發(fā)生隨機(jī)性效應(yīng)的平均幾率。核素后將發(fā)

14、生隨機(jī)性效應(yīng)的平均幾率。HT（）與與E（）的單位、名稱與符號(hào)都和的單位、名稱與符號(hào)都和H、E相相同。同。（3-64）第26頁/共85頁28iiiTTNHS,單位：人單位：人 希希1. 集體當(dāng)量劑量集體當(dāng)量劑量ST表示一組人某指定的器官或組織的當(dāng)量劑量的總和。表示一組人某指定的器官或組織的當(dāng)量劑量的總和。(collective equivalent dose) 一次大的放射性實(shí)踐或放射性事故，會(huì)涉一次大的放射性實(shí)踐或放射性事故，會(huì)涉及許多人。因此，采用集體劑量來定量地表示及許多人。因此，采用集體劑量來定量地表示這一次放射性實(shí)踐或事故對(duì)該群總的危害。這一次放射性實(shí)踐或事故對(duì)該群總的危害。式中：式中

15、： 是所考慮的群體中，第是所考慮的群體中，第i組的人群中每個(gè)人組的人群中每個(gè)人 的的T器官或組織平均所受到的當(dāng)量劑量；器官或組織平均所受到的當(dāng)量劑量； Ni 是第是第i人群組的人數(shù)。人群組的人數(shù)。 jTH.（3-65）第27頁/共85頁29(collective effective dose)iiiNES注意：時(shí)間、人群注意：時(shí)間、人群單位：人單位：人 希希式中：式中： 是第是第I組人群接受的平均有效劑量。組人群接受的平均有效劑量。iE2. 集體有效劑量集體有效劑量SK（3-66）第28頁/共85頁30THEdttEEC)(0dttHHTTC0,)(或或（3-68）（3-67）第29頁/共85

16、頁31第30頁/共85頁32第31頁/共85頁33外照射監(jiān)測(cè)中使用的劑量當(dāng)量外照射監(jiān)測(cè)中使用的劑量當(dāng)量用于環(huán)境和個(gè)人監(jiān)測(cè)的用于環(huán)境和個(gè)人監(jiān)測(cè)的 ICRU量量第節(jié) 外照射監(jiān)測(cè)中使用的劑量當(dāng)量第32頁/共85頁34式中，式中，W WR R 輻射權(quán)重因子，是與輻射品質(zhì)相輻射權(quán)重因子，是與輻射品質(zhì)相對(duì)應(yīng)的加權(quán)因子，無量綱對(duì)應(yīng)的加權(quán)因子，無量綱 。RTRRTDwH,RRTRTDwH,第33頁/共85頁35第節(jié) 外照射監(jiān)測(cè)中使用的劑量當(dāng)量第34頁/共85頁36水中的非定限傳能線密度水中的非定限傳能線密度L（keVm-1） Q（L）1 10 10100 100 10.32L2.2 300/L第節(jié) 外照射監(jiān)測(cè)

17、中使用的劑量當(dāng)量第35頁/共85頁37照射類型照射類型射射 線線 種種 類類品質(zhì)因子品質(zhì)因子外照射外照射X、電子、電子熱中子及能量小于熱中子及能量小于0.005兆電子伏的中能中子兆電子伏的中能中子中能中子（中能中子（0.02兆電子伏）兆電子伏）中能中子（中能中子（0.1兆電子伏）兆電子伏）快中子（快中子（0.5-10兆電子伏）兆電子伏）重反沖核重反沖核13581020內(nèi)照射內(nèi)照射、e、X裂變過程中的碎片、裂變過程中的碎片、發(fā)射過程中的反沖核發(fā)射過程中的反沖核11020（3-6） 品質(zhì)因子與照射類型、射線種類的關(guān)系品質(zhì)因子與照射類型、射線種類的關(guān)系第節(jié) 外照射監(jiān)測(cè)中使用的劑量當(dāng)量第36頁/共85

18、頁38ICRU球球第節(jié) 外照射監(jiān)測(cè)中使用的劑量當(dāng)量第37頁/共85頁39第38頁/共85頁40水中的非定限傳能線密度水中的非定限傳能線密度L（keVm-1） Q（L）1 10 10100 100 10.32L2.2 300/L第39頁/共85頁41照射類型照射類型射射 線線 種種 類類品質(zhì)因子品質(zhì)因子外照射外照射X、電子、電子熱中子及能量小于熱中子及能量小于0.005兆電子伏的中能中子兆電子伏的中能中子中能中子（中能中子（0.02兆電子伏）兆電子伏）中能中子（中能中子（0.1兆電子伏）兆電子伏）快中子（快中子（0.5-10兆電子伏）兆電子伏）重反沖核重反沖核13581020內(nèi)照射內(nèi)照射、e、X

19、裂變過程中的碎片、裂變過程中的碎片、發(fā)射過程中的反沖核發(fā)射過程中的反沖核11020（3-6） 品質(zhì)因子與照射類型、射線種類的關(guān)系品質(zhì)因子與照射類型、射線種類的關(guān)系第節(jié) 外照射監(jiān)測(cè)中使用的劑量當(dāng)量第40頁/共85頁42量當(dāng)量均屬于實(shí)用量，它們量當(dāng)量均屬于實(shí)用量，它們具有可測(cè)性。具有可測(cè)性。第41頁/共85頁43強(qiáng)貫穿輻射強(qiáng)貫穿輻射(strongly penetrating radiation)在均勻單向輻射場(chǎng)中，對(duì)某一給定的人體取向在均勻單向輻射場(chǎng)中，對(duì)某一給定的人體取向，如皮膚敏感層的任何小塊區(qū)域內(nèi)所接受的當(dāng)，如皮膚敏感層的任何小塊區(qū)域內(nèi)所接受的當(dāng)量劑量與有效劑量的比值量劑量與有效劑量的比值小

20、小于于10，則此種輻射，則此種輻射稱為強(qiáng)貫穿輻射。稱為強(qiáng)貫穿輻射。弱貫穿輻射弱貫穿輻射(weakly penetrating radiation)在均勻單向輻射場(chǎng)中，對(duì)某一給定的人體取向在均勻單向輻射場(chǎng)中，對(duì)某一給定的人體取向，如皮膚敏感層的任何小塊區(qū)域內(nèi)所接受的當(dāng)，如皮膚敏感層的任何小塊區(qū)域內(nèi)所接受的當(dāng)量劑量與有效劑量的比值量劑量與有效劑量的比值大大于于10，則此種輻射，則此種輻射稱為弱貫穿輻射。稱為弱貫穿輻射。第42頁/共85頁44一、一、 環(huán)境監(jiān)測(cè)環(huán)境監(jiān)測(cè)1.周圍劑量當(dāng)量周圍劑量當(dāng)量 H*(d) 是用來表征強(qiáng)貫穿輻射的實(shí)用量，也是用是用來表征強(qiáng)貫穿輻射的實(shí)用量，也是用于估計(jì)有效劑量于估計(jì)

21、有效劑量E的量。的量。 輻射場(chǎng)中某點(diǎn)處的周圍劑量當(dāng)量輻射場(chǎng)中某點(diǎn)處的周圍劑量當(dāng)量H*(d)是是相應(yīng)的相應(yīng)的齊向擴(kuò)展場(chǎng)齊向擴(kuò)展場(chǎng)在在ICRU球體內(nèi)、球體內(nèi)、逆向逆向齊向輻射場(chǎng)齊向輻射場(chǎng)方向的那個(gè)半徑上深度方向的那個(gè)半徑上深度d處產(chǎn)處產(chǎn)生的劑量當(dāng)量。對(duì)于強(qiáng)貫穿輻射，生的劑量當(dāng)量。對(duì)于強(qiáng)貫穿輻射，ICRU推薦推薦d10mm。所以所以H*(d)可以寫成可以寫成H*(10)( (ambient dose equivalentambient dose equivalent) )第43頁/共85頁45 實(shí)際的輻射場(chǎng)往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的。如果已知實(shí)際的輻射場(chǎng)往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的。如果已知輻射場(chǎng)中某參考點(diǎn)的輻射場(chǎng)中某參

22、考點(diǎn)的注量及其能譜和角分布注量及其能譜和角分布（它（它可能與其周圍的不同），設(shè)想將該點(diǎn)的輻射場(chǎng)參可能與其周圍的不同），設(shè)想將該點(diǎn)的輻射場(chǎng)參數(shù)數(shù)擴(kuò)展擴(kuò)展到某一感興趣的區(qū)域或體積中，到某一感興趣的區(qū)域或體積中，使該范圍使該范圍內(nèi)的輻射場(chǎng)，即在其中的整個(gè)有關(guān)體積內(nèi)，內(nèi)的輻射場(chǎng)，即在其中的整個(gè)有關(guān)體積內(nèi)，注量注量及其角分布和能量分布處處與參考點(diǎn)的相同及其角分布和能量分布處處與參考點(diǎn)的相同。這。這個(gè)輻射場(chǎng)就稱作相應(yīng)于個(gè)輻射場(chǎng)就稱作相應(yīng)于參考點(diǎn)的擴(kuò)展場(chǎng)參考點(diǎn)的擴(kuò)展場(chǎng)。如果將。如果將擴(kuò)展場(chǎng)中輻射粒子的方向加以梳理，使感興趣區(qū)擴(kuò)展場(chǎng)中輻射粒子的方向加以梳理，使感興趣區(qū)域中的域中的注量是單向注量是單向的。這樣經(jīng)

23、梳理過的擴(kuò)展場(chǎng)稱的。這樣經(jīng)梳理過的擴(kuò)展場(chǎng)稱作參考點(diǎn)的作參考點(diǎn)的齊向擴(kuò)展場(chǎng)齊向擴(kuò)展場(chǎng)。擴(kuò)展場(chǎng)與齊向擴(kuò)展場(chǎng)擴(kuò)展場(chǎng)與齊向擴(kuò)展場(chǎng)第44頁/共85頁46 在環(huán)境監(jiān)測(cè)中用周圍劑量當(dāng)量就可用它把外在環(huán)境監(jiān)測(cè)中用周圍劑量當(dāng)量就可用它把外部輻射場(chǎng)與處于輻射場(chǎng)中的人體有效劑量聯(lián)系起部輻射場(chǎng)與處于輻射場(chǎng)中的人體有效劑量聯(lián)系起來。來。周圍劑量當(dāng)量與參考點(diǎn)的注量及其能譜分布周圍劑量當(dāng)量與參考點(diǎn)的注量及其能譜分布有關(guān)，而與注量的角分布無關(guān)，這正是有關(guān)，而與注量的角分布無關(guān)，這正是“周圍周圍”一詞的含義一詞的含義。將。將ICRU球放在輻射場(chǎng)中之后，輻射球放在輻射場(chǎng)中之后，輻射場(chǎng)的分布將發(fā)生變化。對(duì)于強(qiáng)貫穿輻射，場(chǎng)的分布將發(fā)

24、生變化。對(duì)于強(qiáng)貫穿輻射，ICRU球球的反散射作用對(duì)值有一定的影響。在設(shè)計(jì)測(cè)量儀的反散射作用對(duì)值有一定的影響。在設(shè)計(jì)測(cè)量儀器時(shí)，要考慮到反散射因素。器時(shí)，要考慮到反散射因素。 一個(gè)具有各向同性響應(yīng)，又按一個(gè)具有各向同性響應(yīng)，又按H*(d)刻度過的刻度過的劑量儀表，可用來測(cè)量任何輻射場(chǎng)中的劑量儀表，可用來測(cè)量任何輻射場(chǎng)中的H*值，只值，只要該輻射場(chǎng)在儀表尺寸范圍內(nèi)是均勻的。要該輻射場(chǎng)在儀表尺寸范圍內(nèi)是均勻的。第45頁/共85頁47( (directional dose equivalentdirectional dose equivalent）2.定向劑量當(dāng)量定向劑量當(dāng)量 H (d,)第46頁/共

25、85頁48 當(dāng)弱貫穿輻射當(dāng)弱貫穿輻射傾斜入射傾斜入射到小塊皮膚上時(shí)，射到小塊皮膚上時(shí)，射線在到達(dá)皮膚基底層以前在表皮中要經(jīng)受較大的線在到達(dá)皮膚基底層以前在表皮中要經(jīng)受較大的衰減。因此，弱貫穿輻射在皮膚基底層的衰減。因此，弱貫穿輻射在皮膚基底層的能量沉能量沉積將表現(xiàn)出很強(qiáng)的方向性積將表現(xiàn)出很強(qiáng)的方向性，這與周圍劑量當(dāng)量響，這與周圍劑量當(dāng)量響應(yīng)與入射角無關(guān)的情況形成了對(duì)照。應(yīng)與入射角無關(guān)的情況形成了對(duì)照。 當(dāng)人體處于弱貫穿輻射場(chǎng)中時(shí)，避免皮膚受過當(dāng)人體處于弱貫穿輻射場(chǎng)中時(shí)，避免皮膚受過量的輻射照射而產(chǎn)生確定性效應(yīng)，定向劑量當(dāng)量量的輻射照射而產(chǎn)生確定性效應(yīng)，定向劑量當(dāng)量就是用來表征弱貫穿輻射對(duì)皮膚照

26、射的一個(gè)劑量就是用來表征弱貫穿輻射對(duì)皮膚照射的一個(gè)劑量學(xué)量，也就是一個(gè)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的劑量當(dāng)量。學(xué)量，也就是一個(gè)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的劑量當(dāng)量。該該量的取值與量的取值與ICRUICRU球指定半徑相對(duì)輻射場(chǎng)的取向有球指定半徑相對(duì)輻射場(chǎng)的取向有關(guān)，這就是定向劑量當(dāng)量名稱的由來。關(guān)，這就是定向劑量當(dāng)量名稱的由來。第47頁/共85頁49第節(jié) 外照射監(jiān)測(cè)中使用的劑量當(dāng)量第48頁/共85頁50二、二、 個(gè)人監(jiān)測(cè)個(gè)人監(jiān)測(cè)第49頁/共85頁511. 深部個(gè)人劑量當(dāng)量深部個(gè)人劑量當(dāng)量 Hp(d)： 深部個(gè)人劑量當(dāng)量也稱作貫穿性個(gè)人劑深部個(gè)人劑量當(dāng)量也稱作貫穿性個(gè)人劑量當(dāng)量，是人體表面某一指定點(diǎn)下面深量當(dāng)量，是人體表面某一

27、指定點(diǎn)下面深度度d處按處按ICRU球定義的軟組織內(nèi)的劑量球定義的軟組織內(nèi)的劑量當(dāng)量，它適用于強(qiáng)貫穿輻射。當(dāng)量，它適用于強(qiáng)貫穿輻射。推薦的推薦的d值為值為10mm，故故Hp(d)寫為寫為Hp(10)。(individual dose equivalent, penetrating)第50頁/共85頁522. 淺表個(gè)人劑量當(dāng)量淺表個(gè)人劑量當(dāng)量 Hs(d)：(individual dose equivalent, superficial) 淺表個(gè)人劑量當(dāng)量，是人體表面某一淺表個(gè)人劑量當(dāng)量，是人體表面某一指定點(diǎn)下面深度指定點(diǎn)下面深度d處按處按ICRU球定義球定義的軟組織內(nèi)的劑量當(dāng)量，它適用于的軟組織內(nèi)

28、的劑量當(dāng)量，它適用于弱貫穿輻射。弱貫穿輻射。推薦的推薦的d值為值為0.07mm，故故Hs(d)寫為寫為Hs(0.07)。第51頁/共85頁53第52頁/共85頁54 2. 比釋動(dòng)能比釋動(dòng)能7. 比釋動(dòng)能與吸收劑量的關(guān)系比釋動(dòng)能與吸收劑量的關(guān)系第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第53頁/共85頁55間接電離間接電離粒子的能粒子的能量沉積過量沉積過程：程：間接帶電粒子間接帶電粒子帶電粒子帶電粒子帶電粒子帶電粒子物質(zhì)物質(zhì)（比釋動(dòng)能）（比釋動(dòng)能）（吸收劑量）（吸收劑量） 1. 簡介簡介第54頁/共85頁56間接致電離輻射間接致電離輻射：X或射線、光子或中子（即或射線、光子或中子（即非帶電粒子），這種光

29、子或中子在少數(shù)幾次非帶電粒子），這種光子或中子在少數(shù)幾次相對(duì)來說較強(qiáng)的相互作用中先把其能量轉(zhuǎn)移相對(duì)來說較強(qiáng)的相互作用中先把其能量轉(zhuǎn)移給他們所通過的物質(zhì)中的帶電粒子，然后，給他們所通過的物質(zhì)中的帶電粒子，然后，所產(chǎn)生的快速帶電粒子再按上面的方式將能所產(chǎn)生的快速帶電粒子再按上面的方式將能量傳遞給物質(zhì)。量傳遞給物質(zhì)。第55頁/共85頁57第56頁/共85頁58定義：定義： 間接帶電粒子在體積元內(nèi)產(chǎn)生的所有帶電間接帶電粒子在體積元內(nèi)產(chǎn)生的所有帶電粒子的初始動(dòng)能的和除以物質(zhì)質(zhì)量的商。粒子的初始動(dòng)能的和除以物質(zhì)質(zhì)量的商。SI單位：戈瑞，單位：戈瑞，GydmdKtr/式中，式中， 是不帶電粒子在質(zhì)量是不帶電

30、粒子在質(zhì)量dm的物質(zhì)中釋出的全部帶電粒子的初始動(dòng)能總和的平均值，它既包括這些帶電粒子在韌致輻射過程中放出的能量，也包括在該體積元內(nèi)發(fā)生的次級(jí)過程所產(chǎn)生的任何帶電粒子的能量。的物質(zhì)中釋出的全部帶電粒子的初始動(dòng)能總和的平均值，它既包括這些帶電粒子在韌致輻射過程中放出的能量，也包括在該體積元內(nèi)發(fā)生的次級(jí)過程所產(chǎn)生的任何帶電粒子的能量。 trd（3-40）第57頁/共85頁59第58頁/共85頁60比釋動(dòng)能比釋動(dòng)能K應(yīng)用條件應(yīng)用條件只適用于不帶電粒子；只適用于不帶電粒子；但適用于任何物質(zhì)；但適用于任何物質(zhì)；針對(duì)針對(duì)“點(diǎn)點(diǎn)”的概念的概念 。第59頁/共85頁61定義：定義： 某一時(shí)間間隔內(nèi)比釋動(dòng)能的某一

31、時(shí)間間隔內(nèi)比釋動(dòng)能的增量除以該時(shí)間間隔的商。增量除以該時(shí)間間隔的商。SI單位：戈瑞單位：戈瑞/秒，秒，Gy/s第60頁/共85頁62單能：單能：連續(xù)譜：連續(xù)譜：比釋動(dòng)能因子：比釋動(dòng)能因子：用于計(jì)算比釋動(dòng)能用于計(jì)算比釋動(dòng)能第61頁/共85頁63第62頁/共85頁64總能量平衡總能量平衡譜分布平衡譜分布平衡每有一個(gè)帶電粒子從所考慮體積出來，就每有一個(gè)帶電粒子從所考慮體積出來，就有一個(gè)相同類型、相同能量的帶電粒子從有一個(gè)相同類型、相同能量的帶電粒子從外面進(jìn)入，要求一一對(duì)應(yīng)。外面進(jìn)入，要求一一對(duì)應(yīng)。第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第63頁/共85頁65帶電粒子平衡的條件帶電粒子平衡的條件：（1）離介

32、質(zhì)邊界有一定距離，）離介質(zhì)邊界有一定距離，d Rmax；（2）均勻照射條件；均勻照射條件；（3）介質(zhì)均勻條件：介質(zhì)對(duì)次級(jí)帶電粒子的）介質(zhì)均勻條件：介質(zhì)對(duì)次級(jí)帶電粒子的阻止本領(lǐng)，對(duì)初級(jí)輻射的質(zhì)能吸收系阻止本領(lǐng)，對(duì)初級(jí)輻射的質(zhì)能吸收系數(shù)不變。數(shù)不變。帶電粒子平衡不成立：帶電粒子平衡不成立：（1）輻射源附近；）輻射源附近；（2）兩種物質(zhì)的界面；）兩種物質(zhì)的界面；（3）高能輻射。）高能輻射。第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第64頁/共85頁667. 比釋動(dòng)能與吸收劑量的關(guān)系比釋動(dòng)能與吸收劑量的關(guān)系條件：條件：帶電粒子平衡帶電粒子平衡800EZEZg其中：其中：對(duì)低能帶電粒子，帶電粒子平衡、韌致輻射可

33、以忽略時(shí)，對(duì)低能帶電粒子，帶電粒子平衡、韌致輻射可以忽略時(shí)，則則DK一般在一般在10-310-2之間之間)1()1(gKgdmddmdDtr根據(jù)根據(jù))1(gtren第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位（3-40）（3-40）（3-40）第65頁/共85頁67第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第66頁/共85頁68實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織中吸收劑量的間接測(cè)量實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織中吸收劑量的間接測(cè)量目的：目的：)1 (gEDtrgtren12121/enenDD射線：射線：中子：中子：ctrtrcDD/注意譜的問題，此外還需要進(jìn)行組織厚度的劑量修正注意譜的問題，此外還需要進(jìn)行組織厚度的劑量修正第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使

34、用的量和單位第67頁/共85頁691. 照射量照射量5. 吸收劑量與照射量的關(guān)系吸收劑量與照射量的關(guān)系第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位4. 照射量率與放射性活度的關(guān)系照射量率與放射性活度的關(guān)系第68頁/共85頁70定義：定義：X、射線，在空氣中，單位體積元內(nèi)產(chǎn)生射線，在空氣中，單位體積元內(nèi)產(chǎn)生的全部電子均被阻留在空氣中時(shí)，形成的的全部電子均被阻留在空氣中時(shí)，形成的總電荷除以該體積元空氣質(zhì)量。總電荷除以該體積元空氣質(zhì)量。式中：式中：dQ在一個(gè)體積元的空氣中，產(chǎn)生的一種符號(hào)的離在一個(gè)體積元的空氣中，產(chǎn)生的一種符號(hào)的離子總電荷的絕對(duì)值；子總電荷的絕對(duì)值；dm體積元內(nèi)空氣的質(zhì)量。體積元內(nèi)空氣的質(zhì)量。

35、照射量照射量SI單位：單位：C / kg 庫倫庫倫 / 千克千克第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第69頁/共85頁71WeXen另一個(gè)定義式另一個(gè)定義式 X、射線； 空氣，有些文獻(xiàn)提到介質(zhì)的照射量時(shí)，是指在介質(zhì)中放置少量空氣后測(cè)得的照射量值。 不包括次級(jí)電子韌致輻射被吸收后產(chǎn)生的電離（3MeV時(shí)，才予以考慮） 按照定義來測(cè)量照射量時(shí)，要求滿足電子平衡條件。在電子平衡條件下，鑒于目前的測(cè)量技術(shù)及對(duì)精確度的要求，所能測(cè)量的光子能量為幾千電子伏到3兆電子伏左右。在此能量范圍內(nèi)，由次級(jí)電子產(chǎn)生韌致輻對(duì)測(cè)量值dQ的貢獻(xiàn)可忽略不計(jì)。在輻射防護(hù)中，能量的上限可擴(kuò)大到8MeV。 特點(diǎn)特點(diǎn)：第四節(jié) 輻射劑量學(xué)

36、中使用的量和單位第70頁/共85頁72W的定義WW第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第71頁/共85頁73 照射量照射量X是個(gè)歷史悠久、變化較大的一個(gè)輻射是個(gè)歷史悠久、變化較大的一個(gè)輻射量，也是目前爭論較多的一個(gè)量。量，也是目前爭論較多的一個(gè)量。歷史上曾使用照歷史上曾使用照射量單位是倫琴（在射量單位是倫琴（在1962年之前曾稱之為年之前曾稱之為“照射劑照射劑量量”）倫琴倫琴：在在1倫琴倫琴X射線照射下，射線照射下，0.001293克空氣（克空氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況下，標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1立方厘米空氣的質(zhì)量）中釋立方厘米空氣的質(zhì)量）中釋放出來的次級(jí)電子，在空氣中總共產(chǎn)生電放出來的次級(jí)電子，在空氣中總共產(chǎn)生電量各

37、為量各為1靜電單位的正離子和負(fù)離子。靜電單位的正離子和負(fù)離子。1R2.58 10-4C/kg第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第72頁/共85頁74X X、射線；射線；介質(zhì)為空氣介質(zhì)為空氣。第73頁/共85頁75SI單位：C / Kg .s , R/s 等 次級(jí)電子在體積以內(nèi)和以外的空氣次級(jí)電子在體積以內(nèi)和以外的空氣中走完它們的路程時(shí)，總共產(chǎn)生的中走完它們的路程時(shí)，總共產(chǎn)生的電離電荷；電離電荷； 只適用于只適用于X、射線；射線； 只對(duì)空氣；只對(duì)空氣； 測(cè)量時(shí)必須滿足電子平衡；測(cè)量時(shí)必須滿足電子平衡； 不能作為劑量的單位，歷史誤會(huì)。不能作為劑量的單位，歷史誤會(huì)。概念理解：概念理解：第四節(jié) 輻射劑

38、量學(xué)中使用的量和單位第74頁/共85頁76計(jì)算公式：計(jì)算公式：WeEenxfX照射量照射量因子因子第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第75頁/共85頁77例：例：137Cs源發(fā)射的源發(fā)射的 射線能量為射線能量為0.662MeV，離源離源1m處測(cè)得處測(cè)得 光子的注量率光子的注量率 為為1107m-2s-1，求該點(diǎn)的照射量率。求該點(diǎn)的照射量率。解：解：xfX 由由且且211810219. 9mkgCfx得得)(10219. 910110219. 91111718skgCfXx)(106 . 317sR第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第76頁/共85頁782RAX4. 照射量率與放射性活度的關(guān)系照

39、射量率與放射性活度的關(guān)系對(duì)于點(diǎn)源：對(duì)于點(diǎn)源：第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第77頁/共85頁79XfXDmaenmenm/107 . 83Dm吸收劑量，吸收劑量，Gy； fm因子，因子，J/C；X照射量，照射量，C/kg.XfXXeWDmaenmenaaenmenm/85.33/5.吸收劑量與照射量的關(guān)系吸收劑量與照射量的關(guān)系Dm吸收劑量，吸收劑量，Gy； fm因子，因子，Gy/R；X照射量，照射量，R.第四節(jié) 輻射劑量學(xué)中使用的量和單位第78頁/共85頁80實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織中吸收劑量的間接測(cè)量實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織中吸收劑量的間接測(cè)量目的：目的：)1 (gEDtrgtren12121/enenDD射線：射線：中子：中子：