輻射劑量與防護(前言)課件

電離輻射劑量與防護康璽系館315Tel:8281887E-mail:kangcy2011@163.com1平時作業(yè)成績占20%，考勤占10%，期末筆試成績占70%。學習了一門專業(yè)知識；樹立了一種客觀態(tài)度；培養(yǎng)了一種學習習慣；嘗試了一種學習方法。考試成績組成：收獲：2輻射劑量、防護的含義輻射劑量、防護簡史輻射防護的基本任務和目的輻射防護的主要內(nèi)容前言與緒論3以前的知識原子（核）物理

輻射、、、n產(chǎn)生的原理核物理實驗方法

探測輻射、、基本方法輻射劑量與防護？

輻射對人的影響，如何降低輻射危害4（1）輻射定義什么是輻射？從某種物質(zhì)中發(fā)射出來的波或粒子。5（2）輻射分類按其本質(zhì)可分為兩類：

1.粒子輻射：是指組成物質(zhì)的基本粒子，或由這些粒子組成的原子核。粒子輻射是一些高速運動的粒子，消耗自己的動能把能量傳給被穿透的物質(zhì)。粒子輻射包括電子、質(zhì)子、中子、α粒子、β粒子和帶電重離子等。

2.電磁輻射：實質(zhì)是電磁波，包括無線電波、微波、可見光、紫外線、X射線和γ射線等。7（2）輻射分類按與物質(zhì)的作用方式，輻射又分為兩類：

1.電離輻射：能量大于10eV，通過初級和次級過程引起物質(zhì)電離，如α粒子、β粒子、質(zhì)子、中子、X射線和γ射線等。

2.非電離輻射：能量小于10eV，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。電離：將一個原子、分子從其束縛狀態(tài)釋放一個或多個電子的過程。8醫(yī)療輻射放射診斷放射治療核醫(yī)學醫(yī)療輻射是最大的人工輻射來源；各種人工放射性核素，大約80％用于醫(yī)學目的。10人工放射性核素的來源

※核試驗大氣層核試驗地下核試驗泄漏※核武器制造※核燃料循環(huán)采礦與水冶核燃料轉換、濃縮與制造反應堆運行乏燃料后處理※其它同位素生產(chǎn)和應用各類核事故研究堆11（3）為什么對輻射（電離輻射）要進行防護？

輻射原子、分子組織、器官機體損傷確定性效應隨機性效應電離、激發(fā)修復12

電離輻射劑量學：研究電離輻射能量在物質(zhì)中的轉移和沉積的規(guī)律，特別是轉移和沉積的度量（量的定義、測量、計算等）的科學。電離輻射防護學：研究電離輻射對人體的危害、防止和減少這種危害的綜合性（輻射劑量學、輻射防護標準、輻射防護技術、輻射防護最優(yōu)化、輻射安全管理等）邊緣科學。電離輻射物質(zhì)（作用對象）生物效應14研究對象描述電離輻射源與輻射場；研究輻射與物質(zhì)的相互作用，尤其是能量在組織中的轉移、輻射在屏蔽中的減弱、以及放射性物質(zhì)在環(huán)境和人體器官中的輸運等；

這門學科的一個重要分支是輻射照射的測量和評價技術；

與生物學和醫(yī)學有密切的聯(lián)系（研究輻射物理量與輻射生物效應之間的關系）。15`1896,貝克勒爾（Becquerel）發(fā)現(xiàn)

鈾（Uranium）發(fā)現(xiàn)了天然放射性同位素的工業(yè)應用NobelPrizein1903NobelPrizein1903and19111898,居里夫婦發(fā)現(xiàn)釙（Polonium）和鐳（Radium）171898,盧瑟福（Rutherford）發(fā)現(xiàn)了α、β粒子。

法國化學家維拉爾發(fā)現(xiàn)

射線1932,查德威克（Chadwick）發(fā)現(xiàn)中子。18（1）早期輻射損傷認識時期（又稱職業(yè)性輻射損傷時期）特點：對輻射可能造成的損傷認識不足損傷對象：

（1）X射線球的制造者和應用X射線的技術人員；（2）從事放射性物質(zhì)研究的科學家；（3）鈾礦工人及用含鐳夜光涂料的操作女工。19早期上層人士的“氡浴”享受；含天然放射性物質(zhì)的“藥”的流行；1896年1月末，美國的格魯柏(Grubbe)在制造x射線管并進行x射線實驗時，在他的手上發(fā)生了皮炎，直至晚年作了手和手指的一部分切除手術；1896年3月，美國的埃迪森(T．A．Edison)在改進x射線管和制造x射線熒光透視裝置時，他說數(shù)小時后感到眼痛，繼而發(fā)生了結膜炎。1896年4月，美國的丹尼爾(J．Daniel)在用x射線確定頭顱中異物位置時，發(fā)現(xiàn)了X射線對頭發(fā)有脫毛作用。1896年7月，德國的馬修斯(W．Marcuse)記述了X射線透視后引起了脫毛和皮炎。201897年，奧地利醫(yī)生弗蘭德(L．Freund)受到丹尼爾和馬修斯實驗的啟發(fā)，試用x射線治療小兒背部的長毛痣，治療后不久，這些患者的皮膚出現(xiàn)了紅斑和脫毛，結果發(fā)生了嚴重的皮炎和潰瘍。直到1902年，又有人報道了x射線引起慢性潰瘍并繼而誘發(fā)癌癥的報告。事實是這樣的，在x射線使用的初期，每當透視和拍片時、放射工作人員先把自己的手放在熒光屏和照相底片之間作試驗，用熒光屏或底片上骨骼和組織的黑度來判斷x射線的透過度和劑量。因此，他們的手和手指受到了嚴重的輻射損傷，甚至有的人因輻射所致皮膚癌而死亡。21

1898年，瑪麗·居里(MarieSklodowskaCurie)和皮埃爾·居里(PierreCurie)夫婦發(fā)現(xiàn)了鐳，于次年4月，法國物理學家貝可勒爾(AntoineHenriBecquerel)從居里夫婦那里借來少量鐳鹽，將放有鐳鹽的小瓶裝在襯衣口袋里走了幾個小時回自己的實驗室，幾天后在口袋后面的腹部皮膚上出現(xiàn)了燒傷，事后他說：“我愛鐳，但也恨它”。皮埃爾·居里為了弄明白這種鐳射線的生物效應，特意在自己的手腕部用鐳照射了幾個小時，結果皮膚也出現(xiàn)了潮紅。居里夫人由于長期從事鐳及其它放射性物質(zhì)的研究工作，身體受到過量的照射，幾乎雙眼失明，造血組織受到嚴重的輻射損傷，1934年7月，她死于白血病。她的女兒伊倫娜·居里(IreneCurie)，人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn)者，也死于白血病。22

1907年，報道了用x射線治療小兒胸腺肥大癥引起了甲狀腺癌病例。l911年，有人搜集了94例由輻射引起的皮膚癌和其它惡性疾患，也有輻射致死的報道。1922年，Ledoux-Lebard計算約有100名放射性工作者死于惡性疾病。1925年，Martland報告說美國新澤西州夜光涂料廠標度盤繪制女工發(fā)生了職業(yè)性鐳中毒，以至后來有超過50人得了骨癌。人們很早就注意到了輻射會引起眼睛結膜炎，在發(fā)現(xiàn)x射線10年后，認識到輻射損傷嚴重時會誘發(fā)白內(nèi)障。l948年前后，觀察了數(shù)例受到來自回旋加速器中子照射的工作省，證實了中子照射容易引起白內(nèi)障24損傷特點：

（1）外照射引起的急性體表損傷；（2）氡及其子體內(nèi)照射引起的肺癌；（3）鐳內(nèi)照射引起的骨腫瘤。25損傷對象：

接受超劑量輻射照射的病人，較突出的例子有：

(1)1935—1954年，在英國應用X射線局部照射治療強直性脊椎炎的病人；(2)1944—1951年，在德國應用鐳—224注射治療強直性脊椎炎，關節(jié)炎及結核病的病人；(3)1928—1954年，在一些國家中應用釷造影劑進行x射線造影的病人。27（3）近期輻射損傷認識時期

（又稱流行病學調(diào)查所見的輻射損傷時期）時間：1960年代～現(xiàn)在特點：

早期的職業(yè)性急性輻射損傷，除事故外，巳極為罕見了。中期所見到的高發(fā)生率的惡性腫瘤，得以避免。除事故外，只能用大群體的或高人年的流行病學的調(diào)查方法，才能發(fā)現(xiàn)輻射損傷或危害的增加。28重點調(diào)查對象包括：職業(yè)性受照射群體的流行病學調(diào)查；放射事故受害者調(diào)查；出生前受X射線診斷照射的群體流行病學調(diào)查；高輻射本底地區(qū)居住者的流行病學調(diào)查；原子彈、氫彈、切爾諾貝利事故受害者跟蹤調(diào)查。29調(diào)查結論：

迄今為止的流行病學的調(diào)查資料證明：在低劑量下，唯一潛在的輻射危害是致癌。非特異性壽命縮短末見發(fā)生。遺傳危害也未見增加。低于職業(yè)性劑量限值的輻射水平的長期慢性照射，是否會增加惡性腫瘤尚不明確。出生前診斷性X射線的照射量，是否能增加出生后的小兒癌癥的發(fā)病率，尚有爭議。高本底地區(qū)居民流行病學的調(diào)查，均末證實遺傳危害的增加或惡性腫瘤較對照群體有過多的發(fā)生。30

3.輻射防護的基本任務和目的基本任務：

（1）允許可能產(chǎn)生輻射的實踐（2）保護人員、后代、環(huán)境目的：

（1）防止有害的確定性效應；（2）限制隨機性效應的發(fā)生率，合理盡可能低。314.輻射防護的主要內(nèi)容輻射劑量學輻射防護標準輻射防護技術輻射防護評價輻射防護最優(yōu)化輻射安全管理32ICRP（Publication）InternationalCommissiononRadiologicalProtection國際放射防護委員會ICRU（Report）InternationalCommissiononRadiationUnitsandMeasurements國際輻射單位與測量委員會UNSCEAR

UnitedNationsScientificcommitteeontheEffectsofAtomicRadiation聯(lián)合國原子輻射效應科學委員會IAEA（SafetySeries）InternationalAtomicEnergyAgency國際原子能機構ISOInternationalStandardizationOrganization國際標準化組織NCRP（Report）（Handbook）NationalCouncilonRadiationProtectionandMeasurements輻射防護與測量國家委員會（美）33ICRPPublication601990RecommendationsoftheInternationalCommissiononRadiologicalProtectionICRPPublication121RadiologicalProtectioninPaediatricDiagnosticandInterventionalRadiologyICRPPublication120RadiologicalProtectioninCardiologyICRPPublication119CompendiumofDoseCoefficientsbasedonICRPPublication6034參考文獻李德平,潘自強主編,輻射防護手冊，北京原子能出版社，1988年潘自強,輻射防護的現(xiàn)狀與未來，北京原子能出版社，1997年田志恒,潘自強,輻射劑量學，北京原子能出版社，1992年H..古雪夫主編.輻射防護第一卷:輻射防護物理基礎.北京原子能出版社,1988年35第一章電離輻射與物質(zhì)的相互作用第一講電離輻射場36一、電離輻射

Ionization（電離）：從一個原子、分子或其他束縛態(tài)中釋放出一個或多個電子的過程。

IonizationRadiation（電離輻射）：能夠引起電離的帶電粒子和不帶電粒子。

*從一個原子中釋放出一個價電子需要的能量:4～25eV；

*能量>10eV的光子

Non-ionizationradiation（非電離輻射）：<10eV光子，波長>100mm紫外線、可見光、紅外線和射頻輻射。

37直接電離輻射和間接電離輻射

直接電離輻射

快帶電粒子穿過物質(zhì)時，通過庫倫相互作用直接在物質(zhì)中沉積能量并引起電離。這種通過初級過程引起電離的粒子稱為直接電離輻射。

間接電離輻射

不帶電粒子（例如光子和中子）穿過物質(zhì)時，首先將能量轉移給帶電粒子，隨后這些次級快帶電粒子再沉積能量和引起電離。這種通過次級過程引起電離的不帶電粒子稱為間接電離輻射。

38Externalradiation（外輻射）：體外源發(fā)射的輻射=>Externalirradiation（外照射）。Internalradiation（內(nèi)照射）：體內(nèi)分布源發(fā)射的輻射。39二、電離輻射場的描述Ionizationradiationfield（電離輻射場）：電離輻射居留的空間。1、粒子數(shù)和輻射能Particlenumber（粒子數(shù)）N：發(fā)射、轉移或接受的粒子數(shù)目，單位是1。Particlenumberdensity（粒子數(shù)密度）n：n=dN/dV—表征輻射場疏密程度，單位是m-3。Radiantenergy（輻射能）R：發(fā)射、轉移或接受的輻射粒子的能量（不包括靜止能），單位是J。40

2、通量、注量和注量率（1）Flux（通量）：表征輻射場中粒子或能量在時間上的頻繁程度。Particleflux（粒子通量），s-1Energyflux（能量通量），j.s-1

θda┴da（2）Fluence（注量）：表征輻射場的空間疏密程度。特例：單向輻射場41da┴=dacosθ定義：Φu=dN/da┴為單向輻射場的粒子注量。一般情況：各向輻射場定義：Particlefluence(粒子注量)Φ：Φ=dN/da，m-2Energyfluence（能量注量）Ψ：Ψ=dR/da，j.m-2Pda42（3）Fluencerate（注量率）Particlefluencerate（粒子注量率）φ：

φ=dΦ

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

：

ψ=dΨ/dt=d2R/dadt，j.m-2.s-1（w.m-2）

43

3.角分布和輻射度Angulardistribution（角分布）：描述粒子入射方向的分布。44Radiance（輻射度）：注量率的角分布Particleradiance（粒子輻射度）p：

p=

單位：m-2.sr-1.s-1

45Energyradiance（能量輻射度）r：

單位：w.m-2.sr

-1464.能譜分布（Energyspectrumdistribution）用Q代表輻射學量，用E代表粒子的能量（不包括靜止能）,則Q（E）是Q的積分分布，它是能量為0-E的粒子對Q的貢獻。47（1）注量的譜分布將Φ和Ψ代入上述式中就得到粒子注量和能量注量譜分布的表達式。例如：48