輻射防護基礎知識

10輻射防護輻射量的定義、單位和標準Xγ射線的輻射量分為電離輻射常用輻射量和輻射防護常用輻射量兩類。前者包括照耀量、比釋動能、吸取劑量等。后者包括當量劑量、有效劑量等。所謂“劑量”是指某一對象接收或“吸取”的輻射的一種度量。描述電離輻射的常用輻射量和單位1、照耀量照耀量的定義和單位照耀量是用來表征χ射線或γ射線對空氣電離本領大小的物理量。定義：所謂照耀量是指χ射線或γ射線的光子在單位質量的空氣中釋放出來的全部電次級電子〔負電子或正電子種符號的〔帶正電或負電的〕dQdm的所得PdQdmdQ——當光子產生的全部電子被阻擋于空氣中時，在空氣中所形成的任何一種符號的離子總電荷量確實定值?！w積球的空氣質量用圖表示1立方厘米的枯燥空氣，其質量為0.001293克，這些次級電子是光子從0.0012930.0012930.001293在內。照耀量〔Ρ〕的SI單位為庫侖/千克，用稱號CKg 1表示，沿用的專用單位為倫琴，用字母R1〔0℃，1〕11〔2.083×109對離子〕11=3.33×10-10庫倫33

枯燥空氣質量為0.001293克=1.293×10-6千克3.3310101倫= =2.58×10-4庫倫/千克1.293106負〕4.8×10-10靜電單位，111/4.8×10-10=2.083×109對離子。照耀量只適用于χ、γ3MV照耀量率的定義和單位dp dt

dp

除以 所得的商即： dt

SI/CKg1h1或倫/〔Rh

1、倫/秒〔RS

1〕2、比釋動能帶電粒子的初始動能的總和。dE tdmdEt——不帶電粒子在質量dm的某一物質內釋放出來的全部帶電粒子的初始動能的總和。比釋動能只適用于、γ，但適用于各種物質。單位：焦耳/千克〔J·kg-1〕〔Gy〕1Gy=1Kg1J的輻射能量即：1Gy1JKg1。毫戈瑞mGy、微戈瑞Gy，

1Gy103mGy106Gy

rad

：1rad102Gy比釋動能率的定義和單位

ddt單位：戈瑞/秒Gys13、吸取劑量吸取劑量的定義和單位吸取劑量是用來表征受照物體吸取電離輻射能量程度的一個物理量。定義：任何電離輻射，授予質量為dm的質量的平均能量d 除以dm的所得的商，即：Dd dm式中 為平均授予能，或者說：電離輻射傳給單位質量的被照耀物質的能量叫吸取劑種類。它適用于任何電離輻射和任何被照耀的物質。吸取劑量〔D〕的單位和比釋動能一樣，SI單位是焦耳千克-1表示，其特定名稱為戈瑞〔Gy〕沿用單位為拉德〔rad〕1=1/千克=100吸取劑量率的定義和單位吸取劑量率〔〕dt吸取劑量的增量dD除以該時間間隔dt所得的商即：dD/dt，吸取劑量率的單位：戈瑞/時、毫戈瑞/時〔mGy/h〕4、照耀量、比釋動能、吸取劑量的聯(lián)系和區(qū)分照耀量和比釋動能的關系：射線照耀空氣時，假設無視次級電子能量轉移成熱能和輻射能的局部即認為在量Ρ和比釋動能ΚΚ=3372Ρ33.72eVXr在空氣中的平均電離能。公式中照耀量Ρ的單位庫侖/千克單位為戈瑞〔Gy〕

CKg1

、比釋動能Κ的Χ射線的照耀量Ρ1.29×104CKg1Κ是多少？1.29104 33.271.610191.61019比釋動能和吸取劑量的關系

33.271.29104

4.35103Gy比釋動能和吸取劑量分別反映物質吸取電離輻射的二個階段。對于肯定質量dm的dr物質，不帶電粒子轉移給次級電子的平均能量d 與物質吸取能量ddrΚDtrd d Ddm dmtr

相等，則比釋射損失可以無視不計。照耀量和吸取劑量的關系：A、將空氣中某點的照耀量換算成該點空氣的吸取劑量。空D空

33.72空D——吸取劑量〔戈瑞〕空P——空氣的照耀量〔庫侖/千克〕空D空

8.69103空D——空氣的吸取劑量〔戈瑞〕空P——空氣的照耀量〔庫侖〕空B、將空氣中某點的照耀量換算成該點被照耀物質的吸取劑量D fP物質D Gy P——CKg1f——轉換因子描述輻射防護的常用輻射量和單位：照耀量、比釋動能及吸取劑量之間的關系：輻射量種類 照耀量Ρ劑量的含義 表征χγ在關心的體積內用于電離空氣的能量

比釋動能Κ表征χγ在所關心的體積內交給帶電粒子的能量

吸取劑量D量適輻射場χ、γ不帶電粒子電離輻射用范圍介質空氣任何物質任何物質單位CKg1Gy、radGy、rad換算關系1CKg13.877103R1Gy102rad1Gy102rad1、當量劑量和單位HT個因子叫做輻射權重因子W 對不同種類和能量的輻射進展修正用輻射權重R因子修正吸取劑量叫當量劑量。在輻射防護中，我們關心的往往不是受照體某點的吸取劑量，而是某個器官或組的。用輻射權重因子修正的平均吸取劑量即為當量劑量。T,R對于某種輻射R在某個組織或器官T中的當量劑量T,RH D WT,R T,R R式中：W R——輻射R的輻射權重因子DT,RRT假設某一器官或組織受到幾種不同種類和能量的輻射的照耀，則應分別將吸取劑量用不同的WR所對應的輻射種類進展修正，而后相加即可得出總的當量劑量。對于受到多種輻射的組織或器官其當量劑量應表示為：H WT R

DT,R特定種類和能量的輻射在小劑量時誘發(fā)生物效應的機率大小。χ、γ射線不管其能量大小其輻射權重因子W當量劑量的單位由于W 是無量綱的，當量劑量的SI單位為JR

＝1RKg1，專用名稱為希沃特S，VV因此，1SV

1JKg

1。VV此外還有毫希沃特〔mS〕和微希沃特〔μS〕VV2、當量劑量率及單位

1S 103mSV V

106SV 是單位時間內的當量劑量。SI單位為希沃特﹒秒-1〔S T V

1〕3、有效劑量組織權重因子：輻射防護中通常遇到的狀況是小劑量慢性照耀，在這種狀況下引起的輻射效應主TW表示。T每個W均小于1，對射線越敏感的組織，W越大，全部組織的權重因子的總和為1。T T有效劑量及單位：經(jīng)過組織權重因子WT

加權修正后的當量劑量稱為有效劑量，用字母E表示。由于W為無量綱，所以EHJKg1，專用單位S通常在承受T T VW分別對相應的器TE量的總和。用公式表示如下：E WHT TT由當量劑量定義可得到：H WDT R TRREWT

WDR TRT RHTTW TTRTE——有效劑量，單位：JKg1，稱為希沃特〔S 〕V460以“確定性效應”取代“非隨機性效應”為在輻射防護感興趣的低劑量范圍內這種效應的發(fā)生不存在劑量閾值。高則效應的嚴峻程度愈大。進一步明確吸取劑量定義：T吸取劑量均指某一組織或器官的平均吸取劑量〔D 〕單位JKg專用名稱：戈瑞T〔Gy〕對于隨機性效應的概率，可以用平均劑量來指示：這主要基于這樣一種關系：即誘發(fā)某一個效應的概率與劑量的關系是線性的，這在有限的范圍內是合理的近似。分布是相當均勻的，把平均吸取劑量直接用于確定性效應是不貼切的。定義的放射防護劑量單位——當量劑量HTR

D WTR RHDQND——吸取劑量Q——品質因素劑量測定方法和儀器輻射監(jiān)測的內容及分類：1、工作場所監(jiān)測透照室內輻射場測定四周環(huán)境劑量場分布測定掌握區(qū)和監(jiān)視區(qū)劑量場分布測定安全措施，以便在正常工作條件下能有效掌握照耀劑量和防止?jié)撛谡找?。治理〕區(qū)：是指掌握區(qū)以外通常不需要實行特地防護手段和安全措施，但要不斷檢查其職業(yè)照耀條件的區(qū)域。現(xiàn)行標準規(guī)定：射線照相：掌握區(qū)邊界的空氣比釋動能率40Gyh1來劃分。2.5Gyh1來劃分。2、個人劑量監(jiān)測GB18871-2023《電離輻射防護及輻射源安全根本標準》的規(guī)定個人劑量監(jiān)測的三種狀況：對于任何在掌握區(qū)工作的工作人員有時進入掌握區(qū)工作并可能受到顯著職業(yè)照耀的工作人員5mSv/a時間的資料對工作人員的職業(yè)照耀做出評價。對在監(jiān)視區(qū)或只間或進入掌握區(qū)工作的工作人員，假設估量其職業(yè)照耀劑量在這種評價應以個人監(jiān)測或工作場所監(jiān)測的結果為根底。1mSv/a劑量測定儀器的工作原理1、利用射線通過氣體時的電離效應；2、利用射線通過某些固體時的電離和激發(fā)；3、利用射線對某種物質的核反響或彈性碰撞所產生的易于探測的次級粒子；4、利用射線的能量在物質中所產生的熱效應；5、利用射線〔α、β等〕所帶的電荷；6、利用射線和物質作用而產生的化學效應。劑量儀器的選擇及其校準1、儀器的選擇監(jiān)測射線的種類儀器的能量響應和測量范圍所謂能量響應是指儀器的探測元件在不同能量χ、γ光子照耀下，同樣的照耀引起〔即讀數(shù)〕隨光子能量的變化。假設這種差異小就稱為能量響應好或能量依靠性小。儀器的量程儀器使用條件和現(xiàn)場測量要求2、儀器的校準準確度：當最大劑量當量與最大容許劑量可以比較時，準確度應達±30%；3承受的；大的努力來提高輻射測量準確度。場所輻射監(jiān)測儀器1、電離室巡測儀、G-M3、閃耀巡測儀個人劑量監(jiān)測儀器1、個人劑量筆2、熱釋光劑量計輻射防護的原則、標準和輻射損傷機理輻射防護的目的和根本原理1〕防止有害確實定性效應；1〕輻射實踐的正值化(justificationofradiologicalpractice);輻射防護的最優(yōu)化(optimisationofradiologicalprotection);個人劑量限值(individualdoseandriskslimits);劑量限值規(guī)定依據(jù)GB18771-2023《電離輻射防護與輻射源安全根本標準》的規(guī)定：1、職業(yè)照耀劑量限值：應對任何工作人員的職業(yè)水平進展掌握，使之不超過下述限值：〔但不行作任何追溯性平均〕20mSv。b〕任何一年中的有效劑量：50mSv。c〕眼晶體的年當量劑量：150mSv。d〕四肢〔手和足〕或皮膚年當量劑量：500mSv。16-18過程中需要使用放射源的學生應掌握其職業(yè)照耀使之不超過下述限值：a〕年有效劑量：6mSv。b〕眼晶體的年劑量：50mSv。c〕四肢或皮膚的年當量劑量：150mSv。特別狀況照耀：依照審管部門的規(guī)定，可將劑量平均期由510此期間內，任何工作人員所承受的平均有效劑量不應超過20mSv，任何單一年份不應超100mSv時，應對這種狀況進展審查。50mSv，臨時變52、公眾照耀劑量限值：a〕年有效劑量：1mSv。1mSv，則某一單一年份的有效劑量可5mSv。眼晶體的年當量劑量：15mSv?！彩趾妥恪郴蚱つw年當量劑量：50mSv。輻射損傷的機理：1、關于確定性效應和隨機性效應的進一步說明；確定性效應：隨機性效應：2、影響輻射損傷的因素：輻射性質：劑量大?。簞┝柯蚀笮。赫找椒ǎ赫找课唬赫找娣e：3、輻射損傷的機理：射線的間接作用——游離基理論射線首先與細胞中的水起作用生成一種自由基〔游離基，再去破壞生物大分子導致細胞損傷。這個過程叫射線的間接作用。HO2輻射

HO2

次電子HOeH2

O2水的正、負離子不穩(wěn)定要分解：HO2

H OHOHH

HO HOH2OHHRHRHHRHR—生物大分子的自由基

2RHOHRHO2可見生物大分子遭到破壞引起的生物效應。射線的直接作用3%以下的化合物受到幾十萬倫的照耀時，才有可能產生直接作用。輻射防護的根本方法和防護計算輻射防護的根本方法距離防護——遠離射線源。屏蔽防護——在射源和人體之間加一層屏蔽物。1、時間：劑量=劑量率×時間2、距離：在輻射源肯定時，照耀劑量或劑量率與距離平方成反比，即：D R21 2D R22 1

或DR21 1

DR22 2DR1 1DR2 2R11R223、屏蔽

IIeO

所受的射線強度將大大的減弱，直到降到安全劑量為止。屏蔽方式：固定式和活動式屏蔽材料：鉛和混凝土為優(yōu)。照耀量的計算1、照耀量和毫克鐳當量的關系：P8.4MtR2式中：P——照耀量〔R〕R——到射源的距離〔cm〕t——受照耀時間〔h〕8.4——1 毫克鐳當量的γ源在空氣中距射源1cm處的照耀率為8.4R/h〔倫/時。

照耀率與毫克鐳當量的關系：P

8.4MR2553=30005=500

30008.45002

0.1倫/時Pt5倫2、照耀量和居里的關系式：AtP

(R)R2式中：P——照耀量〔R〕A——放射性強度〔Ci〕——照耀率常數(shù)〔Rm2hCi〕到射源的距離〔m〕t——受照時間〔h〕照耀率和居里的關系：

AR2Co601.32921.57Cs1370.3222.30.39Tm1700.00140.0970.0017Ir1920.47232.90.56Se750.2013.90.02γ源名稱Rmγ源名稱Rm2 hCi106 Cm2 KghBqCigRe防護計算1、時間防護劑量=劑量率×時間0.025mSv/時，在不超過一周的最大允許劑量狀況下，問工作人員每周最多只能工作幾小時？2、距離防護11DR211

DR22 21：今有一臺χ18.35mSv/h，以每天工作〔2〕102：210mSv/h〔1〕6？〔2〕假設工2083、屏蔽防護的近似計算利用半價層近似計算屏蔽層厚度。所謂半價層是指χ、γ射線照耀率或照耀量減弱d1/2表示。利用半價層計算屏蔽層厚度的公式：1II

2n Ion2n II InLg2Lg oI

nLg oI

Lg2dnd1/2式中：Io——屏蔽前的輻射線強度n——半價層個數(shù)——半價層厚度計算步驟：1、先求出屏蔽前的射線強度2、確定屏蔽后的安全劑量3n47—85dnd1/2例1：Co68源，強度為5Ci，工作地點離源6米，工作點的允許劑量為4.17毫倫/時，試計算在源與工作點之間需加防的厚度為多少？2〔1〕假設某物質對某線質的χ射線的=1.6mm，1/20什么？例3：某單位95年1月1日進口了一臺Co60源，當時的射源強度為50Ci，2023105每天的安全劑量為4.17/例4γ射線的能量為1.25MevPbPb？〔Pbμ=0.693/厘米〕5：1652.5，材料對該射線的6：Ir19215Ci，用來作球罐的周向曝光，該球外徑為10工