常用的輻射量和測量

第二章常用的輻射量和測量

國際上選擇和定義輻射量及單位的權威組織是“國際輻射單位和測量委員會”(Internationalcommissiononradiologicalunitsandmeasurements,ICRU)和“國際放射防護委員會”—（ICRP）。臨床放射學放射衛(wèi)生學輻射防護學第二章常用的輻射量和測量§1.描述電離輻射的常用輻射量和單位1.描述輻射源的量:

放射性活度

A(核)2.描述輻射場的量:粒子注量

Φ(粒子輻射)照射量

X比釋動能

K(電磁輻射)3.描述輻射被吸收的量:

吸收劑量

D(任何輻射)4.描述輻射對人體危害作用:

當量劑量

H(防護專用)5.描述輻射與物質(zhì)相互作用的量:

吸收系數(shù)

μ質(zhì)量吸收系數(shù)

μm線傳能系數(shù)

μtr有效劑量

E(防護專用)第二章常用的輻射量和測量§1.描述電離輻射的常用輻射量和單位1.放射性活度A

某放射源中處于特定狀態(tài)的放射性核素在單位時間內(nèi)發(fā)生自發(fā)衰變的期望值(S-1)(Bq)(Ci)物理單位放射學單位SI常用單位P?dah1h2h3h4h52.(1)粒子注量Φ定義:進入具有單位截面積小球的粒子數(shù).(m-2)實際輻射場中.每個粒子具有不同的能量,即Emax~0各種可能值,粒子注量計算公式為:粒子注量率:(m-2s-1)2.(2)照射量X是直接量度X或γ光子對空氣電離能力的量，可間接反映X射線或γ射線輻射場的強弱，是測量輻射場的一種物理量。定義:X或γ光子在單位質(zhì)量的空氣中，與原子相互作用釋放出來的次級電子完全被空氣阻止時,（意味著無剩余能量）,（在導致空氣電離的過程中）所產(chǎn)生的同種符號離子的總電荷量.照射量僅適應于能量在10KeV~3MeV范圍內(nèi)的X射線或γ射線2.(2)照射量X(C/kg)或(R倫琴)倫琴的定義:在X或γ射線照射下,0.001293g空氣(相當于0oC和101kPa大氣壓下1cm3干燥空氣的質(zhì)量)所產(chǎn)生的次級電子形成總電荷量為1靜電單位的正離子或負離子.即2.(2)照射量X換算:

1個單價離子的電荷量是4.8×10-10靜電單位,因此產(chǎn)生1靜電單位電荷量的離子對為

帶電粒子在空氣中形成一對離子所耗平均能量為33.85eV,因此1R照射量在0.00129g空氣中交給次級電子的能量相當于2.083×109×33.85=7.05×1010eV2.(2)照射量X1RX射線或γ射線照射量的等值定義:

a.在0.00129g空氣中形成的1靜電單位電荷量的正離子或負離子；

b.在0.00129g空氣中形成2.083×109對離子；

c.在0.00129g空氣中交給次級電子7.05×1010eV或11.3×10-9J的輻射能量；

d.在1g空氣中交給次級電子87.3×10-7J

的輻射能量.2.(2)照射量X照射量率2.(3)比釋動能K注意區(qū)別：

照射量是以電離電量的形式間接反映射線在空氣中輻射強度的量，不反映射線被物質(zhì)吸收而使能量轉(zhuǎn)移的過程。比釋動能是描述不帶電致電離粒子與物質(zhì)相互作用時，把多少能量傳給了帶電粒子的物理量。在輻射防護中，常用比釋動能的概念推斷生物組織中某點的吸收劑量或計算中子的吸收劑量等。2.(3)比釋動能K定義：

X或γ光子等非電離輻射粒子在與物質(zhì)相互作用時，物質(zhì)中原子核外電子接受能量形成次級粒子射線，在單位質(zhì)量的物質(zhì)中，不帶電粒子轉(zhuǎn)移給帶電粒子的全部初始動能之和叫作比釋動能。(J/kg)或(Gy)數(shù)學表述:

不帶電射線使物質(zhì)釋放出來的全部帶電粒子初始動能之和與物質(zhì)質(zhì)量之比.比釋動能率(Gy/s)X或γ光子傳能給帶電粒子(K)電離、激發(fā)（被物質(zhì)吸收D）軔致輻射（不被物質(zhì)吸收）3.吸收劑量D(J/kg)或(Gy)舊單位(rad)1Gy=100radX或γ射線與物質(zhì)相互作用時，能量轉(zhuǎn)換分兩個階段進行：第一：X(γ)E

帶電粒子(K)第二：帶電粒子

電離、激發(fā)物質(zhì)吸收(D)

定義:單位質(zhì)量的物質(zhì),對任意種輻射能量均值的吸收量.3.吸收劑量D吸收劑量率(Gy/s)討論:X或γ能量除轉(zhuǎn)換成電子初動能外,還有核與電子間束縛能及散射光子能量等.電子初動能還有一部分轉(zhuǎn)換成軔致輻射等能量.3.吸收劑量D例題1:

質(zhì)量為0.2g的物質(zhì),10s內(nèi)吸收電離輻射的平均能量為100爾格,求該物質(zhì)的吸收劑量和吸收劑量率.解:dm=0.2g=2×10-4kg;dEen=100erg=10-5J;dt=10s4.當量劑量H

放射防護中，由于輻射類型和照射條件的不同，即使吸收劑量相同,(有害的)生物效應也大不相同.比如同樣1rad的吸收劑量,β線和α線的生物效應相差懸殊.

定義:比較輻射類型和照射條件對肌體的危害程度,將吸收劑量根據(jù)肌體組織的生物效應加權修正,所得到的劑量值稱為當量劑量,用HTR表示.4.當量劑量H或為品質(zhì)因數(shù)—取決于輻射類型和能量大小修正因數(shù)—取決于照射條件輻射權重因子單位[J/kg]或[Sv]或[rem]物理防護舊單位4.當量劑量H輻射類型能量范圍權重因子WR光子電子和μ子中子質(zhì)子α粒子,碎片,重核所有能量所有能量<10keV10-100keV100keV-2MeV2-20MeV>20MeV>2MeV11510201055204.當量劑量H

輻射場中，當WR由不同的輻射類型和照射條件構成時，總當量劑量為各輻射當量劑量的線性迭加。當量劑量率[Sv/s]4.當量劑量H例題2:

某人全身同時受到X線和能量在10-100keV的中子照射,其中X線的吸收劑量為100mGy,中子的吸收劑量為3mGy.計算他所吸收的當量劑量.解:5.輻射與物質(zhì)相互作用量

μ為每單位線度上強度衰減百分率

μm為每單位質(zhì)量的物質(zhì)在給定面積上強度衰減百分率

μtr為每單位線度上由X線的電子轉(zhuǎn)移部分造成的強度衰減百分率?！?.

輻射量和單位的應用

(1)帶電粒子平衡

在某空氣層,入射次級電子等于射出數(shù)目,（最大射程）電離電量開始趨于恒定的現(xiàn)象.

在進行照射量測量時，應選擇平衡電離層.1.D、K和X之間的關系1.D、K和X之間的關系帶電粒子的平衡的條件:a.介質(zhì)元周圍輻射場均勻b.介質(zhì)厚度大于等于帶電粒子在介質(zhì)中的最大射程當帶電粒子平衡時:§2.

輻射量和單位的應用

(1)帶電粒子平衡

(2)比釋動能與吸收劑量隨物質(zhì)深度的變化§2.

輻射量和單位的應用1.D、K和X之間的關系

(3)D、K和X之間的關系照射量與比釋動能的關系

(ω為帶電粒子在空氣中每形成一對離子所消耗的平均能量).公式適用條件:a.帶電粒子平衡,b.次級粒子產(chǎn)生的軔致輻射能量可以忽略,c.物質(zhì)的原子序數(shù)和輻射光子能量均較低).§2.

輻射量和單位的應用1.D、K和X之間的關系

(3)D、K和X之間的關系吸收劑量與比釋動能的關系g

為帶電粒子能量轉(zhuǎn)化為軔致輻射的份額§2.

輻射量