輻射劑量與防護A(1)介紹

輻射劑量與防護A朱志超南華高校核科學技術(shù)學院輻射防護與核平安系

TELL：182160384698281887Email：zhuzhichao@impcas.ac教材/參考書教材：《電離輻射劑量與防護概論》南華高校核科學技術(shù)學院著參考書：《輻射劑量學》魏志勇著哈爾濱工程高校出版社《輻射劑量學》田志恒著原子能出版社《高等電離輻射防護教程》夏益華著哈爾濱工程高校出版社課前須駕馭的學問原子核物理原子核基本理論核物理試驗方法探測、、、n輻射基本方法核輻射探測學駕馭射線與物質(zhì)相互作用的原理，探測器原理（1）什么是輻射？輻射是指以電磁波或高速粒子的形式向四周空間或物質(zhì)放射并在其中傳播的能量的統(tǒng)稱。（熱輻射、核輻射等）（2）輻射的分類非電離輻射：能量小于12.4eV，如紫外線、可見光、紅外線和射頻輻射電離輻射：能量大于12.4eV，如X射線、γ射線、中子、α射線、β射線等引言以12.4eV（相應(yīng)于電磁輻射頻率在3000THz以上，波長100nm以下）作為界別，因為這個能量是輻射使空氣或組織等典型物質(zhì)發(fā)生電離所需的最低能量。規(guī)定的12.4eV作為界限有重要生物學意義。構(gòu)成人體主要的C、H、O、N等15種元素的電離能量分別從4.eV(對K)到17.4eV(對F），平均值為12.9eV旁邊。（H：13.6，O：13.6）5/85能量大于這個最低值（12.4eV）的輻射稱為電離輻射（IonizingRadiation）。

將12.4eV以下的輻射稱為非電離輻射。移動電話800-1800MHz﹤0.01eV。輻射防護領(lǐng)域所探討的輻射都是電離輻射，簡稱輻射或射線。思索：空氣分子的動能與溫度？加速后？（3）什么是電離？電離：從一個原子、分子從其束縛狀態(tài)釋放一個或多個電子的過程。電離輻射：與物質(zhì)干脆或間接作用時能使物質(zhì)電離的輻射。引言（4）常見的電離輻射輻射組成質(zhì)量電荷速度2protons+2neutronsRelativelyHeavyDoublePositiveSlowelectronRelativelyLightSingleNegative<3x108m/snneutronMiddleweightnonvariousPprotonMiddleweightpositivevariousHighEnergyElectromagneticPhotonsnonnon3x108m/sXSameasGamma-Raysnonnon3x108m/s引言電離輻射電磁輻射X射線γ射線α粒子β粒子質(zhì)子中子帶電粒子不帶電粒子粒子輻射電離輻射的分類引言電磁波的范圍引言1995年11月，天津，加速器操作失誤，10-30Gy，2例大面積嚴峻放射損傷。11/85（5）為什么要進行輻射防護引言其實輻射也沒那么可怕！“事實上，在人類身體里就可以找到自然放射性核素。我們的身體平均每分鐘要經(jīng)驗幾十萬次的核衰變。”諾貝爾獎獲得者—西博格《人與原子》引言1895,倫琴（Roentgen）發(fā)覺X射線倫琴世界上第一張X射線照片

1895.12NobelPrizein1901輻射劑量防護簡史1896,貝克勒爾（Becquerel）發(fā)覺自然放射性NobelPrizein1903鈾是一種能放射出射線的元素輻射劑量防護簡史1898,居里夫婦發(fā)覺釙（Po）和鐳（Ra）NobelPrizein1903and19111898年4月第一次引入新術(shù)語“放射性”7月發(fā)覺放射性元素釙（Po）12月發(fā)覺鐳（Ra)

輻射劑量防護簡史1898,盧瑟福（Rutherford）發(fā)覺了α、β粒子。獲1908諾貝爾獎。1932,查德威克（Chadwick）發(fā)覺中子。輻射劑量防護簡史1900，法國化學家維拉爾在鐳源的射線中發(fā)覺射線。1934年，法國約里奧?居里夫婦發(fā)覺了第一個人

工放射性核素30P。1939年，哈恩（Hahn）和斯特拉斯曼（Strassmann）發(fā)覺了核裂變現(xiàn)象。1942年12月2日，費米（Fermi）在美國芝加哥高校建立的世界上第一座人工核反應(yīng)堆實現(xiàn)鏈式反應(yīng)。1945年爆炸了第一顆原子彈。1952年氫彈試驗成功。1954年建成第一座核電站。1959年核動力船下水。17/85輻射劑量防護簡史核能發(fā)電輻射劑量防護簡史電離輻射損傷效應(yīng)的發(fā)覺1896年美國學者格魯柏研制X射線管的試驗時，在他手上發(fā)生皮炎。此后，一些探討證明長期X射線、γ射線過量照射可引起皮膚紅斑、脫毛、皮膚潰瘍、造血障礙、神經(jīng)衰弱等。人們起先相識電離輻射的損傷效應(yīng)，并進行輻射劑量單位、輻射防護和輻射損傷防治的探討。輻射劑量防護簡史早期輻射損傷相識時期輻射劑量防護簡史時間：發(fā)覺X射線（1895年）～1930年頭。特點：對輻射可能造成的損傷相識不足，危害大；誤用放射性。輻射防護概念初步建立。早期上層人士的“氡浴”享受；含自然放射性物質(zhì)的“藥”的流行，如含鐳的靈藥Radithor，1925－1930年就售出了40萬瓶；典型事例：輻射劑量防護簡史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(jié)膜炎。居里夫人由于長期從事鐳及其它放射性物質(zhì)的探討工作，身體受到過量的照射，幾乎雙眼失明，造血組織受到嚴峻的輻射損傷，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)覺者，也死于白血病。在x射線運用的初期，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推斷x射線的透過度和劑量。因此，他們的手和手指受到了嚴峻的輻射損傷，甚至有的人因輻射所致皮膚癌而死亡。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。輻射劑量防護簡史中期輻射損傷相識時期時間：1930-1960年頭特點：醫(yī)學界把輻射看作是時髦的診斷和治療手段，卻缺乏對輻射遠期效應(yīng)的相識，病人由于接受高累積劑量而誘發(fā)過多的白血病、骨腫瘤、肝癌等惡性腫瘤。ICRP、UNSCEAR特別活躍。美國詢問委員會1934年提出外照射為0.1R/d的耐受劑量。ICRP在1958年1號出版物中首次探討了劑量閾值和線性無閾的概念。近期輻射損傷相識時期時間：1960年頭-現(xiàn)在特點：由于核工業(yè)的長期發(fā)展，人類對輻射危害的相識漸漸深化，防護學問的增長和防護措施的進步。早期的職業(yè)性急性輻射損傷，或嚴峻的晚發(fā)輻射效應(yīng)，除事故外，巳極為罕見了。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)覺輻射損傷或危害的增加。輻射劑量防護簡史1991年，ICRP出版第60號出版物，國際放射防護委員會1990年建議書；2007年，ICRP出版第103號出版物，國際放射防護委員會2007建議書；輻射劑量防護簡史從百余年來輻射對人類損傷簡史的回顧中可以看出，造成人類損傷和死亡的輻射事故幾乎都是由于錯誤的應(yīng)用而造成的。所以，系統(tǒng)學習輻射防護的專業(yè)學問是特別必要的。

輻射劑量防護簡史序號知識領(lǐng)域知識單元知

識

點1輻射防護概述輻射防護的含義輻射的概念、輻射的分類、電離輻射、非電離輻射輻射防護歷史、任務(wù)及目的輻射的發(fā)現(xiàn)歷史、輻射損傷的認識歷史輻射防護的基本任務(wù)和目的基本標準輻射防護基本標準的變革本門課程學問體系（國家教學指導委員會）序號知識領(lǐng)域知識單元知

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點2輻射源天然輻射源宇宙射線宇生放射性核素原生放射性核素環(huán)境輻射正常天然本底照射水平人類活動引起的天然輻射增加天然輻射源劑量水平人工輻射源放射性同位素核燃料循環(huán)中的輻射源射線裝置人工輻射源劑量水平序號知識領(lǐng)域知識單元知識點3電離輻射與物質(zhì)相互作用帶電粒子與物質(zhì)的相互作用帶電粒子的種類和物理性質(zhì)碰撞過程（碰撞運動學、碰撞能量損失）輻射過程（輻射能量損失、輻射長度、碰撞能量損失與輻射能量損失的比例）碰撞阻止本領(lǐng)、輻射阻止本領(lǐng)帶電粒子在物質(zhì)中的射程、阻止本領(lǐng)與射程關(guān)系X、γ射線與物質(zhì)的相互作用X、γ射線的介紹主要過程（光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、電子對效應(yīng)）次要過程（Rayleigh散射、光核反應(yīng)、電子電場的電子對效應(yīng)），可忽略過程（彈性核散射、核共振散射、Delbruck散射、光介子產(chǎn)生）質(zhì)量衰減系數(shù)、質(zhì)能轉(zhuǎn)移系數(shù)及質(zhì)能吸收系數(shù)中子與物質(zhì)的相互作用彈性散射、非彈性散射、輻射俘獲（提到中子活化概念）、其他核反應(yīng)序號知識領(lǐng)域知識單元知

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點4輻射防護的物理量概述介紹ICRU體系輻射場量放射性活度注量（率）、能量注量（率）、譜分布劑量學量吸收劑量、比釋動能、照射量防護量輻射權(quán)重因子、組織器官權(quán)重因子當量劑量、有效劑量、待積當量劑量與待積有效劑量集體當量劑量、集體有效劑量實用量強貫穿輻射、弱貫穿輻射ICRU球周圍劑量當量、定向劑量當量、個人劑量當量序號知識領(lǐng)域知識單元知

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點5輻射的健康效應(yīng)輻射對人體健康的影響輻射的作用過程影響輻射生物學效應(yīng)的因素劑量與效應(yīng)的關(guān)系輻射的確定性效應(yīng)血液和造血器官的輻射效應(yīng)性腺的輻射效應(yīng)胚胎和胎兒的輻射效應(yīng)眼晶體的輻射效應(yīng)皮膚的輻射效應(yīng)急性放射病輻射的隨機性效應(yīng)輻射的致癌效應(yīng)輻射的遺傳效應(yīng)序號知識領(lǐng)域知識單元知

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點6外照射防護外照射防護的一般方法外照射防護的基本原則外照射防護的基本方法屏蔽材料的選擇原則X、γ射線在物質(zhì)中的減弱規(guī)律窄束、能譜硬化、平均自由程寬束、積累因子減弱倍數(shù)、透射比、透射系數(shù)半值層與十分之一值層X、γ射線的劑量計算X光機劑量計算加速器劑量計算γ輻射源劑量計算序號知識領(lǐng)域知識單元知

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點X、γ射線的屏蔽計算加速器X射線源的屏蔽計算

射線的屏蔽計算帶電粒子的外照射防護β射線的劑量計算β射線的屏蔽防護重帶電粒子的劑量計算重帶電粒子的屏蔽防護中子外照射的防護中子輻射源中子劑量的計算中子在屏蔽層中的減弱規(guī)律放射性核素中子源的屏蔽計算序號知識領(lǐng)域知識單元知

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點7內(nèi)照射防護放射性物質(zhì)進入人體內(nèi)的途徑吸入、食入、通過皮膚或皮膚傷口內(nèi)照射防護的基本方法包容、隔離、凈化、稀釋內(nèi)照射劑量的估算方法代表性個體有效半衰期內(nèi)照射計算的基本方程吸入物質(zhì)在呼吸系統(tǒng)中的代謝模型食入物質(zhì)在胃腸道中的代謝模型進入體液的放射性物質(zhì)的代謝模型內(nèi)照射同位素劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)序號知識領(lǐng)域知識單元知

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點內(nèi)照射攝入模式（連續(xù)攝入、單次攝入、多次反復攝入）內(nèi)照射攝入量（直接測量、間接測量）內(nèi)照射攝入量（直接測量、間接測量）開放型放射工作場所的分級、分區(qū)放射性核素的毒性分組開放型工作場所分級開放型工作場所分區(qū)開放型放射操作、運輸、儲存的防護要求開放型放射操作設(shè)備放射性物質(zhì)的儲存和運輸放射性廢物的處理個人的防護措施去除表面放射性污染手段序號知識領(lǐng)域知識單元知

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點8輻射測量與輻射劑量測量方法電離法測量X或

射線劑量氣體電離室照射量的標準測量方法X或射線吸收劑量的測量方法，自由空氣電離室、空腔電離室β粒子和電子束的劑量測量方法外推電離室測量組織中的β吸收劑量方法空腔電離室測量電子束的吸收劑量方法中子劑量的測量方法中子吸收劑量的測量方法中子劑量當量的測量方法測量劑量的其它方法G－M計數(shù)器在劑量測量中的應(yīng)用閃爍計數(shù)器在劑量測量中的應(yīng)用膠片劑量計在劑量測量中的應(yīng)用RPL劑量計、OSL劑量計在劑量測量中的應(yīng)用熱釋光劑量計在劑量測量中的應(yīng)用測量吸收劑量的量熱方法序號知識領(lǐng)域知識單元知

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點9輻射防護監(jiān)測個人劑量監(jiān)測個人外照射監(jiān)測皮膚污染監(jiān)測體內(nèi)污染監(jiān)測工作場所監(jiān)測工作場所的外照射監(jiān)測工作場所的表面污染監(jiān)測工作場所的放射性氣溶膠監(jiān)測流出物監(jiān)測流出物監(jiān)測的目的流出物監(jiān)測的一般原則流出物監(jiān)測主要內(nèi)容環(huán)境監(jiān)測常規(guī)監(jiān)測應(yīng)急監(jiān)測輻射測量的質(zhì)量保證環(huán)境質(zhì)量評價序號知識領(lǐng)域知識單元知識點輻射防護監(jiān)測中對儀表的基本要求靈敏度能量響應(yīng)、角響應(yīng)重復性、均勻性、準確性探測限和測定限量程和線性環(huán)境條件序號知識領(lǐng)域知識單元知

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點10輻射防護管理體系輻射防護體系計劃照射、應(yīng)急照射、既存照射職業(yè)照射、醫(yī)療照射、公眾照射源相關(guān)評價、人相關(guān)評價排除和豁免輻射防護的基本原則輻射實踐的正當化輻射防護和安全的最優(yōu)化個人劑量限制輻射防護的安全管理輻射安全管理的意義與內(nèi)容輻射安全管理的依據(jù)和機構(gòu)輻射安全管理的主要內(nèi)容與要求輻射事故的管理與應(yīng)急輻射事故案例簡介及分析輻射事故的管理與應(yīng)急本課程的重點1.電離輻射與物質(zhì)相互作用2.輻射量(劑量學量、防護量)3.電離輻射對健康的影響(兩種效應(yīng))4.輻射防護基本體系、輻射防護的基本任務(wù)與目的，輻射防護基本標準5.外照射的防護（重點在X、γ、n射線的外照射防護)6.輻射監(jiān)測的基本原理與方法要求大家學好《核輻射探測學》課程的基礎(chǔ)上進一步駕馭射線與物質(zhì)相互作用的原理。只有很好地駕馭了射線與物質(zhì)相互作用的規(guī)律，才能很好地理解輻射效應(yīng)、輻射劑量與輻射防護領(lǐng)域中的量及其單位、以及防護的基本方法和輻射監(jiān)測的方法等。學習時，應(yīng)以能量的轉(zhuǎn)移與吸取作為契入點，了解射線與物質(zhì)相互作用的特點。學習建議第一章電離輻射領(lǐng)域中

常用的量和單位

第一節(jié)描述輻射場的量電離輻射場：電離輻射居留的空間。1、粒子數(shù)和輻射能粒子數(shù)N：放射、轉(zhuǎn)移或接受的粒子數(shù)目，單位是1。粒子數(shù)密度n：n=dN/dV—表征輻射場疏密程度，單位是m-3。輻射能R：放射、轉(zhuǎn)移或接受的輻射粒子的能量（不包括靜止能），單位是J。2、通量、注量和注量率（1）通量：表征輻射場中粒子或能量在時間上的頻繁程度。

粒子通量，s-1

能量通量，J.s-1

θda┴da（2）注量：表征輻射場的空間疏密程度。

特例：單向輻射場

da┴=dacosθ

定義：Φu=dN/da┴

為單向輻射場的粒子注量。一般狀況：各向輻射場定義：粒子注量Φ：Φ=dN/da，m-2能量注量Ψ：Ψ=dR/da，J.m-2Pda為什么定義粒子注量時，要用一個小球體？（3）注量率

粒子注量率φ：

φ=dΦ/dt=d2N/dadt，m-2s-1

*φ為粒子通量密度：

能量注量率ψ：

ψ=dΨ/dt=d2R/dadt，J.m-2.s-11MeV=1.62x10-13J一個各向同性的γ點源的活度為A（Bq）,能量為hv1（MeV）的γ射線的產(chǎn)