辐射剂量学基础_精品文档.pptx

1、辐射防护基础张文艺2辐射剂量学基础辐射剂量学基础2.1辐射剂量学简介辐射剂量学简介2.2常用量及剂量学方法常用量及剂量学方法2.1辐射剂量学简介辐射剂量学简介辐射剂量学研究的主要内容包括：u电离辐射能量在物质中的转移、吸收规律；u受照物质内的剂量分布及其与辐射场的关系；u辐射剂量与有关的辐射效应的响应关系，以及u剂量的测量、屏蔽计算方法等。为研究辐射效应的作用机理、实施辐射防护的剂量监测和评价、进行放射治疗与辐射损伤的医学诊断和治疗提供可靠的科学依据。2.2常用量和剂量学方法常用量和剂量学方法2.2.1剂量剂量学常用量的关系学常用量的关系剂量学常用量主要包括物理量、医学临床和生物学研究中常用到

2、的量、防护评价量和防护实用量四大类，它们之间的关系如图2-1所示。物理量物理量吸收剂量，D注量，比释动能，k防护评价量防护评价量*器官吸收剂量，DTR器官当量剂量，HT有效剂量，E待积器官当量剂量，HT待积有效剂量，E医学、生物研究常用量医学、生物研究常用量器官吸收剂量，DT组织吸收剂量，HT局部吸收剂量，E全身吸收剂量，HT活存干细胞加权剂量，E 防护防护实用量实用量周围剂量当量，H*(d)定向剂量当量，H(d)人员剂量当量，Hp(d)图图1辐射剂量学辐射剂量学常用量及其关系常用量及其关系GySvSv通过理论计算通过计算可转化通过理论计算物理量是有严格定义的最基本的量，而且可以从定义出发对其

3、进行测量。防护实用量是从辐射防护监测的实际出发定义的量，这些量均是在一些特定的环境或辐射场中定义的，这些量仅用在辐射防护监测方面，不能用于其他目的。防护量评价是辐射防护评价的目标量，这些量主要通过物理量或实用量用计算或估算求得，它们本身是不可测的量。医学临床和生物学研究中常用到的量大多也是用模拟测量或计算而得出的。2.2.2常用剂量学量中的物理量常用剂量学量中的物理量辐射剂量学中最基本的量是吸收剂量。吸收剂量(D)是电离辐射授与质量元的平均能量(d)除以该体元的质量(dm)而得的商，即：吸收剂量的SI单位是“Jkg-1”，SI单位的专门名称叫“戈瑞”(Gray),符号是“Gy”，1Gy=1Jk

4、g-1。吸收剂量 的 专 用 单 位 是“拉 德”，其 符 号 为“rad”，1rad=0.01Gy。应当应当注意的是，由于吸收剂量将随辐射类型和物质的种类而异，注意的是，由于吸收剂量将随辐射类型和物质的种类而异，因而在描述吸收剂量时，必须说明是哪种辐射对何种物质造成的吸收因而在描述吸收剂量时，必须说明是哪种辐射对何种物质造成的吸收剂量。剂量。例如，可以例如，可以说说氢氢(H)的的吸收剂量，吸收剂量，氧氧(O)的的吸收剂量。但当说空气、吸收剂量。但当说空气、肌肉、骨等的吸收剂量时，这类混合物的吸收剂量应按其肌肉、骨等的吸收剂量时，这类混合物的吸收剂量应按其成分成分(按按重量重量计计)进行进行加

5、权平均求得：加权平均求得：空气空气：C:0.000124N:0.755267O:0.231781Ar:0.012827肌肉：肌肉：H:0.101997C:0.123000N:0.035000O:0.729003Na:0.000800Mg:0.000200P:0.002000S:0.005000K:0.003000骨：骨：H:0.063980C:0.278000N:0.027000O:0.410061Mg:0.002000P:0.070000S:0.002000Ca:0.147000注量，是dN除da的商，其中dN是入射到有效截面积为da的球面上的粒子总数。注量的SI单位是“cm-2”。、射线均

6、可以通过注量的测量来估算吸收剂量。一般来说，中子的吸收剂量主要是通过注量测量来实现的。比释动能，定义为不带电的电离辐射在无限小体积内释放出的所有带电的电离粒子的初始动能之和的平均值dtr除以该体积内物质的质量dm 而得的商，即：比释动能的SI单位和专用单位，与吸收剂量相同，分别是“Gy”和“rad”。应注意的是，在描述比释动能时，也必须说明媒质的类型，例如，空气中的比释动能等。2.2.3用于外辐射的实用量用于外辐射的实用量主要指周围剂量当量，定向剂量当量，人员剂量当量等，它们主要用于辐射防护的测量。为介绍这几个量的方便，首先介绍以下术语。2.2.3.1 几个常用术语几个常用术语a.强贯穿辐射和

7、弱贯穿辐射强贯穿辐射和弱贯穿辐射依赖与皮肤剂量与有效剂量之比。当宽束正常入射时，皮肤接受的剂量比有效剂量高十倍以上时，称之为弱贯穿辐射，否则为强贯穿辐射。能量低于2MeV的a和粒子，能量小于12keV的和光子是弱贯穿辐射。中子均属强贯穿辐射。b.扩展场扩展场假设假设的辐射场内，注量及其角度和能量的辐射场内，注量及其角度和能量分布在关心的体积分布在关心的体积(参考点参考点)内都相同时，这内都相同时，这个辐射场称之为扩展场。个辐射场称之为扩展场。c.扩展和齐向场扩展和齐向场注注量为单一方向的扩展场。量为单一方向的扩展场。2.2.3.2 周围剂量当量周围剂量当量 H*(d)辐射场中某一点的H*(d)

8、是在相应的扩展和齐向场中，在ICRU球内与齐向场方向相反的半径上，其深度为d处的剂量当量。其单位为Jkg1，其单位的专用名为希沃特(Sv)。应注意的是，H*(d)的表述应包括参考深度d，为简化符号，d可以用mm为单位的量来表示。对对强贯穿辐射，强贯穿辐射，d常用常用10mm这个深度，这个深度，因而此时周围剂量当量可表示为因而此时周围剂量当量可表示为H*(10)。对弱贯穿辐射，其皮肤深度为对弱贯穿辐射，其皮肤深度为0.07mm，眼，眼晶体深度为晶体深度为3mm，并分别表示为，并分别表示为H*(0.07)和和H*(3)。2.2.3.3 定向剂量当量 H(d,)辐射场中某一点的H(d,)，是在相应扩

9、展场中，ICRU球内的特定方向的半径上，深度为d处的剂量当量。其单位为Jkg1，单位的专用名为希沃特(Sv)。应注意的是，表述H(d,)应有参考深度d和方向的说明。为表示简单，d可以用mm为单位的量来表示。对弱贯穿辐射，皮肤和眼晶体的定向剂量当量可以分别表示为H(0.07,)和H(3,)。对强贯穿辐射，深度常用10mm，可表示为H(10,)。2.2.3.4 人员剂量当量人员剂量当量人员剂量当量Hp(d)，是在身体表面下，深度d处软组织的剂量当量。单位为Jkg1，专用名为希沃特(Sv)。表述Hp(d)应有参考深度d的说明，为表示简单，d可以用mm为单位表示。对弱贯穿辐射，皮肤和眼晶体的Hp(d)

10、分别为Hp(0.07)和Hp(3)。对强贯穿辐射，深度为10mm，表示为Hp(10)。Hp(d)用一个佩带在身体表面的个人剂量计来测量的量，这种剂量计有一个探测器，并在探测嚣上覆盖了一个适当厚度的组织等效材料。如个人剂量计上覆盖的组织等效吸收体的厚度分别为0.07、3和10mm,则可以直接用来测量Hp(d)。在辐射职业照射中，最重要的剂量学量是人员剂量当量，Hp(d)在大多数情况下，个人剂量计提供Hp(d)的合理近似，至少是剂量计局部位置的。当全身受照均匀，剂量低于限值时，可将经适当校刻的剂量计读数值直接作为有效剂量,并记录在剂量记录中。人员剂量当量(吸收剂量)的确定对每一个剂量计测读后，常规

11、监测情况下应赋与浅层和深度人员剂量当量(p(0.07)和Hp(10)的值，在事故剂量情况下应赋与深度吸收剂量值(Dp(10)。外照射防护的三种基本方法：1.时间2.距离3.屏蔽2.5辐射防护辐射防护评价中的常用量评价中的常用量用用于于辐辐射射防防护护评评价价中中的的防防护护量量主主要要指指器器官官吸吸收收剂剂量，量，DT；器官；器官当量剂量，当量剂量，HT；有效；有效剂量，剂量，E。器器官官吸吸收收剂剂量量和和器器官官当当量量剂剂量量用用于于确确定定性性效效应应的的剂量剂量评价；评价；有有效效剂剂量量是是一一个个与与随随机机效效应应有有关关的的量量。应应特特别别注注意意有有效效剂剂量量的的用用

12、法法，一一般般仅仅用用在在低低于于剂剂量量限限值值的的辐辐射射防护评价中，在确定性效应中不应使用。防护评价中，在确定性效应中不应使用。2.5.1组织组织或器官的当量剂量或器官的当量剂量组组织织或或器器官官的的当当量量剂剂量量，HT可可用用下下式式计计算：算：R是是R辐辐射射的的权权重重因因子子(表表2-3)；DT,R是是辐辐射射分分量量R在在一一个个组组织织或或器器官官中中引引起起的的平平均均吸收剂量吸收剂量。表表2-3辐射辐射权重因子权重因子R辐射类型能量范围辐射权重因子R光子，电子，介子所有能量1中子10keV,20MeV5质子2MeV5中子10100keV,220MeV10中子0.12M

13、eV20粒子，裂变碎片，重核所有能量202.5.2有效有效剂量剂量有有效效剂剂量量，E可可用用下下式式计计算算，其其中中 T是组织权重因子，其值列在表是组织权重因子，其值列在表2-4中。中。器器官官剂剂量量和和有有效效剂剂量量的的单单位位为为Jkg 1，其单位的专用名为希沃其单位的专用名为希沃特特(Sv)。表表2-4组织组织权重因子权重因子T器官或组织T器官或组织T性腺0.20肝0.05红骨髓0.12食道0.05结肠0.12甲状腺0.05肺0.12皮肤0.01胃0.12骨表面0.01膀胱0.05其余器官0.05乳腺0.05个人个人监测方法是在核和辐射事故情况下评价个监测方法是在核和辐射事故情况

14、下评价个人内照射剂量的一种十分重要的方法，它能够快速人内照射剂量的一种十分重要的方法，它能够快速地给出比较直观、有效的结果地给出比较直观、有效的结果。人们人们常常通过个人监测来检查职业人员受到内常常通过个人监测来检查职业人员受到内照射的程度，它是评价个人体内放射性污染的主要照射的程度，它是评价个人体内放射性污染的主要根据根据。在在核和辐射事故发生的情况下，也常常需要个核和辐射事故发生的情况下，也常常需要个人监测方法来检测职业人员和公众是否受到了内照人监测方法来检测职业人员和公众是否受到了内照射射。内照射个人内照射个人监测方法主要监测方法主要有：有：空气空气个人监测个人监测方法方法生物生物样品个

15、人监测样品个人监测方法方法体外体外个人监测方法。个人监测方法。空气空气个人监测方法通常是采用个人空气采样器个人监测方法通常是采用个人空气采样器(PAS)直接对内污染进行监测，并用监测结果估计直接对内污染进行监测，并用监测结果估计放射性核素吸入量。放射性核素吸入量。氡剂量计及PADC卡佩戴PAS体外直接测量法是使用探测体外直接测量法是使用探测器直接从体外测量全身或器官内器直接从体外测量全身或器官内放射性核素的活度用以估算摄入放射性核素的活度用以估算摄入量的一种方法，其结果较生物样量的一种方法，其结果较生物样品测量法的结果更加可靠。品测量法的结果更加可靠。这这一方法在核和辐射事故应急测量中经常使用

16、一方法在核和辐射事故应急测量中经常使用。它它仅适用于那些能发射可以逃逸出人体的射线的核仅适用于那些能发射可以逃逸出人体的射线的核素，也就是说，它只能用于能发射素，也就是说，它只能用于能发射x射线、射线、射线、正电射线、正电子子(检测其湮灭后放出的检测其湮灭后放出的射线射线)、高能、高能粒子粒子(检测其发出检测其发出的轫致辐射的轫致辐射)以及某些以及某些发射体发射体(检测其检测其特征特征X射线射线)的核素的核素。另外另外，测量前一定要清除身体表面污染的干扰。直，测量前一定要清除身体表面污染的干扰。直接从体外测量全身或器官内放射性核素的含量可以快速接从体外测量全身或器官内放射性核素的含量可以快速而简便地估算体内相应器官或组织的放射性活度而简便地估算体内相应器官或组织的放射性活度,从而可从而可首先估算出首先估算出A0再估算内剂量。再估算内剂量。图图.全身或器官的体外测量全身或器官的体外测量 生物生物样品的检测中的生物样品包括尿、粪、样品的检测中的生物样品包括尿、粪、血液、呼出气、唾液和汗液等，但常用的是尿和血液、呼出气、唾液和汗液等，但常用的是尿和粪样，所以习惯上又称排泄物分析。通过生物样粪