輻射防護物理基礎與單位

1、輻射防護劑量測量 （物理基礎與單位）,,放射危險標志物,輻射防護常用量及其單位,輻射防護常用量及其單位一、放射性活度（A）A=dN/dt 國際單位（SI）為貝可[勒爾]，簡稱貝可（Bq）， 舊單位是居里（Ci），1Ci=3.7×1010Bq=3.7×1010核衰變/秒。,二、照射量（X） 定義：X射線或γ射線在單位質量（dm）

2、的空氣中，與原子相互作用釋放出來的次級電子完全被阻止時，所產生的同一符號離子的總電荷（dQ）即： X = dQ/dm 國際單位（SI）： 庫[侖]每千克（C·kg-1），舊單位為倫琴（R）， 1R=2.58×10-4C·kg-1。,倫琴的定義是：在X射線或γ射線照射下，0.OO1293g空氣（相當于0℃和101kPa大氣壓力下1cm

3、3干燥空氣的質量）所產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：,,,1靜電單位電荷量的離子對為：,,個離子對,↓,1R X射線或γ射線照射量有以下等值定義：1.在0.001293g空氣中形成1靜電單位電荷量的正離子或負離子；2.在0.001293g空氣中形成2.083×109對離子；3.在0.001293g空氣中交給次級電子7.05×1010eV或11.3×10-9J的輻射能

4、量；4.在1g空氣中交給次級電子87.3×10-7 J的輻射能量。注意事項,=dX/dt,照射量率,,注意：照射量和照射量率只對空氣而言，只是從電離本領的角度說明X射線或γ射線在空氣中的輻射場性質，僅適用于X射線或γ射線 。,dm為被照射物質的質量，dE為其吸收的輻射能。 吸收劑量的國際單位（SI）為：J·kg-1。國際單位專用名稱是戈[瑞]（Gy）， 舊有專用單位為拉德（ra

5、d）,1Gy=100rad。,三、吸收劑量（D）,,吸收劑量與照射量的區(qū)別： 吸收劑量：適用于任何射線和任何靶物質，衡量的指標是被照射物質所吸收的輻射能量。 照射量：只適用于X射線及γ射線，靶物質是空氣，衡量的指標是在空氣體積內形成的次級電子所產生離子總電荷量，即X射線或γ射線通過該體積的空氣時所放出的能量，是輻射場的量度。 空氣輻射場的X或γ射線，可通過下式將照射量換算為吸收劑量D：D=33.84

6、X 式中，X為照射量，單位為C·kg-1，33.84為換算系數(shù)，D的單位為Gy。,五、當量劑量（HT，R）吸收劑量與輻射權重因子的乘積。即：HT，R=DT，R·WR WR為Ｒ類輻射的輻射權重因子（表1-1）。 當量劑量特別給它起了一個專用名稱叫希[沃特]（Sv）。,四、比釋動能（K）

7、定義：不帶電致電離粒子與物質相互作用時，在單位質量的物質中產生的帶電粒子的初始動能的總和。即：K=dEtr/dm 比釋動能的單位與吸收劑量相同。,六、有效劑量（E）有效劑量（E）是指全身受到均勻照射或不均勻照射當量劑量（HT，R）的加權值。,,由于WT沒有量綱，所以有效劑量（E）和當量劑量一樣，也以希[沃特]（Sv）為單位。,組織權重因數(shù)WT,為輻射防護目的，器官

8、或組織的當量劑量所乘以的因數(shù)稱組織權重因數(shù)。乘以該因數(shù)是為了考慮不同器官或組織對發(fā)生輻射隨機性效應的不同敏感性。,舉例：例如有甲、乙2人,甲的骨表面接受0.3Sv 的當量劑量，而乙的骨表面0.2Sv的照射，同時肝臟又受到0.1Sv的照射，哪個人危險更大些？答：根據(jù)表1-3給出的WT值按公式1-20計算如下：E甲=0.01×0.3=0.003 Sv (骨表面WT=0.01)甲相當于全身均勻照射0.003Sv 的危險性

9、。 E乙=0.01×0.2+0.05×0.1=0.007 Sv (肝臟WT=0.05)乙相當于全身均勻照射0.007Sv的危險性。顯然乙受到輻射的危害大于甲。,七、待積當量劑量（HT（t））與待積有效劑量（E（t）） 待積當量劑量（HT，50）的定義是：單次攝入的放射性物質在其后的50年內對所關心的器官或組織所造成的總劑量。即：,積分時間定為50年是與放射性職業(yè)人員終身工作時間相對應的。,,如果單次攝入

10、R類放射性核素對人體器官或組織（T）造成的待積當量劑量HT，50乘以相應的權重因子WT，隨后對所涉及的器官或組織（T）求積，即可得待積有效劑量E50。即：,待積有效劑量E50可以作為由于單次攝入放射性核素，預計平均對一個個體將要造成的隨機性健康效應誘發(fā)率的衡量指標。,,如果照射時間為t(min)，則t時間內造成的照射量為X=I·t·υ/r2 C·kg-1 （9-3）

11、 注：I—管電流（mA）或平均電子束流（μA）；υ—在給定的管電壓和射線過濾情況下，X射線的發(fā)射率常數(shù)，數(shù)值上等于距離靶1m處，由單位管電流（1mA）[或單位平均電子束流（1μA）]造成的照射量率，單位用2.58×10-4C· kg-1·m２·mA-1·min-1表示。,（二）   X射線發(fā)生器的照射量率計算 X射線發(fā)生器在離靶r m處，產生的照射

12、量率）粗略地可按下式計算：,,=I·υ/r2 C·kg-1·s-1 （9-2）,【例】在X射線透視檢查中，X射線管的電壓在50~810kV之間，管電流為2~5mA。若取管電壓為70kV，管電流為3mA，射線出口處用2mm鋁作過濾板，計算此種情況下距靶５０cm處的照射量率。按題意，I=3mA，r=50cm=0.5m,對于管電壓70kV，２mm鋁作過濾板，由圖９-４查得υ＝0.58

13、15;2.58×10-4C·kg-1·m２·mA-1·min-1。因此，按（９-２）式在r=0.5m處的照射量率計算為：X＝I·υ／r2＝3×0.58×2.58×10-4×（1/0.5）２＝1.79×10-3 C·kg-1·min-1。,輻射防護的方法與屏蔽,輻射對人體的照射方式有外照射和內照射兩種。

14、外照射是體外輻射源對人體造成的照射，而內照射是指進入體內的放射性核素對人體造成的照射。前者主要由X、γ射線、中子束、高能帶電粒子束和β射線引起的；后者則主要因人們通過吸入、食入、完好皮膚或皮膚傷口吸收了放射性核素造成的。針對這兩種照射方式，有兩種完全不同的防護方法。,外照射防護一般采用下述三種方法中的一種，或幾種方法聯(lián)合應用,①縮短受照時間②增大與輻射源的距離③在人與輻射源之間增加防護 屏蔽,X射線和γ射線的屏蔽,高密度和高原子

15、序數(shù)的材料，作為防止X射線和γ射線的屏蔽較為有效，例如鉛(原子序數(shù)82)、水泥和鋼鐵。因為這些物質有很多的原子和電子，可以和光子發(fā)生康普頓效應和光電效應，使入射光子的能量減少，達到屏蔽的目的。 γ射線的衰減系數(shù)與能量有關。,對中子的屏蔽,中子的屏蔽與中子能量有關。對于能量高的中子應先用含氫物質作近距離減速。中子的反散射和天空返照問題突出，應特別予以注意。,內照射防護與外照射防護方法完全不同，最根本的防護方法是盡量減少放射性物質進入體內的