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輻射劑量與防護(hù)演示文稿1本文檔共87頁;當(dāng)前第1頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分2(優(yōu)選)輻射劑量與防護(hù)本文檔共87頁;當(dāng)前第2頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分Ionizationradiationfield(電離輻射場(chǎng)):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(zhuǎn)移或接受的粒子數(shù)目,單位是1。Radiantenergy(輻射能)R:發(fā)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。前節(jié)回顧本文檔共87頁;當(dāng)前第3頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分

2、通量、注量和注量率(1)Flux(通量):表征輻射場(chǎng)中粒子或能量在時(shí)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(chǎng)的空間疏密程度。特例:?jiǎn)蜗蜉椛鋱?chǎng)本文檔共87頁;當(dāng)前第4頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分

3.角分布和輻射度Angulardistribution(角分布):描述粒子入射方向的分布。本文檔共87頁;當(dāng)前第5頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分Energyradiance(能量輻射度)r:

單位:w.m-2.sr

-1Radiance(輻射度):注量率的角分布Particleradiance(粒子輻射度)p:

P=本文檔共87頁;當(dāng)前第6頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分4輻射度譜分布pE,J(r)能揭示輻射場(chǎng)的最詳盡的內(nèi)涵,是完整的描述輻射場(chǎng)的一個(gè)輻射學(xué)量。本文檔共87頁;當(dāng)前第7頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分5、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:Jm-1Jm2kg-1本文檔共87頁;當(dāng)前第8頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分總質(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(jí)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(duì)能量損失的貢獻(xiàn))本文檔共87頁;當(dāng)前第9頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分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。單位:m2kg-1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。單位:m2kg-1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。單位:m2kg-1當(dāng)次級(jí)帶電粒子動(dòng)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/)本文檔共87頁;當(dāng)前第10頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分本節(jié)主要內(nèi)容比釋動(dòng)能K(Kerma)

照射量X(Exposure)

吸收劑量D(AbsorbedDose)輻射平衡(RadiationBalance)

本文檔共87頁;當(dāng)前第11頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分一、比釋動(dòng)能K(Kerma)1.1描述對(duì)象:

不帶電粒子在物質(zhì)中傳遞能量過程:

第一階段:由不帶電粒子→次級(jí)帶電粒子(PE、CE、PP等)第二階段:次級(jí)帶電粒子→作用介質(zhì)(碰撞)

兩個(gè)階段的能量轉(zhuǎn)移發(fā)生在介質(zhì)中的不同地點(diǎn)

研究不帶電粒子在介質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)移,有必要對(duì)二個(gè)階段(過程)分別考慮

比釋動(dòng)能是描述不帶電粒子在物質(zhì)中轉(zhuǎn)移能量的第一階段的一個(gè)物理量本文檔共87頁;當(dāng)前第12頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分PP

電子對(duì)生成過程中反應(yīng)能為Q=-2mc2,mc2為正負(fù)電子的靜止質(zhì)量能。

1.2、Energytransferred(轉(zhuǎn)移能)εtr

(1)定義

在指定體積V內(nèi)由不帶電粒子釋放出來的所有帶電的電離離子初始動(dòng)能之和,用εtr表示,單位是J。本文檔共87頁;當(dāng)前第13頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分1.2、Energytransferred(轉(zhuǎn)移能)εtr

(1)定義在指定體積V內(nèi)由不帶電粒子釋放出來的所有帶電的電離離子初始動(dòng)能之和,用εtr表示,單位是J。

電子對(duì)生成過程中反應(yīng)能為Q=-2mc2,mc2為正負(fù)電子的靜止質(zhì)量能。

PP+EA電子對(duì)中的正電子發(fā)生了湮沒,該情況下對(duì)出射光子的記錄是否需要統(tǒng)計(jì)光子對(duì)hν1、hν2???結(jié)論:不需要統(tǒng)計(jì)出射光子對(duì)能量,原因光子對(duì)能量來源于正電子,正電子能量屬于轉(zhuǎn)移能。本文檔共87頁;當(dāng)前第14頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分(3)εtr通用表示方法綜上分析:在指定體積中的轉(zhuǎn)移能εtr可表示為式中:∑Eu,in是進(jìn)入體積V的所有不帶電粒子的能量,但不包括帶電粒子的靜止能量。

∑Enγu,out是從體積V逸出的不帶電粒子的能量,但不包括不帶電粒子的靜止質(zhì)量能和次級(jí)帶電粒子動(dòng)能輻射損失逸出的部分。

∑Q是入射的不帶電粒子在體積V內(nèi)引起的任何核和基本粒子的轉(zhuǎn)變中,所有相關(guān)的核和基本粒子靜止質(zhì)量能改變(質(zhì)量減少時(shí)為正,增加時(shí)為負(fù))的總和。本文檔共87頁;當(dāng)前第15頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分1.3、比釋動(dòng)能K(1)定義其中,是由不帶電粒子在質(zhì)量為的無限小體積內(nèi)釋放出來的所有帶電粒子的初始動(dòng)能之和(即轉(zhuǎn)移能)的期望值.

單位:戈瑞(gray),簡(jiǎn)寫Gy,1Gy=1JKg-1;

拉德(rad),1rad=10-2Gy。本文檔共87頁;當(dāng)前第16頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分(2)討論擴(kuò)展定義:比釋動(dòng)能K是感興趣點(diǎn)P處單位質(zhì)量介質(zhì)中轉(zhuǎn)移給帶電粒子的能量(動(dòng)能)的期望值,其中包括軔致輻射損失的能量,但不包括由一個(gè)帶電粒子轉(zhuǎn)移給另一個(gè)帶電粒子的能量。擴(kuò)展定義中帶電粒子的能量不僅包括不帶電粒子轉(zhuǎn)移給帶電粒子的初始動(dòng)能,還包括介質(zhì)內(nèi)分布的電離輻射源通過自發(fā)核轉(zhuǎn)變過程釋放的帶電粒子的初始動(dòng)能。εtr是一個(gè)隨機(jī)量(Stochasticquantity),但K是一個(gè)非隨機(jī)量(Nonstochasticquantity)。

隨機(jī)量:時(shí)空變化不連續(xù),服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律,觀測(cè)值不能預(yù)測(cè),某一值出現(xiàn)的幾率可以由分布函數(shù)確定。本文檔共87頁;當(dāng)前第17頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分1.4比釋動(dòng)能與注量的關(guān)系(TherelationshipofKermaandFluence)(1)對(duì)單能單向的不帶電粒子輻射場(chǎng)在體積元dadl中:本文檔共87頁;當(dāng)前第18頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分(2)對(duì)任意方向分布的單能不帶電粒子

ΦdV是不帶電粒子在小體積元dV內(nèi)的總徑跡長(zhǎng)度。顯然(3)對(duì)于各種不帶電粒子構(gòu)成的輻射場(chǎng),且各種粒子存在譜分布ΦE,j和ΨE,j本文檔共87頁;當(dāng)前第19頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分(4)比釋動(dòng)能因子k(Kermafactor)

比釋動(dòng)能K通過比釋動(dòng)能因子k與不帶電粒子注量或其譜分布聯(lián)系起來。本文檔共87頁;當(dāng)前第20頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分1.5碰撞比釋動(dòng)能Kc若定義:則:

根據(jù)我們前面已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識(shí),不帶電粒子轉(zhuǎn)移給帶電粒子的全部動(dòng)能中,最終損失于電離碰撞的那一部分所占的份額為:,則:對(duì)單能且只有一種不帶電粒子輻射場(chǎng),有:特別對(duì)中子有:本文檔共87頁;當(dāng)前第21頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分1.6比釋動(dòng)能率(Kermarate)(1)定義單位:JKg-1s-1或Gys-1或rads-1對(duì)單能不帶電粒子的輻射,有:本文檔共87頁;當(dāng)前第22頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分(2)空氣比釋動(dòng)能率常數(shù)Γδ(AirKerma-rateconstant)

單位活度的指定放射性核素點(diǎn)源在空氣中1m處釋放的光子產(chǎn)生的比釋能動(dòng)率。對(duì)于點(diǎn)源,活度為A,各粒子產(chǎn)額為ni,能量為hυi,則定義則有本文檔共87頁;當(dāng)前第23頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分1.7不同介質(zhì)中的比釋動(dòng)能(1)含義(2)關(guān)系

rWVVrVK(V中r點(diǎn))K(V中r點(diǎn))本文檔共87頁;當(dāng)前第24頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分二、照射量

2.1照射量X(Exposure)(1)定義(Definition)dQ為光子在質(zhì)量為dm的空氣中釋放的全部電子(包括負(fù)電子和正電子)完全被空氣阻止時(shí),在空氣中所產(chǎn)生的一種符號(hào)離子總電荷的絕對(duì)值。單位:C·kg-11R=2.58×10-4C·kg-1dm本文檔共87頁;當(dāng)前第25頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分照射量單位(歷史上使用的單位) 倫琴:在1倫琴X射線照射下,0.001293克空氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1立方厘米空氣的質(zhì)量)中釋放出來的次級(jí)電子,在空氣中總共產(chǎn)生電量各為1靜電單位的正離子和負(fù)離子。1R=2.5810-4C/kg倫琴:Roentgenunit本文檔共87頁;當(dāng)前第26頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分(2)特性(properties)次級(jí)電子的軔致輻射被吸收而產(chǎn)生的電離電荷,不包括在dQ之內(nèi);dm之外釋放的次級(jí)電子,在dm之內(nèi)產(chǎn)生的電離電荷,不包括在dQ之內(nèi);

其中(e/W)a表示照射量是X或γ射線在空氣中的碰撞比釋動(dòng)能的電離當(dāng)量。本文檔共87頁;當(dāng)前第27頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分對(duì)于單能光子2.2照射量率(Exposurerate)(1)定義

單位:C·kg-1s-1或Rs-1=dX/dt對(duì)單能光子輻射場(chǎng):本文檔共87頁;當(dāng)前第28頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分2.3X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)很不方便

b.Exposure的含義容易混

c只適用于X、γ射線;

d只對(duì)空氣;

e測(cè)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(huì)。本文檔共87頁;當(dāng)前第29頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分2.4照射量因子計(jì)算公式:照射量因子本文檔共87頁;當(dāng)前第30頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分[例:]137Cs源發(fā)射的射線能量為0.662MeV,離源1m處測(cè)得光子的注量率φ

為1×107m-2·s-1,求該點(diǎn)的照射量率。解:由且得本文檔共87頁;當(dāng)前第31頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分3.1授與能ε(energyimparted)

(1)能量沉積事件(energydepositionevent)由某個(gè)電離粒子或某組相關(guān)的電離粒子給指定沉積內(nèi)物質(zhì)授與能量的事件。

(2).某一能量沉積事件的授與能ε

1

某個(gè)電離粒子或某一組相關(guān)的電離粒子在指定體積V內(nèi)發(fā)生的所有的相互作用中沉積能之和。①定義②通用表達(dá)式三吸收劑量D(Absorbeddose)本文檔共87頁;當(dāng)前第32頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分hυBe+α13Chυe-En16O(n,αγ)13CEe’δ一次能量沉積事件的授與能示意圖Q=-2.215MeV本文檔共87頁;當(dāng)前第33頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分3.1吸收劑量D(Absorbeddose)①.定義電離輻射授與質(zhì)量為dm的物質(zhì)的平均能量,與質(zhì)量dm內(nèi)發(fā)生的核轉(zhuǎn)變和輻射相互作用有關(guān)。

單位為:J.Kg-1(Gy),也可用rad本文檔共87頁;當(dāng)前第34頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分電離輻射不帶電粒子自身提供的吸收劑量可以忽略(特定體積內(nèi)不帶電粒子引發(fā)的相互作用次數(shù)很少),絕大部分吸收劑量是通過次級(jí)帶電粒子提供的。帶電粒子δ粒子在特定區(qū)域沉積能量(吸收劑量)軔致輻射脫離特定區(qū)域退激特征X射線本文檔共87頁;當(dāng)前第35頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分特定時(shí)間內(nèi),受照物質(zhì)中任何一點(diǎn)r處的吸收劑量D(r),最終都是由到達(dá)該點(diǎn)的各類帶電粒子共同造成的,其簡(jiǎn)化表達(dá)式:D=Kcol,j:發(fā)生相互作用的帶電粒子與原子電子碰撞時(shí)損失的動(dòng)能中變?yōu)槌练e能(即不以δ粒子、俄歇電子、特征X射線或中和過程釋放的光子形式輻射出的能量)的份額吸收劑量的計(jì)算本文檔共87頁;當(dāng)前第36頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分思考題一個(gè)10MeVγ射線進(jìn)入體積V中并且遭遇了“電子對(duì)生成”這種類型的相互作用,由于這個(gè)相互作用,γ射線消失了,并產(chǎn)生能量相等的一個(gè)電子和一個(gè)正電子。在電子逃逸出體積之前,其動(dòng)能的一半消耗于碰撞相互作用中。正電子將在飛行中淹沒掉,在淹沒之前,其動(dòng)能的一半消耗于在體積V中所遭遇的碰撞相互作用。由正電子的淹沒而形成的光子將逃出體極V。求上述事件中:(1)轉(zhuǎn)移能為多大?(2)碰撞轉(zhuǎn)移能為多大?(3)授予能為多大?

本文檔共87頁;當(dāng)前第37頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分四輻射平衡與吸收劑量(1)完全輻射平衡(Completeradiationsequilibrium,CRE)定義輻射平衡dVRinRout本文檔共87頁;當(dāng)前第38頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分典型例子(a)PE=常數(shù)

(b)介質(zhì)和源的均勻分布D的表達(dá)式

表示輻射源每次核轉(zhuǎn)變相關(guān)聯(lián)的由靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)變成的輻射能的期望值本文檔共87頁;當(dāng)前第39頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分(2)帶電粒子平衡(chargedparticleequilibrium,CPE)定義:典型例子:

a.PE,C處處相等;

b.均勻的帶電粒子發(fā)射體V內(nèi)存在CPEc.均勻不帶電粒子輻射場(chǎng)照射,不帶電粒子釋放的帶電粒子對(duì)不帶電粒子輻射場(chǎng),在CPE下本文檔共87頁;當(dāng)前第40頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分帶電粒子平衡:總能量平衡譜分布平衡每有一個(gè)帶電粒子從所考慮體積出來,就有一個(gè)相同類型、相同能量的帶電粒子從外面進(jìn)入,要求一一對(duì)應(yīng)。本文檔共87頁;當(dāng)前第41頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分平衡厚度(Equilibriumthickness,ET)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(jí)帶電粒子在其中的最大射程深度處。本文檔共87頁;當(dāng)前第42頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分帶電粒子平衡的條件:(1)離介質(zhì)邊界有一定距離,dRmax;(2)均勻照射條件;(3)介質(zhì)均勻條件:介質(zhì)對(duì)次級(jí)帶電粒子的阻止本領(lǐng),對(duì)初級(jí)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。本文檔共87頁;當(dāng)前第43頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分帶電粒子平衡與準(zhǔn)平衡入射輻射在物質(zhì)中沒有衰減并存在帶電粒子平衡的情況入射輻射在物質(zhì)中有衰減從而出現(xiàn)帶電粒子準(zhǔn)平衡的情況本文檔共87頁;當(dāng)前第44頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分帶電粒子準(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(dòng)能(K)、碰撞比釋動(dòng)能(Kc)和吸收劑量(D)變化如圖3-10所示。本文檔共87頁;當(dāng)前第45頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分帶電粒子準(zhǔn)平衡(chargedparticlequasi-equilibrium)峰值吸收劑量(peakdose,Dm):受照物質(zhì)中最大的吸收劑量參考深度(referencedepth,dm):受照物質(zhì)中峰值劑量所在深度電子積累或劑量建成(build-upofelectronordose)吸收劑量隨受照物質(zhì)深度增加而提升的一種趨勢(shì),與之對(duì)應(yīng)的物質(zhì)層厚度稱為“電子積累區(qū)”或“劑量建成區(qū)”。隨受照物質(zhì)深度增加,吸收劑量值按比釋動(dòng)能、碰撞比釋動(dòng)能變化規(guī)律同步改變的一種趨勢(shì)。本文檔共87頁;當(dāng)前第46頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分比釋動(dòng)能與吸收劑量的關(guān)系:條件:帶電粒子平衡其中:對(duì)低能帶電粒子,韌致輻射可以忽略時(shí),則D=K一般在10-3~10-2之間本文檔共87頁;當(dāng)前第47頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分比釋動(dòng)能和吸收劑量概念的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織中吸收劑量的間接測(cè)量目的:γ射線:中子:注意譜的問題,此外還需要進(jìn)行組織厚度的劑量修正本文檔共87頁;當(dāng)前第48頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分Dm-吸收劑量,Gy;fm-因子,J/C;X-照射量,C/kg.吸收劑量與照射量的關(guān)系Dm-吸收劑量,Gy;fm-因子,Gy/R;X-照射量,R.本文檔共87頁;當(dāng)前第49頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分本文檔共87頁;當(dāng)前第50頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分本文檔共87頁;當(dāng)前第51頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分6.3吸收劑量、比釋動(dòng)能和照射量的區(qū)別本文檔共87頁;當(dāng)前第52頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分且電子平衡時(shí)本文檔共87頁;當(dāng)前第53頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分第四講輻射防護(hù)中使用的量劑量學(xué)量描述的內(nèi)容及特點(diǎn)1、電離輻射與物質(zhì)發(fā)生相互作用能量轉(zhuǎn)移多少,作用的強(qiáng)弱K,X;作用介質(zhì)接受能量大小D。2、特點(diǎn)沒有跟生物效應(yīng)相關(guān)聯(lián);沒有考慮輻射類型和能量對(duì)生物效應(yīng)的影響;沒有考慮受體對(duì)于輻射的相對(duì)敏感性。本文檔共87頁;當(dāng)前第54頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分

一、

與個(gè)體相關(guān)的輻射量1.

當(dāng)量劑量2.

有效劑量3.

待積當(dāng)量劑量與待積有效劑量二、

與群體相關(guān)的輻射量1.

集體當(dāng)量劑量2.

集體有效劑量三、用于環(huán)境和個(gè)人監(jiān)測(cè)的ICRU量輻射防護(hù)學(xué)量本文檔共87頁;當(dāng)前第55頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分器官劑量雖然受照物質(zhì)中每一點(diǎn)都有特定的吸收劑量,然而,為了放射防護(hù)目的,作為可以接受的近似方法,常取一段時(shí)間內(nèi)較大組織體積中吸收劑量的平均值。一個(gè)器官、組織T范圍內(nèi)的平均吸收劑量DT定義為:本文檔共87頁;當(dāng)前第56頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分一、

與個(gè)體相關(guān)的輻射量式中:WR-輻射權(quán)重因子;DT,R-器官、組織的平均劑量SI單位:希沃特,1Sv=1J/kg歷史上曾使用過的單位:雷姆,1rem=0.01Sv器官或組織T中的平均吸收劑量DT,R與輻射權(quán)重因子WR的乘積1.當(dāng)量劑量HT,R(equivalentdose)本文檔共87頁;當(dāng)前第57頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分輻射權(quán)重因子WR的值按照輻射在水中的傳能線密度(linearenergytransfer,LET)確定不同射線通過生物體(例如細(xì)胞時(shí)),由于其LET不同,所產(chǎn)生的電離事件的線性分布亦異。電離密度較大的輻射穿過此生物體時(shí)一次或多次擊中靶的幾率較大,而電離密度較小的輻射則中靶的幾率較小,甚至在通過靶時(shí)在靶內(nèi)不發(fā)生電離。1——射線;2——深部X射線;3——軟X射線;4——粒子本文檔共87頁;當(dāng)前第58頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分在放射生物學(xué)領(lǐng)域,用相對(duì)生物學(xué)效應(yīng)(RBE)表征輻射生物學(xué)效能的差異。特定輻射的RBE是相同照射下,參考輻射(通常是X、γ射線的)吸收劑量與產(chǎn)生相同效應(yīng)程度的特定輻射所用吸收劑量的比值。效應(yīng)RBEM效應(yīng)RBEM腫瘤誘發(fā)15~60染色體畸變40~50腫瘤所致壽命縮短15~45哺乳動(dòng)物遺傳效應(yīng)10~45細(xì)胞轉(zhuǎn)化35~70微核6~60表1裂變中子相對(duì)于60Coγ射線的RBEM值本文檔共87頁;當(dāng)前第59頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分輻射權(quán)重因子WR:為輻射防護(hù)目的,對(duì)吸收劑量乘以的因數(shù),用以考慮不同類型的輻射對(duì)健康的相對(duì)危害效應(yīng)。(radiationweightingfactor)ICRP601997本文檔共87頁;當(dāng)前第60頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分輻射權(quán)重因子WR:為輻射防護(hù)目的,對(duì)吸收劑量乘以的因數(shù),用以考慮不同類型的輻射對(duì)健康的相對(duì)危害效應(yīng)。(radiationweightingfactor)輻射種類與能量范圍輻射權(quán)重因子ωR光子1電子及μ介子1質(zhì)子及π介子2α粒子,裂變碎片,重離子20中子連續(xù)函數(shù)ICRP1032007輻射權(quán)重因子本文檔共87頁;當(dāng)前第61頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分中子輻射權(quán)重因子與能量計(jì)算公式本文檔共87頁;當(dāng)前第62頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分2.有效劑量E式中:

-組織T的權(quán)重因子;HT-器官或組織的當(dāng)量劑量SI單位:希沃特,1Sv=1J/kg

歷史上曾使用過的單位:雷姆,1rem=0.01Sv當(dāng)所考慮的效應(yīng)是隨機(jī)效應(yīng)時(shí),在全身受到不均勻照射的情況下,人體所有組織或器官的加權(quán)后的當(dāng)量劑量之和。(effectivedose)

WT本文檔共87頁;當(dāng)前第63頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分組織權(quán)重因子WT

:(tissueweightingfactor)為輻射防護(hù)的目的,器官和組織的當(dāng)量劑量所乘的因數(shù),乘以該因數(shù)是為了考慮不同器官和組織對(duì)發(fā)生輻射隨機(jī)性效應(yīng)的不同敏感性。ICRP601997本文檔共87頁;當(dāng)前第64頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分組織權(quán)重因子WT

:(tissueweightingfactor)為輻射防護(hù)的目的,器官和組織的當(dāng)量劑量所乘的因數(shù),乘以該因數(shù)是為了考慮不同器官和組織對(duì)發(fā)生輻射隨機(jī)性效應(yīng)的不同敏感性。組織或器官ωT∑ωT骨髓(紅),結(jié)腸,肺,胃,乳腺,其余組織*0.120.72性腺0.080.08膀胱,食道,肝,甲狀腺0.040.16骨表面,腦,唾液,皮膚0.010.04總計(jì)1.0組織權(quán)重因子(ICRP103,2007)*其余組織:腎上腺,外胸區(qū),膽囊,心臟,腎,淋巴結(jié),肌肉,口腔黏膜,胰腺,前列腺,小腸,脾,胸腺,子宮/子宮頸本文檔共87頁;當(dāng)前第65頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分概念理解當(dāng)量劑量針對(duì)某個(gè)器官或組織,是平均值;

有效劑量針對(duì)全身而言,取平均值。輻射權(quán)重因子描述了輻射類型、能量的不同對(duì)生物效應(yīng)的影響;

組織權(quán)重因子則描述了不同器官、組織對(duì)全身總危害的貢獻(xiàn)。本文檔共87頁;當(dāng)前第66頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分有效劑量主要用來對(duì)防護(hù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化中的預(yù)期劑量進(jìn)行評(píng)價(jià),衡量是否符合監(jiān)管劑量限值要求。針對(duì)參考人而非照個(gè)人進(jìn)行評(píng)價(jià),不推薦用于流行病學(xué)估算,也不應(yīng)用于個(gè)人照射和危險(xiǎn)的詳細(xì)、專門回顧性調(diào)查。本文檔共87頁;當(dāng)前第67頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分包括有效劑量在內(nèi),輻射防護(hù)量都無法直接測(cè)量,只能通過其他可以測(cè)量的那些量來加以估計(jì),或者根據(jù)外照射的輻射場(chǎng)量、內(nèi)照射的放射性核素?cái)z入量進(jìn)行計(jì)算。有效劑量估算體外測(cè)量輻射防護(hù)實(shí)用量測(cè)量理論計(jì)算經(jīng)驗(yàn)近似公式蒙特卡羅計(jì)算方法本文檔共87頁;當(dāng)前第68頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分3.待積當(dāng)量劑量(committedequivalentdose)與待積有效劑量(committedeffectivedose)待積當(dāng)量劑量待積有效劑量成年人-50年;兒童-70年人體單次攝入放射性物質(zhì)后,某一器官或組織在50年內(nèi)將要受到的累積的劑量當(dāng)量。本文檔共87頁;當(dāng)前第69頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分二、與群體相關(guān)的輻射量2.集體有效劑量SK:?jiǎn)挝唬喝讼W⒁猓簳r(shí)間、人群1.集體當(dāng)量劑量ST:受照群體每個(gè)成員的劑量當(dāng)量的總和。(collectiveequivalentdose)(collectiveeffectivedose)受照群體每個(gè)成員的有效劑量的總和。單位:人希本文檔共87頁;當(dāng)前第70頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分劑量負(fù)擔(dān)HC,T或EC劑量負(fù)擔(dān)HC,T或EC

由于某一指定事件,諸如單位實(shí)踐(例如一年的實(shí)踐)造成的人均劑量率(HT或E)在無限長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的積分。劑量負(fù)擔(dān)——某一指定事件,內(nèi)外照射都有,如核爆炸。本文檔共87頁;當(dāng)前第71頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分截尾劑量負(fù)擔(dān)在某種實(shí)踐以恒定(攝入)速率無限期進(jìn)行的情況下,指定人群未來的最大人均劑量率等于一年實(shí)踐造成的劑量負(fù)擔(dān)。如果該實(shí)踐只在某一事件間隔τ內(nèi)連續(xù)進(jìn)行,未來的最大年人均劑量將等于相應(yīng)的截尾劑量負(fù)擔(dān)。本文檔共87頁;當(dāng)前第72頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分三、用于環(huán)境和個(gè)人監(jiān)測(cè)的ICRU量外照射監(jiān)測(cè)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(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)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(guó)際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)(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)量劑量定義為本文檔共87頁;當(dāng)前第73頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分輻射品質(zhì)因子(Q)是依據(jù)授予物質(zhì)能量的帶電粒子的相對(duì)生物學(xué)效能(RBE),對(duì)特定位置上軟組織吸收劑量施加修正的一個(gè)權(quán)重。Q值按照輻射在水中的傳能線密度(linearenergytransfer,LET)確定。3.1品質(zhì)因子和劑量當(dāng)量本文檔共87頁;當(dāng)前第74頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分5MeV

5MeV電子5MeV

5MeVn本文檔共87頁;當(dāng)前第75頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分

其中Q(r)是該處輻射品質(zhì)因子,D(r)同一點(diǎn)處軟組織吸收劑量。劑量當(dāng)量:劑量當(dāng)量(H(r)與當(dāng)量劑量的差別劑量當(dāng)量是與受照軟組織中特定一點(diǎn)r處的吸收劑量相關(guān)聯(lián),實(shí)際中可測(cè)。當(dāng)量劑量是與器官、組織相關(guān)體積內(nèi)的平均吸收劑量相關(guān)聯(lián),無法直接測(cè)量,僅用于評(píng)價(jià)、比較輻射的健康危害。本文檔共87頁;當(dāng)前第76頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分3.2擴(kuò)展場(chǎng)和齊向擴(kuò)展場(chǎng)擴(kuò)展場(chǎng)(expandedfield)和齊向擴(kuò)展場(chǎng)(alignedexpandedfield)是為定義場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè)實(shí)用量而引入的兩個(gè)虛擬輻射場(chǎng)。擴(kuò)展場(chǎng):若某一空間體積V內(nèi),每一點(diǎn)上的粒子注量的譜、角分布與特定輻射場(chǎng)r點(diǎn)處的粒子注量的譜、角分布均相同,則稱空間體V內(nèi)存在的輻射場(chǎng)與上述r點(diǎn)相應(yīng)的擴(kuò)展場(chǎng)。本文檔共87頁;當(dāng)前第77頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分若與r點(diǎn)相應(yīng)的擴(kuò)展場(chǎng)內(nèi),粒子都是朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的,則稱空間體積V內(nèi)存在的輻射場(chǎng)為與r點(diǎn)相應(yīng)的齊向擴(kuò)展場(chǎng)。本文檔共87頁;當(dāng)前第78頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分ICRU球:一個(gè)組織等效球形體模,球的直徑為30cm,密度1g/cm3,材料的質(zhì)量成分為氧76.2%、碳11.1%、氫10.1%、氮2.6%。稱ICRU球。所以ICRU球可用來模擬人體對(duì)輻射量最敏感的軀干部的受照情況,被規(guī)定為確定外部輻射源產(chǎn)生劑量的受體。

本文檔共87頁;當(dāng)前第79頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分為了環(huán)境和場(chǎng)所監(jiān)測(cè)的目的,引入二個(gè)概念把外部輻射場(chǎng)與有效劑量和皮膚當(dāng)量劑量聯(lián)系起來。第一個(gè)概念是適用于強(qiáng)貫穿輻射的周圍劑量當(dāng)量;第二個(gè)概念是適用于弱貫穿輻射的定向劑量當(dāng)量。這些用于監(jiān)測(cè)的劑量當(dāng)量均屬于實(shí)用量,它們具有可測(cè)性。

本文檔共87頁;當(dāng)前第80頁;編輯于星期六\17點(diǎn)32分3.3.

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