電離輻射劑量學(xué)

1、關(guān)于電離輻射劑量學(xué)第一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電離輻射劑量學(xué)：研究電離輻射能量在物質(zhì)中的轉(zhuǎn)移和沉積的規(guī)律，特別是轉(zhuǎn)移和沉積的度量（量的定義、測量、計(jì)算等）的科學(xué)。劑量計(jì)算或測量兩種基本途徑： （1）輻射場本身測量輻射場粒子數(shù)、輻射的能譜分布、輻射能量沉積本領(lǐng) （2）直接或間接測量沉積能量第二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第一部分回顧1、輻射的分類i.電離輻射：通過初級和次級過程引起物質(zhì)電離，如粒子、粒子、質(zhì)子、中子、X射線和 射線等。ii.非電離輻射：與物質(zhì)作用不產(chǎn)生電離的輻射，如微波、無線電波、紅外線等。第三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2、輻射場的

2、描述粒子注量定義：單向輻射場：粒子注量，數(shù)值上等于通過與粒子入射方向垂直的單位面積的粒子數(shù)。dada第四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 da = dacos定義： u=dN/ da 為單向輻射場的粒子注量。 一般情況：各向輻射場定義：Particle fluence (粒子注量)： =dN/da，m-2 Energy fluence（能量注量）：=dR/da，j.m-2Pda第五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月按能譜分布：能量注量：能量注量與粒子注量的關(guān)系第六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3、相互作用系數(shù)A、帶電粒子（e、重帶電粒子）總阻止本領(lǐng):總線阻止本領(lǐng)帶

3、電粒子通過物質(zhì)時(shí)在單位路程上損失的能量。 dE是dl距離上損失能量的數(shù)學(xué)期望值?？偩€阻止本領(lǐng)與帶電粒子的性質(zhì)（電荷、質(zhì)量、能量）和物質(zhì)的性質(zhì)（原子序數(shù)、密度）有關(guān)。去除物質(zhì)密度的影響可得到總質(zhì)量阻止本領(lǐng)公式：第七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月總質(zhì)量阻止本領(lǐng)描述帶電粒子在物質(zhì)中穿過單位路程時(shí)，因各種相互作用而損失的能量。它可分解為各種相互作用阻止本領(lǐng)之和。質(zhì)量輻射阻止本領(lǐng)（由非彈性輻射相互作用導(dǎo)致的初級帶電粒子的能量損失決定） 質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng)（包括電離和激發(fā)對能量損失的貢獻(xiàn)）第八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月定限碰撞阻止本領(lǐng)（L/）（1）粒子粒子定義：能夠產(chǎn)生分支徑跡的

4、次級電子（2) L/定義：L/=(dE/dl)/ dE為帶電粒子在密度為的介質(zhì)中穿行距離為dl時(shí)，由傳遞能量小于指定值的碰撞而損失的能量的數(shù)學(xué)期望值。L稱為傳能線密度LET（Linear energy transfer）。 LET:特定能量的帶電粒子在介質(zhì)中穿行單位長度路程時(shí)，由能量轉(zhuǎn)移小于某一指定值的歷次碰撞所造成的平均能量損失。 L=Sc， L/ =(S/ )c第九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月X、射線與物質(zhì)作用類型：光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)電子對生成5MeV r=1mm 柵元0.21mm2 5MeV n r=1mm 柵元0.21mm2筆形束輻射在水模中的縱向能量沉積第十張，PPT共

5、九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月中子與物質(zhì)相互作用類型: 彈性散射（Elastic-scattering）：總動能守恒。非彈性散射（In-elastic scattering）：總能量、動量守恒，動能不守恒。去彈性散射（Non-elastic scattering）：（n.p）（n.）等。俘獲（Capture）：（n.）。散射（Spallation）以上均屬與原子核的相互作用。第十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月B、不帶電粒子（X 、中子）質(zhì)量減弱系數(shù)（/）：描述物質(zhì)中入射不帶電粒子數(shù)目的減小，不涉及具體物理過程。質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（tr/）：描述不帶電粒子穿過物質(zhì)時(shí)，其能量轉(zhuǎn)移給帶電

6、粒子數(shù)值。只涉及帶電粒子獲得的能量，而不涉及這些能量是否被物質(zhì)吸收。質(zhì)量能量吸收系數(shù)（en/）：描述不帶電粒子穿過物質(zhì)時(shí)，不帶電粒子被物質(zhì)吸收的能量。當(dāng)次級帶電粒子動能較小、物質(zhì)原子序數(shù)較低時(shí)，軔致輻射弱，g值接近于零，此時(shí)en/ 值近似tr/值。數(shù)值上：質(zhì)量減弱系數(shù)（/）質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（tr/）質(zhì)量能量吸收系數(shù)（en/）第十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4、輻射劑量學(xué)中使用的量A、比釋動能（K） 同轉(zhuǎn)移能（tr）相聯(lián)系，不帶電粒子在質(zhì)量dm的物質(zhì)中釋放出的全部帶電粒子的初始動能總和的平均值。單位Gy。針對不帶電粒子，對受照物質(zhì)整體，而不對受照物質(zhì)的某點(diǎn)而言。實(shí)用時(shí)可先查比釋動

7、能因子表（國際上給出比釋動能因子的推薦值），進(jìn)而求得比釋動能。 第十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月比釋動能率(Kerma rate) (1) 定義單位：JKg-1s-1或Gys-1或 rads-1對單能不帶電粒子的輻射，有： 第十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月空氣比釋動能率常數(shù)（Air Kerma-rate constant） 單位活度的指定放射性核素點(diǎn)源在空氣中1 m處釋放的光子產(chǎn)生的比釋能動率。對于點(diǎn)源，活度為A，各粒子產(chǎn)額為ni,能量為hi，則 定義 則有第十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月不同介質(zhì)中的比釋動能 (1) 含義(2) 關(guān)系 rWVVr

8、VK(V中r點(diǎn)）K（V中r點(diǎn)）第十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月B、照射量（X） X或射線在單位質(zhì)量的空氣中，釋放出來的全部電子完全被空氣阻止時(shí)，在空氣中產(chǎn)生一種符號的離子的總電荷的絕對值。單位C/kg。針對X或射線、空氣?？諝庵懈鼽c(diǎn)的照射量不同?？諝庵心滁c(diǎn)的照射量X與同一點(diǎn)處的能量注量的關(guān)系：若粒子為單能的，則照射量與粒子注量有如下關(guān)系：第十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月X和 值得說明的問題含義: 自由空間或不同于空氣的材料內(nèi)某一點(diǎn)的照射量或照射量率的概念可以用空氣碰撞比釋功能Kc,a來取代照射量 原因：a. 由電離電荷量到能量的換算（乘以(w/e)a因子）很不方

9、便 b. Exposure的含義容易混 c 只適用于X、射線； d 只對空氣； e 測量時(shí)必須滿足電子平衡； f 不能作為劑量的單位，歷史誤會。第十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月C 比轉(zhuǎn)換能（C）比轉(zhuǎn)換能（cema）dEc(T,r)是T時(shí)間內(nèi)，輻射場r點(diǎn)，在質(zhì)量為dm的物質(zhì)中，因電離、激發(fā)過程，重帶電粒子(c)自身(包括其釋出的粒子）損失的能量。根據(jù)圖3-1和圖3-2，比轉(zhuǎn)換能C(T,r)為：c,(T,r) T時(shí)間內(nèi)相關(guān)位置上，單位質(zhì)量物質(zhì)中，由重帶電粒子(c)釋放出的所有粒子的初始動能的總和。 c,D(T,r)單位質(zhì)量物質(zhì)中，帶電粒子產(chǎn)生電離、激發(fā)時(shí)，為克服結(jié)合能而被“就地”吸

10、收的那部分能量。第十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月比轉(zhuǎn)換能（C）與重帶電粒子注量（）的關(guān)系特定時(shí)間內(nèi)，受照射物質(zhì)V中的r點(diǎn)處，重帶電粒子的譜分布為E，重帶電粒子總注量（V中r點(diǎn)處），則同一點(diǎn)處物質(zhì)V中的比轉(zhuǎn)換能C（V中的r點(diǎn)）V為： 是以r點(diǎn)處重帶電粒子注量譜分布的權(quán)平均，物質(zhì)V對重帶電粒子的質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng)的平均值：第二十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月受約束的比轉(zhuǎn)換能(C)單位質(zhì)量物質(zhì)內(nèi)電子在電離、激發(fā)過程中損失的能量分成三部分：（1）為克服電子結(jié)合能，因而被“就地”吸收的,D；（2）動能不大于特定（eV）值的粒子動能的總和, ，這部分能量僅能在與值相應(yīng)的電子射程范

11、圍內(nèi)局部轉(zhuǎn)移；（3）動能大于特定值的粒子動能的總和, ，這部分粒子視同原來的電子一樣，可能參與又一次的能量遞減。比轉(zhuǎn)換能（C）包括以上三部分，若僅包括（1）和（2），即扣除（3）釋出的動能大于特定值的粒子動能，其為受約束的比轉(zhuǎn)換能C 。第二十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月D、吸收劑量（D） 同授與能（）相聯(lián)系，單位質(zhì)量受照物質(zhì)中所吸收的平均輻射能量。 單位Gy。適用于任何類型的輻射和受照物質(zhì)，與一個(gè)無限小體積相聯(lián)系的輻射量。受照物質(zhì)中每一點(diǎn)都有特定的吸收劑量數(shù)值。 第二十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月E 輻射平衡E、完全輻射平衡（Complete radiation

12、s equilibrium ,CRE） 定義 輻射平衡dVRinRout條件:介質(zhì)和源的均勻分布第二十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月電離輻射場不帶電粒子輻射場帶電粒子輻射場(帶電粒子平衡）次級帶電粒子輻射場次級粒子輻射場（電子平衡）初始動能大于的粒子輻射場初始動能不大于的粒子輻射場（初始動能不大于特定值的部分粒子平衡）第二十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月帶電粒子平衡帶電粒子平衡 不帶電粒子在某一體積元的物質(zhì)中，轉(zhuǎn)移給帶電粒子的平均能量，等于該體積元物質(zhì)所吸收的平均能量。發(fā)生在物質(zhì)層的厚度大于次級帶電粒子在其中的最大射程深度處。 5MeV r=1mm 柵元0.21mm

13、2第二十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月比釋動能與吸收劑量在物質(zhì)中的變化：第二十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月帶電粒子平衡的條件：（1）離介質(zhì)邊界有一定距離，d Rmax；（2）均勻照射條件；（3）介質(zhì)均勻條件：介質(zhì)對次級帶電粒子的阻止本領(lǐng)，對初級輻射的質(zhì)能吸收系數(shù)不變。帶電粒子平衡不成立：（1）輻射源附近；（2）兩種物質(zhì)的界面；（3）高能輻射。第二十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月帶電粒子平衡條件下，空氣中照射量（X）和同一點(diǎn)處空氣吸收劑量(Da)的關(guān)系為：吸收劑量與物質(zhì)的質(zhì)量吸收系數(shù)成正比，即故空氣中同一點(diǎn)處物質(zhì)的吸收劑量Dm為： 照射量換算到某物質(zhì)吸

14、收劑量的換算因子，可查表得到。 第二十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月帶電粒子準(zhǔn)平衡受照物質(zhì)中，入射輻射總有衰減。如物質(zhì)受到均勻照射，暫且忽略散射光子影響，則隨物質(zhì)深度增加，其比釋動能（K）、碰撞比釋動能（Kc）和吸收劑量（D）變化如圖3-10所示。第二十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月吸收劑量、比釋動能和照射量的區(qū)別第三十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月且電子平衡時(shí)第三十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月吸收劑量與比釋動能的關(guān)系帶電粒子平衡下 D=K（1-g） g是次級電子在慢化過程中，能量損失于軔致輻射的能量份額。 對低能X或射線，可忽略軔致輻射

15、能量損失，此時(shí) DK 第三十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月本部分概念一、名詞解釋 電離輻射粒子注量粒子注量率比釋動能吸收劑量照射量傳能線密度第三十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、填空題完整描述輻射場性質(zhì)的5個(gè)要素是( )、（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。 三、選擇題帶電粒子在物質(zhì)中以下列哪種形式沉積能量。（ a ）a、電離和激發(fā) b、光電效應(yīng) c、康普頓散射 d、彈性散射 四、簡答題什么叫帶電粒子平衡？第三十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月五、計(jì)算題1、設(shè)在3min內(nèi)測得能量為14.5MeV的中子注量為1.51011m-2。求在這一點(diǎn)處的能量注量和能量

16、注量率。第三十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2、一個(gè)137Cs點(diǎn)源活度為3.7107Bq，能量為662keV的產(chǎn)額為100%。求在離點(diǎn)源10m處光子的注量和能量注量率，以及在這些位置持續(xù)10min照射的光子注量和能量注量。第三十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第四、五章回顧一、劑量與效應(yīng)的關(guān)系隨機(jī)性效應(yīng)（Stochastic effect）隨機(jī)性效應(yīng)特征“線性無閾”?！盁o閾”指任何微小的劑量都可能誘發(fā)隨機(jī)性效應(yīng)?！熬€性”指隨機(jī)性效應(yīng)發(fā)生幾率與所受劑量成線性關(guān)系， 但其后果的嚴(yán)重程度不一定 與所受劑量有關(guān)系。劑量有害效應(yīng)的發(fā)生率第三十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于202

17、2年6月確定性效應(yīng)有閾值。超過閾值，效應(yīng)肯定會發(fā)生，且其嚴(yán)重程度與所受劑量大小有關(guān)，劑量越大，效應(yīng)越明顯。 ICRP在其建議書草案(征求意見稿,2006)中將確定性效應(yīng)也稱為組織反應(yīng)。劑量有害效應(yīng)的嚴(yán)重程度閾值第三十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月輻射防護(hù)中使用的量一、與個(gè)體相關(guān)的輻射量1、當(dāng)量劑量（H）：與輻射生物效應(yīng)相聯(lián)系，用同一尺度描述不同類型和能量的輻射對人體造成的生物效應(yīng)的嚴(yán)重程度或發(fā)生幾率的大小。WR輻射權(quán)重因子與輻射種類和能量有關(guān)；DT，R按組織或器官T平均計(jì)算的來自輻射R的吸收劑量；HT單位Sv。 第三十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月WR值大致與輻射品

18、質(zhì)因子Q值一致。所謂輻射品質(zhì)，是指電離輻射授予物質(zhì)能量在微觀空間分布上的特征，傳能線密度L是描述加射品質(zhì)的方法之一。第四十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2、有效劑量（E）：與人體各器官對輻射的敏感度相聯(lián)系。描述輻射照射人體，給受到照射的有關(guān)器官和組織帶來的總的危險(xiǎn)。在非均勻照射下隨機(jī)效應(yīng)發(fā)生率與均勻照射下發(fā)生率相同時(shí)所對應(yīng)的全身均勻照射的當(dāng)量劑量。有效劑量單位Sv。 WT組織權(quán)重因子，在全身均勻受照射下各器官對總危害的相對貢獻(xiàn)。第四十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月組織權(quán)重因子（WT）器官或組織受照射所產(chǎn)生的危害與全身均勻受照射時(shí)所產(chǎn)生的總危害的比值。即反映了在全身均勻

19、受照射下各器官對總危害的相對貢獻(xiàn)。 組織權(quán)重因子第四十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月有效劑量表示為表示了非均勻照射條件下隨機(jī)效應(yīng)發(fā)生率與均勻照射下發(fā)生率相同時(shí)所對應(yīng)的全身均勻照射的當(dāng)量劑量。評價(jià)危險(xiǎn)時(shí)，當(dāng)量劑量、有效劑量，只能在遠(yuǎn)低于確定性效應(yīng)閾值的吸收劑量下提供隨機(jī)性效應(yīng)概率的依據(jù)。 第四十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3、待積當(dāng)量劑量H50,T、待積有效劑量H50，E描述內(nèi)照射情況下，放射性核素進(jìn)入人體內(nèi)對某一器官或個(gè)人在一段時(shí)間內(nèi)（50y）產(chǎn)生的危害。也可用來估計(jì)攝入放射性核素后將發(fā)生隨機(jī)性概效應(yīng)的平均幾率。 第四十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月

20、4、用于環(huán)境和個(gè)人監(jiān)測的 ICRU量外照射監(jiān)測中使用的劑量當(dāng)量在外照射情況下，為了將個(gè)人監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測中得到的結(jié)果，與人體的有效劑量及皮膚當(dāng)量劑量聯(lián)系起來，國際輻射單位與測量委員會（ICRU）定義四個(gè)運(yùn)用量是很有用的，即周圍劑量當(dāng)量、定向劑量當(dāng)量、深部個(gè)人劑量當(dāng)量和淺表個(gè)人劑量當(dāng)量。這些量都是基于ICRU球中某點(diǎn)處的劑量當(dāng)量概念而不是以當(dāng)量劑量的概念為依據(jù)輻射在器官或組織中的當(dāng)量劑量定義為 式中，WR 輻射權(quán)重因子，是與輻射品質(zhì)相對應(yīng)的加權(quán)因子，無量綱 。 第四十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月環(huán)境監(jiān)測周圍劑量當(dāng)量 H*(d)：輻射場中某點(diǎn)處的周圍劑量當(dāng)量H*(d)是相應(yīng)的擴(kuò)展齊向

21、場在ICRU球內(nèi)、逆齊向場的半徑上深度d處產(chǎn)生的劑量當(dāng)量。對于強(qiáng)貫穿輻射，推薦d10mm。(ambient dose equivalent)第四十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月定向劑量當(dāng)量 H(d,)：(directional dose equivalent)輻射場中某點(diǎn)處的周圍劑量當(dāng)量H(d,)是相應(yīng)的擴(kuò)展場在ICRU球內(nèi)、沿指定方向的半徑上深度d處產(chǎn)生的劑量當(dāng)量。對于弱貫穿輻射，推薦d0.07mm。值取0.07mm，這相當(dāng)于皮膚基底層的深度。 第四十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月個(gè)人監(jiān)測深部個(gè)人劑量當(dāng)量和淺表個(gè)人劑量當(dāng)量統(tǒng)稱個(gè)人劑量當(dāng)量。這是兩個(gè)用于個(gè)人監(jiān)測的劑

22、量當(dāng)量。它們是在人體上預(yù)定佩帶劑量計(jì)的部位深度d處定義的。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)人劑量當(dāng)量，是人體表面某一指定點(diǎn)下面深度d處的軟組織內(nèi)的劑量當(dāng)量，它適用于強(qiáng)貫穿輻射。推薦的d值為10mm，故Hp(d)寫為Hp(10)。(individual dose equivalent, penetrating)第四十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月淺表個(gè)人劑量當(dāng)量 Hs(d)：(individual dose equivalent, superficial)淺表個(gè)人劑量當(dāng)量，是人體表面某一指定點(diǎn)下面深度d處的軟組織內(nèi)的劑量當(dāng)量，它適用于弱貫穿輻射。推薦的d

23、值為0.07mm，故Hs(d)寫為Hs(0.07)。個(gè)人劑量當(dāng)量是在人體組織中定義的，因而既不能直接測量，也不可能從一種普遍的刻度方法推導(dǎo)出來。但是，佩帶在身體表面的探測器覆蓋以適當(dāng)厚度的組織等效材料，可以用于個(gè)人劑量當(dāng)量的測量。 第四十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月輻射防護(hù)的基本原則 輻射防護(hù)的目的 防止有害的確定性效應(yīng)，并限制隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率，使它們達(dá)到被認(rèn)為可以接受的不平。輻射實(shí)踐正當(dāng)化 涉及照射的實(shí)踐，除非對受照個(gè)人或社會能夠帶來足以補(bǔ)償其所產(chǎn)生的輻射危害的利益，否則不得采用。第五十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月防護(hù)與安全的最優(yōu)化 對一項(xiàng)實(shí)踐中的任一特定輻射

24、源，個(gè)人劑量的大小、受照人數(shù)以及照射發(fā)生的可能性，在考慮了經(jīng)濟(jì)和社會因素之后，應(yīng)當(dāng)全部保持在合理可行的最低程度（ALARA As Low As Reasonably Achievable）。為了保證公平性，應(yīng)當(dāng)在這個(gè)過程中考慮個(gè)人劑量約束或個(gè)人危險(xiǎn)約束。 第五十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月劑量限制 個(gè)人劑量限值 個(gè)人受到所有有關(guān)實(shí)踐聯(lián)合產(chǎn)生的照射，應(yīng)當(dāng)遵守劑量限值。 第五十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月劑量限值 應(yīng)用職業(yè)人員公眾 有效劑量20 mSva-1 連續(xù)5年內(nèi)平均1 mSva-150 mSva-1在任一年年當(dāng)量劑量眼睛 150mSv 15mSv皮膚500m

25、Sv50mSv四肢 500mSv輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和各種限值第五十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月本章試題舉例1、確定性效應(yīng)、隨機(jī)性效應(yīng)2、當(dāng)量劑量、有效劑量3、待積當(dāng)量劑量4、輻射防護(hù)三原則5、周圍劑量當(dāng)量、定向劑量當(dāng)量6、淺表個(gè)人劑量當(dāng)量、深部個(gè)人劑量當(dāng)量第五十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第六章回顧第一節(jié) 外照射防護(hù)的一般方法1.1、外照射防護(hù)的基本原則 盡量減少或避免射線從外部對人體的照射，使之所受照射不超過國家規(guī)定的劑量限值。內(nèi)、外照射的特點(diǎn)照射方式輻射源類型危害方式常見致電離粒子照射特點(diǎn)內(nèi)照射外照射多見開放源多見封閉源電離、化學(xué)毒性電離、高能、電子、X、n持續(xù)間

26、斷第五十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月射線的劑量計(jì)算點(diǎn)源的照射量率計(jì)算點(diǎn)源：輻射場中某點(diǎn)與輻射源的距離，比輻射源本身的幾何尺寸大5倍以上，即可把輻射源看成是點(diǎn)狀的，稱其為點(diǎn)狀源，簡稱點(diǎn)源。非點(diǎn)源：輻射場中某點(diǎn)與輻射源的距離，比輻射源本身的幾何尺寸小于5倍，且輻射源有一定的大小和形狀，因而該輻射源不能視為簡單的點(diǎn)源。 第五十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月點(diǎn)源輻射場任何兩點(diǎn)處空氣比釋動能率，存在如下關(guān)系：各向同性點(diǎn)源 向所有空間方向發(fā)散出的粒子的類型、能量都相同的點(diǎn)源。各向同性點(diǎn)源下第五十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1、X射線劑量的計(jì)算：（1）X射線機(jī)的

27、發(fā)射率常數(shù)X：當(dāng)管電流為1mA時(shí)，距離靶1m處，由初級射線束產(chǎn)生的空氣比釋動能率，單位：mGym2mA-1min-1。（2）X射線劑量率的計(jì)算：單位：mGymin-1發(fā)射率常數(shù)與X光機(jī)工作管電壓、X射線出口過濾條件有關(guān)。第五十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2、點(diǎn)源的照射量率計(jì)算若放射性核素的放射性活度為A（Bq），則距離該源r（m）處的劑量率Q（r）可按下式計(jì)算：計(jì)算時(shí)，根據(jù)需要，選擇合適的常數(shù)，Q（r）可以是空氣比釋動能率、周圍劑量當(dāng)量率、定向劑量當(dāng)量率、照射量。第五十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3、 X、輻射人體組織吸收劑量計(jì)算計(jì)算方法包括兩大類理論計(jì)算經(jīng)驗(yàn)計(jì)

28、算第六十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月理論計(jì)算受照人體內(nèi)任一深度d處的吸收劑量D（d）可按下式計(jì)算：D0體表劑量；e-d在深度d處的人體組織的誤減因子B(d)深度d處組織吸收劑量的積累因子（buildup factor）。積累因子，數(shù)值上等于特定位置包括散射線在內(nèi)的吸收劑量與經(jīng)人體組織誤減的原射線在同一位置上產(chǎn)生的吸收劑量的比值。第六十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月經(jīng)驗(yàn)分析方法該方法涉及大量數(shù)學(xué)運(yùn)算，實(shí)際中常采用基于實(shí)驗(yàn)測量的經(jīng)驗(yàn)分析方法。第六十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月固定射野治療有兩種實(shí)施方法：固定源皮距方法（constant source-sk

29、in distance method），簡稱“SSD”，體表的照射野面積及其到輻射源的距離保持不變，但患者體內(nèi)病灶位置上的射野大小，取決于射野在皮下所處的深度。固定源軸距方法（constant source-axis distance method），簡稱“SAD”，相當(dāng)于“旋轉(zhuǎn)照射”中，射線束固定在某一特定位置，輻射源到患者病灶某一特定點(diǎn)（“旋轉(zhuǎn)中心”）的距離保持不變；此時(shí)，源皮距、體表照射野大小、病灶區(qū)域內(nèi)射野所處的深度取決于患者的身圍和輪廓以及射線束的入射方向，然而病灶區(qū)域內(nèi)的照射野面積，則不因這些因素的改變而變化。第六十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月放射治療中，推算相同照

30、射條件下患者體內(nèi)的吸收劑量，可借助以下量獲得參考點(diǎn)（reference point)和參考點(diǎn)劑量百分深度劑量（PDD）組織空氣比（TAR）第六十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月參考點(diǎn)固定SSD：在人體內(nèi)，沿射線束中心軸參考深度dm處一點(diǎn)。參考點(diǎn)吸收劑量即射線束在體內(nèi)的峰值劑量（Dm）。固定SAD：參考點(diǎn)位于射線束旋轉(zhuǎn)中心。第六十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月如果射線束光子能量不超過鈷-60 光子，參考點(diǎn)劑量是自由空氣中旋轉(zhuǎn)中心所在處“小塊組織的吸收劑量”。而“小塊組織的吸收劑量”是借助同一位置上空氣比釋動能的實(shí)測值或計(jì)算值。為準(zhǔn)確測量自由空氣中的空氣比釋動能，必須滿足

31、次級電子平衡條件：自由空氣（實(shí)際就是用于測量的儀器探頭中的空氣）周圍必須圍以厚度相當(dāng)于入射光子次級電子射程的空氣替代物。第六十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月反散射因子（ back scatter factor ，BSF） 體模內(nèi)，沿射線束中心軸，參考深度(dm)處的吸收劑量Dm(Wm)，與體模不在時(shí)同一位置上空氣中小塊組織吸收劑量Dm,a(Wm)的比值： 以上,W-是參考深度(dm)處的射野大?。蝗绻?人體（或體模）衷面的射野尺寸是W0，則第六十七張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月對于相同線質(zhì)、相同的射野面積，因射野形狀不同造成的BSF值的差異并不顯著。反散射因子（BSF

32、）主要了決于輻射品質(zhì)（Q）和參考深度處的射野面積（Wm），可記為BSF（Q，Wm）。第六十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月百分深度劑量（percentage depth dose,PDD）實(shí)質(zhì)是體模內(nèi)沿射線束中心軸兩個(gè)不同深度上的吸收劑量的比值。影響百分深度劑量的因素有：特定的皮下深度（d）參考深度上射野（Wm）的大小和形狀源皮距（SSD）及輻射的線質(zhì)（Q）PDD（Q，SSD，Wm，d）第六十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月組織空氣比（tissue-air ratio,TAR） 體膜內(nèi)，沿射線束中心軸所關(guān)注的深度d處的吸收劑量Dd(Wd)與體模不在時(shí)同一位置上空氣中小塊

33、組織吸收劑量Dd,a(Wd)的比值：第七十張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月組織最大比（TMR） 體膜內(nèi)沿射線束中心軸，與源的距離相同，且射野形狀、尺寸也相同，組織厚度為d時(shí)的吸收劑量Dd(Wd)與組織厚度等于參考深度dm時(shí)的吸收劑量Dm(Wd)的比值：第七十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4、發(fā)散射束垂直入射時(shí)人體組織劑量的計(jì)算對于固定SSD治療，劑量計(jì)算的參考點(diǎn)位于沿射線束中心軸的參考深度處。參考劑量即為峰值劑量Dm(Wm)。按百分深度劑量（PDD）定義，沿射線束中心軸任一深度d射野面積(Wd)上的組織吸收劑量Dd(Wd)為：（6.37）第七十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)

34、作于2022年6月對旋轉(zhuǎn)照射或固定SAD治療方法，劑量計(jì)算的參考點(diǎn)則在旋轉(zhuǎn)中心。按組織空氣比（TAR）或組織最大比（TMR）定義，沿射線束中心軸任一深度上的組織吸收劑量Dd(Wd)為：（6.38）（6.39）第七十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月若擬用計(jì)算方法取得公式（6.27）、（6.39）中參考點(diǎn)處的吸收劑量Dm(Wm)或Dm(Wd)，則可利用反散射因子（BSF），通過同一點(diǎn)處自由空氣中的“小塊組織吸收劑量”Dm,a(Wm)或Dm,a(Wd)加以估計(jì)：第七十四張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月自由空氣中“小塊組織的吸收劑量”Dd,a(Wd)、Dm,a(Wd)或Dm,a(

35、Wm)則可由沿射線束中心軸上同一位置（Wm或Wd）上空氣的比釋動能（Ka）推算。例如Dd,a(Wd)為：相關(guān)位置上空氣比釋動能則為：第七十五張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月要點(diǎn)：P109 習(xí)題P107 例6.5第七十六張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第七章 放射性藥物內(nèi)照射劑量估算的基本方法1、隔室（Compartment） 根據(jù)物質(zhì)代謝的動力學(xué)數(shù)據(jù)，能加以區(qū)分、且以特定速率（b）廓清滯留物質(zhì)的“代謝池”?？梢詾橐粋€(gè)器官也可以是器官的一部分。 特定速率（b）又稱為生物廓清速率常數(shù)。（7.1）A/A(t)是在t至t+t時(shí)間內(nèi)滯留物質(zhì)量減少的份額。第七十七張，PPT共九十一頁，

36、創(chuàng)作于2022年6月如果單次吸收后，攝入物質(zhì)在隔室中的初始滯留量為A(0)，則到t時(shí)刻，隔室中的物質(zhì)滯留量A(t)為：半廓清時(shí)間或生物半排期平均滯留時(shí)間第七十八張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月滯留分?jǐn)?shù)R(t) 單次吸收后，隔室中物質(zhì)的初始滯留量A(0)到t時(shí)刻留下的份額。 若攝入物質(zhì)是放射性的，相應(yīng)的衰變常數(shù)為r,半衰期為Tr，則單次吸收后t時(shí)刻，隔室中的物質(zhì)滯留量還需進(jìn)行放射性衰變修正：（7.4）（7.5）有效廓清速率：有效半減期：第七十九張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月有效滯留分?jǐn)?shù) 單次吸收后，隔室中放射性物質(zhì)的初始放射性活度A(0)到t時(shí)刻留下的份額。（7.8）第八十

37、張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月器官的滯留函數(shù)和有效滯留函數(shù) 若器官、組織（S）中，物質(zhì)初始滯留量為As(0)，其中，因代謝過程，以廓清速率i,b廓清的份額為ki，則按隔室模型，到t時(shí)刻該器官、組織中攝入物質(zhì)的滯留量As(t)為：（7.9）n是器官、組織（S）中存在的隔室數(shù)。第八十一張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月滯留函數(shù)Rs(t) 單次吸收后，器官、組織（S）中物質(zhì)的初始滯留量As(0)，因代謝過程，到t時(shí)刻殘留的份額稱器官、組織（S）中物質(zhì)的有效滯留函數(shù)Rs(t) ：有效滯留函數(shù)rs(t)（7.10）（7.11）第八十二張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2、內(nèi)照射劑量計(jì)算源器官含有大量該放射性核素的組織或器官靶器官吸收輻射能量的組織或器官第八十三張，PPT共九十一頁，創(chuàng)作于2022年6月內(nèi)照射劑量估算的基本公式 人體內(nèi)，任一含有放射性核素的源器官（S）對靶器官（T）產(chǎn)生的待積當(dāng)量劑量H(TS)可按下式計(jì)算：內(nèi)照射劑量估算兩個(gè)要素：（1）As()源器官S中放射性核素的“累積活