20辐射防护与放射损伤基础知识.ppt
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辐射防护与放射损伤基础知识山东大学齐鲁医院程孝国主要内容第一节辐射防护基础知识第二节放射损伤基础知识第一节辐射防护基础知识一、核辐射物理学基础二、辐射源及其分类三、核和放射事件分级四、辐射防护体系一、核辐射物理学基础1、放射性、原子结构、原子结构原子核：
占原子体积的原子核：
占原子体积的1/100001/10000质子质子，中子中子，1.007277u1.007277u，1.008665u1.008665u电子：
电子：
围绕原子核旋转，围绕原子核旋转，0.000548u0.000548u1u=12/N1u=12/NAA1/12=1.66056551/12=1.6605655l0l0-27-27kgkgNNAA=6.022045=6.022045l0l02323是阿伏伽德罗常数是阿伏伽德罗常数原子序数：
质子数，在元素周期表中的位置原子序数：
质子数，在元素周期表中的位置同位素：
原子序数相同而质量数不同的核素同位素：
原子序数相同而质量数不同的核素壳层能级次序各能级的电子数满壳层电子总数KLMNOPQ1s2s,2p3s,3p4s,3d,4p5s,4d,5p6s,4f,5d,6p7s,5f,6d,22,62,62,10,62,10,62,14,10,62,14,10,21018365486电子的壳层结构钨原子的能级示意图能量单位:
eV放射性：
不稳定的核素自发地放出射线，转放射性：
不稳定的核素自发地放出射线，转变为另一种核素，这种现象称为变为另一种核素，这种现象称为放射性放射性，这个，这个过程称为过程称为放射性衰变放射性衰变，这些核素称为，这些核素称为放射性核放射性核素素。
发出的射线种类：
可能有发出的射线种类：
可能有射线射线、射线射线、射射线，还可能有正电子，质子，中子等其他粒子。
线，还可能有正电子，质子，中子等其他粒子。
原子序数从原子序数从8484起的所有元素都是不稳定的，具起的所有元素都是不稳定的，具有天然放射性；而原子序数小于有天然放射性；而原子序数小于8484的元素只有的元素只有少量的某些同位素是不稳定的，具有天然放射少量的某些同位素是不稳定的，具有天然放射性；人工产生的同位素都是不稳定的，具有人性；人工产生的同位素都是不稳定的，具有人工放射性。
工放射性。
放射性衰变：
不稳定的重核元素趋向稳放射性衰变：
不稳定的重核元素趋向稳定的过程。
定的过程。
例如：
例如：
放射性衰变服从指数规律。
放射性衰变服从指数规律。
放射性活度：
放射性核素在单位时间内衰放射性活度：
放射性核素在单位时间内衰变的个数。
变的个数。
半衰期：
放射性核素其原子核数目衰减到半衰期：
放射性核素其原子核数目衰减到原来数目原来数目一半所需的时间一半所需的时间TT1/21/2=ln2/=0.693/=ln2/=0.693/衰变类型：
衰变类型：
衰变衰变衰变衰变跃迁和内转换跃迁和内转换天然放射性系：
天然放射性系：
釷系、铀镭系和锕系釷系、铀镭系和锕系感生放射性：
感生放射性：
核粒子轰击较轻的元素可以产生放射性元核粒子轰击较轻的元素可以产生放射性元素素例如：
例如：
2、电离辐射电离辐射：
是指一切能引起物质电离的辐射总称。
电离辐射：
是指一切能引起物质电离的辐射总称。
辐射按与物质作用分类：
辐射按与物质作用分类：
电离辐射电离辐射非电离辐射非电离辐射辐射按本质和性质分类：
辐射按本质和性质分类：
电磁辐射电磁辐射粒子辐射粒子辐射电磁辐射：
以相互垂直的电场和磁场，随时间变化而交变振荡，形成向前运动的电磁波能引起电离的是X射线和射线粒子辐射：
高能粒子通过消耗自身的动能把能量传递给其它物质高速粒子、带电粒子电磁磁辐射射电离辐射电离辐射粒子粒子辐射射X,射射线线、中子、中子质质子、子、负负电磁辐射-波谱3、常用辐射量和单位照射量：
是描述X（）射线电离空气能力的量单位是C/kg，未定义专用名，曾用单位是伦琴（R），1R=2.5810-4C/kg吸收剂量：
是描述射线与物质作用的基本量。
它定义为单位质量受照射物质吸收的辐射能量。
曾用单位是拉德（rad），现在国际单位是焦耳/千克（J/kg），又称戈瑞（Gray，符号是Gy），1Gy=1J/kg，1Gy=100rad当量剂量是描述辐射防护剂量学的基本量，是当量剂量是描述辐射防护剂量学的基本量，是在严格意义上的吸收剂量。
机体组织中某一点在严格意义上的吸收剂量。
机体组织中某一点的当量剂量（的当量剂量（HH）等于某一组织或器官所接受的等于某一组织或器官所接受的平均的吸收剂量（平均的吸收剂量（DD），经过以辐射质的辐射权），经过以辐射质的辐射权重因子（辐射品质重因子（辐射品质QQ）加权处理的吸收剂量：
）加权处理的吸收剂量：
HHDDQQNN，NN为其他修正因数（为其他修正因数（ICRPICRP指定指定NN为为11）单位为单位为J/kgJ/kg，专用名为希沃特（，专用名为希沃特（SievertSievert），符号），符号为为SvSv，旧单位：
雷姆，旧单位：
雷姆，remrem1Sv=1J/kg=100rem1Sv=1J/kg=100rem辐射类型Q值X、射线1热中子2.3快中子和质子10粒子20有效剂量E就是组织或器官的当量剂量HT与组织权重因子WT的乘积，并对所有器官或组织求和，即E=WTHT式中，HT、WT分别是器官或组织T的当量剂量和组织权重因子。
组织权重因子是组织或器官T的随机效应危险系数与全身均匀照射总危险系数的比值。
4、电离辐射与物质的相互作用带电粒子与物质原子发生以下几种作用：
（1）与核外电子发生非弹性碰撞；
（2）与原子核发生非弹性碰撞；（3）与原子核发生弹性碰撞；（4）与原子核发生核反应。
XX（）射线与物质主要发生三种作用机制）射线与物质主要发生三种作用机制：
（11）光电吸收）光电吸收，主要发生在射线能量较低的，主要发生在射线能量较低的情况，在情况，在101030keV30keV的能量范围占优势。
的能量范围占优势。
（2）康普顿散射，康普顿效应的发生率与原子序数没有太大关系，而主要取决于电子密度，在30keV25MeV的能量范围占优势。
（3）电子对效应，光子能量超过1.02MeV才能发生这种吸收其它还有相干散射、光核反应中子与原子核的相互作用分为两大类：
中子与原子核的相互作用分为两大类：
散射：
散射：
吸收：
包括辐射俘获、核裂变、（吸收：
包括辐射俘获、核裂变、（nn，）和（和（nn，pp）反应等。
）反应等。
对于某些重核（如对于某些重核（如235U235U和和239Pu239Pu），其热中子），其热中子引起引起的核反应主要有两种类型的核反应主要有两种类型:
1.“1.“辐射俘获辐射俘获”，即（，即（n,n,）反应，）反应，例如例如235U235U（n,n,）236U;236U;2.2.裂变反应，即裂变反应，即235U235U俘获热中子后发生裂变中俘获热中子后发生裂变中子在物质中有较强的贯穿能力。
子在物质中有较强的贯穿能力。
二、辐射源及其分类1、放射源的种类放射治疗使用的放射源主要有三类：
放射治疗使用的放射源主要有三类：
（11）放射性同位素放出的）放射性同位素放出的、线。
线。
（22）XX射线治疗机和各类加速器产生的不同能射线治疗机和各类加速器产生的不同能量的量的XX射线。
射线。
（33）各类加速器产生的电子束、质子束、中）各类加速器产生的电子束、质子束、中子束、负子束、负介子束，以及其他重离子束等。
介子束，以及其他重离子束等。
照射方式有两种：
照射方式有两种：
（11）外照射；（）外照射；（22）内照射）内照射2、近距离治疗用放射性同位素放射源来源释放射线平均能量半衰期半衰期使用情况使用情况铱铱-192-192人工放射人工放射性同位素性同位素射线射线350KeV350KeV7474天天组织间插植组织间插植和腔内照射和腔内照射铯铯-137-137人工放射人工放射性同位素性同位素射线射线0.662MeV33年组织间插植组织间插植和腔内照射和腔内照射钴钴-60-60人工放射人工放射性同位素性同位素射线1.25MeV5.25年外照射镭镭-226-226天然放射天然放射性同位素性同位素、射线0.83MeV1590年已经禁用3、钴-60治疗机组成：
组成：
（11）、一个密封的钴）、一个密封的钴-60-60放射源；放射源；（22）、一个源容器及防护机头；）、一个源容器及防护机头；（33）、具有开关的遮线器装置；）、具有开关的遮线器装置；（44）、具有定向限束的准直器；）、具有定向限束的准直器；（55）、支持机头的治疗机架；）、支持机头的治疗机架；（66）、治疗床；）、治疗床；（77）、计时器及运动控制系统；）、计时器及运动控制系统；（88）、辐射安全及联锁系统。
）、辐射安全及联锁系统。
4、医用直线加速器医用电子加速器主要有电子感应加速器、电子直线加医用电子加速器主要有电子感应加速器、电子直线加速器、电子回旋加速器。
速器、电子回旋加速器。
19371937年第一台年第一台1MV1MV范德格喇夫加速器安装在美国波士范德格喇夫加速器安装在美国波士顿顿HuntingtonHuntington纪念医院。
纪念医院。
19431943年年D.W.KerstD.W.Kerst提出用电子感应加速器作放射治疗。
提出用电子感应加速器作放射治疗。
19491949年安装了第一台年安装了第一台20MV20MV电子感应加速器。
电子感应加速器。
19441944年年V.I.VekslerV.I.Veksler提出使用电子回旋加速方法提出使用电子回旋加速方法,直到直到6060年代才得到首次使用了年代才得到首次使用了22MeV22MeV的的MM22MM22型加速器。
型加速器。
19461946年年D.W.FryD.W.Fry介绍了行波直线加速器，介绍了行波直线加速器，19521952年安装使用了第一台年安装使用了第一台8MV8MV固定型射频微波直线加固定型射频微波直线加速器。
速器。
我国首台医用我国首台医用10MV10MV直线加速器于直线加速器于19781978年诞生。
年诞生。
直线加速器保留了电子感应加速器的优点，克服了它直线加速器保留了电子感应加速器的优点，克服了它的缺点，是目前放疗中的主流设备。
的缺点，是目前放疗中的主流设备。
三、核和放射事件分级1、辐射事故类型辐射事故是指放射源丢失、被盗、失控，或者辐射事故是指放射源丢失、被盗、失控，或者放射性同位素和射线装置失控导致人员受到意放射性同位素和射线装置失控导致人员受到意外的异常照射。
外的异常照射。
辐射事故的类型，按发生原因可分为：
辐射事故的类型，按发生原因可分为：
责任事故、技术事故和其它事故。
责任事故、技术事故和其它事故。
按其性质可分为超剂量照射事故、表面污染事按其性质可分为超剂量照射事故、表面污染事故、丢失放射性物质事故、超临界事故和放射故、丢失放射性物质事故、超临界事故和放射性泄露事故。
性泄露事故。
按发生的途径主要是核设施事故、核技术应用按发生的途径主要是核设施事故、核技术应用中发生事故、放射性物质运输中的事故。
中发生事故、放射性物质运输中的事故。
（一）
（一）类放射源类放射源为极高危险源。
没有防护情况为极高危险源。
没有防护情况下，接触这类源几分钟到下，接触这类源几分钟到11小时就可致人死亡小时就可致人死亡;
（二）
（二）类放射源类放射源为高危险源。
没有防护情况为高危险源。
没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人死亡下，接触这类源几小时至几天可致人死亡;（三）（三）类放射源类放射源为危险源。
没有防护情况下，为危险源。
没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡接触几天至几周也可致人死亡;（四）（四）类放射源类放射源为低危险源。
基本不会对人为低危险源。
基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤;（五）（五）类放射源类
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