放射性基础知识.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2015.10.27,省卫生计生委应急培训班,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,内容,第一部分：核与辐射技术应用概况,第二部分：放射性基础知识,第三部分：辐射量及其单位,第一部分,核与辐射技术应用概况,应用范围广泛,，遍及国民经济各部门。,核电站、医疗卫生、工业探伤、油田测井、地质勘探、辐照加工、计量仪表,(,核子秤、料位计、密度计、水分计等,),、辐照育种、同位素示踪、教育科研等。,一、民用电离辐射源,（1）辐照加工,辐照加工装置是装源活度最高的应用方式，一般用于卫生灭菌、农产品保鲜、辐射育种、高分子化合物的接枝交联和改性等。,钴-60是此类应用最常使用的核素。装源活度从数1万居里百万居里以上。,工业辐照加速器。,（2）无损探伤,又称为工业探伤。,常用的放射源多使用铱-192、钴-60、铯-137等放射性核素。,X射线探伤、加速器、工业CT。,（3）放射性仪表,包括核子秤，厚度计，料位计，湿密度计等。,放射性计量仪表种类繁多，使用的核素重要有钴-60、铯-137、锶-90等。,（4）油田测井,在石油勘探、开采中，用射线测量地质参数，探明原油储量。,镅-铍中子源是油田测井中最常使用的放射源之一。,中子源在地质勘探和活化分析方面应用广泛。,（,5,）安全检测,（,6,）放射诊断与治疗,CT,DSA,胃肠机,CR,DR,口腔全景机,SPECT,PET-CT,钴,-60,治疗机,后装治疗机,加速器：直线、回旋,X,刀,刀,粒子植入治疗,质子治疗装置,核医学（核素治疗等）,伽玛,辐照装置,湿式贮源辐照装置全景图,固定核子测量料位计,密度测量仪（核子秤）,传送带称重仪器,Belt weighing gauge,固定核子测量厚度测量仪,钻井测量,同位素示踪,源从容器中发射出来,采用遥控设备,源在曝光期间无屏蔽,可手动或自动操作,伽玛,探伤装置,（发射型伽马探伤）,特殊应用：陆上管道、海底管道,采用外部辐射源提供走,/,停的信息,外部控制源一般采用,137,Cs,。,管道爬行探伤装置,Transfer catheters are locked into place during treatment-green light indicates the catheters that are in use,近距离放射治疗装置,Varian,介入放射学透视设备,CT,医用直线加速器,Linear Accelerator,Modern accelerators have a number of treatment options.e.g.,X-rays or electrons(dual mode),2 X-ray energies,5 or more electron energies,伽玛,刀,Gamma Knife,The Gamma Knife:-,Patient positioning collimator,uses numerous high activity,60,Co sources positioned in a device so that the radiation beams converge at the specified point of treatment.,is used to treat head tumors,SPECT,PET-CT,二、核电站与其他核设施,世界核协会数据,来自IAEAPRIS（动力堆信息系统）的数据（），中国2.1%,山东核电规划,山东拟在胶东半岛,120,公里海岸线建设核电群：,烟台海阳核电站（在建）,威海荣成石岛湾核电站（在建）,威海乳山核电站,海阳核电站：电规划建设6台百万千瓦压水堆机组，留有2台扩建余地，6台机组总投资约12001300亿元，于9月动工。一期工程两台单机125万千瓦机组估计投产。3、4号机组项目申请汇报于3月31日上报国家发展改革委，5、6号机组计划在3、4号机组动工后梯次建设。,荣成石岛湾核电站：12月低调动工建设，1台20万千瓦的机组计划于底建成投产。,乳山核电站：是本省第三个最有也许上马的核电项目，但目前尚未有实质性的进展，最新的消息是“乳山核电站还在深入筹划”。,原子弹爆炸,三、核武器,原子弹,氢弹,冲击波：使楼房等建筑物瞬间倒塌或物体崩射，导致大量人员伤亡。,热辐射：是指核武器爆炸后产生的一种温度高达几千万摄氏度的热球。热球产生的热辐射足以点燃多种物质，发出的强光使人临时或永久失明。,核辐射：第二次世界大战末期，美国在日本广岛和长崎投下的两颗原子弹导致30余万人员伤亡中，其中有是由辐射损伤导致,第二部分,放射性基础知识,一、放射性核素,是指不稳定的原子核，能自发地放出射线（如射线、射线等），通过衰变形成稳定的核素。,衰变时放出的能量称为衰变能。,衰变到原始数目二分之一所需要的时间称为半衰期，其范围很广，分布在1015 a10-12 s之间。,目前已发现的放射性核素近2500种。,分类：分为天然的和人工的2种，其中天然的有60多种，绝大多数为人工放射性核素。,原子核自发地放射出射线转变成另一种 核素的过程叫做衰变。在衰变中电荷数和质量数都是守恒的。如：,母体与子体：假如某一放射性核素A通过衰变产生B，则称A为B的母体,B为A的子体。衰变后的子核有的稳定，有的不稳定而继续进行衰变。,常见的衰变类型为衰变、衰变、衰变。,二、放射性核素的衰变类型,234,92,U,230,90,Th,226,88,Ra,222,86,Rn,238,92,U,234,90,Th,钍,4,2He,（一）衰变,原子核自发地放射出粒子而发生的转变，叫做衰变。,子核、母核：在衰变中，衰变后的剩余核（子核）与衰变前的原子核（母核）相比，电荷数少2，质量数减4。,假如用X代表母体核素，Y代表子体核素，则衰变可以用下式表达：,（二）衰变 原子核自发地放射出电子或正电子或俘获一种轨道电子而发生的转变，统称为衰变。放射出负电子的成为-衰变；放射出正电子的称为+衰变；俘获轨道电子的称为轨道电子俘获（EC）。衰变的三种类型可分别用下式表达：,无论哪种形式的衰变，子核与母核的质量数相似，只是电荷数相差1。,-衰变后原子核中的一种中子变成了质子。,+衰变和轨道电子俘获后原子核的一种质子变成了中子。,有些衰变的放射性核素只放射粒子，而没有伴随射线，如14C、32P等。,许多衰变的放射性核素放射粒子时往往伴有射线，如60Co。某些放射性核素衰变时放出2组或2组以上能量的粒子。,处在激发态的原子核（高能态）向基态（低能态）跃迁时，其能量以光子的方式释放出来，发射出 射线。,它是一种高能量的电磁波，波长较短。,核素的衰变往往是与衰变、,衰变一起发生的。,（三）,衰变,三、放射性衰变规律,衰变定律,母体原子核的数目随时间呈指数规律减少,N=N0e-t,式中：N0是当t=0时刻放射核素母体的原子核数目。母体总核数N的值随时间t的增长按指数规律衰减；为一比例常数，称为衰变常数。,衰变常数,定义：特定能态的放射性核素在dt时间内发生自发核跃迁的概率除以dt。,物理意义：表达在放射性核素衰变过程中，每个原子核在单位时间内发生衰变的概率。,每一种放射性核素均有其固定的衰变常量，值越大，表达放射性核素衰变的快。,半衰期T,定义：放射性母体原子核数目衰减至本来数目的二分之一所需要的时间。,物理意义：表达核衰变快慢的物理量。,多种放射性核素均有一定的半衰期，如碘-131的半衰期是8天，铯-137是30年，钴-60的半衰期是5.26年，铱-192的半衰期是74.3天，硒-75的半衰期是118天碳-14是5730年，钚-239是240，铀-238是4 470 000 0，等等。,T与的换算关系：,T=(ln2)/=0.693/,=0.693T,四、放射性活度,定义：在给定的时刻，处在特定能态的一定量的某种放射性核素的活度，是在时间间隔dt内，该核素发生自发核跃迁数的期望值dN除以dt所得的商（一定量的放射性核素，在单位时间内发生衰变的次数）：,A=dN/dt,单位：放射性活度的SI单位是“秒1”（S1），专门名称是贝可勒尔（Becquere），简称贝可（Bq）。1贝可表达放射核素在1秒钟内发生1次核跃迁，即：,1贝可（Bq）1秒1（S1）,放射性活度旧的专用单位是居里（Ci），它表达放射性核素在1秒钟发生3.71010次核衰变即：,1居里（Ci）3.71010秒1（S1）,活度常用kBq(k103）、MBq（M106）、GBq（G109）、TBq（T1012）、PBq（P1015）和mCi（毫居里）、Ci（微居里)等由词头和贝可或居里构成的十进位数或分数单位表达。它们之间的关系：,1 Ci3.71010 Bq=37 GBq,1 Ci=103 mCi=106 Ci,放射性活度计算,放射性活度A随时间按指数规律衰减。设放射性核素时刻的活度A则,A=A0 e(0.693/T1/2)t,式中：,A0 t=0时的活度;,T1/2 半衰期，即活度减少二分之一时所需要的时间（计算时应与t的单位统一）。,五、辐射来源,辐射包括电离辐射和非电离辐射（如电磁波、紫外线、可见光及红外辐射等），故广义的辐射源应包括电离辐射源和非电离辐射源。,一般辐射源指可以通过发射电离辐射或释放放射性物质而引起辐射照射的一切物质或实体。例如，钴-60是发射射线和射线的辐射源，医用加速器是放射治疗实践中的辐射源，核电厂是核动力发电实践中的辐射源。,核技术运用领域中的辐射源：放射性同位素（放射源）及射线装置。,辐射源重要产生的射线：、X、中子等。,（一）放射源分类,1.,按,来源,：分为天然和人工两大类。,2.,以,潜在危害程度,：,类、,类、,类、,类、,类。,3.,按,密封状况,：密封源和非密封源。,4.,按,射线种类,：,放射源、,放射源、,放射源及中子源。,六、放射源与射线装置分类,1.按照来源分类,（1）天然辐射源,天然存在的辐射源称为天然辐射源。天然辐射源重要来自宇宙射线、,宇生放射性核素和原生放射性核素。,宇宙射线,来自太阳和星际空间，重要由中子、质子、电子和多种介子等高速粒子构成。具有较强的贯穿能力，对人体导致外照射。强度随海拔高度的增长呈指数增长。,宇生放射性核素,宇宙射线与大气层中和地球表面氧、氮等多种元素的原子核互相作用后产生的放射性核素。约20种，其中3H、14C、7Be和22Na的奉献较大。,原生放射性核素,自有地球以来就存在于地壳内的放射性核素。分为两类：有衰变系列的核素：铀系、锕铀系、钍系。无衰变系列的长寿命核素：40K、87Rb。,（2）人工辐射源,人工辐射源是用人工措施产生的辐射源。人工辐射源重要有核设施、核技术应用的辐射源和核试验落下灰等。,核设施指核动力厂和其他反应堆（研究堆、试验堆、临界装置等）；核燃料循环设施（包括核燃料生产、加工、储存和后处理设施等）；放射性废物的处理和处置设施等。,核技术应用是指密封放射源、非密封放射源和射线装置在医疗、工业、农业、地质调查、科学研究和教学等领域中的使用。,2.,放射源以潜在危害程度分类,分类原则,参照国际原子能机构的有关规定，按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将放射源分为、类，V类源的下限活度值为该种核素的豁免活度。,类放射源为极高危险源。没有防护状况下，接触此类源几分钟到1小时就可致人死亡;,类放射源为高危险源。没有防护状况下，接触此类源几小时至几天可致人死亡;,类放射源为危险源。没有防护状况下，接触此类源几小时就可对人导致永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡;,类放射源为低危险源。基本不会对人导致永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人也许导致可恢复的临时性损伤;,类放射源为极低危险源。不会对人导致永久性损伤。,放射源分类表,常用不一样核素的64种放射源按下列表进行分类（举例）:,放 射 源 分 类 表,核素名称,I,类源,（贝可）,II,类源,（贝可）,III,类源,（贝可）,IV,类源,（贝可）,V,类源,（贝可）,Am-241,610,13,610,11,610,10,610,8,110,4,Am-241/Be,610,13,610,11,610,10,610,8,110,4,Au-198,210,14,210,12,210,11,210,9,110,6,Ba-133,210,14,210,12,210,11,210,9,110,6,C-14,510,16,510,14,510,13,510,11,110,7,Cd-109,210,16,210,14,210,13,210,11,110,6,Ce-141,110,15,110,13,110,12,110,10,110,7,Ce-144,910,14,910,12,910,11,910,9,110,5,Cf-252,210,13,210,11,210,10,210,8,110,4,Cl-36,210,16,210,14,210,13,210,11,110,6,Cm-242,410,13,410,11,410,10,410,8,110,5,Cm-244,510,13,510,11,510,10,510,8,110,4,Co-57,710,14,710,12,710,11,710,9,110,6,Co-60,310,13,310,11,310,10,310,8,110,5,Cr-51,210,15,210,13,210,12,210,10,110,7,Cs-134,410,13,410,11,410,10,410,8,110,4,Cs-137,110,14,110,12,110,11,110,9,110,4,Eu-152,610,13,610,11,610,10,610,8,110,6,Eu-154,610,13,610,11,610,10,610,8,110,6,Fe-55,810,17,810,15,810,14,810,12,110,6,Gd-153,110,15,110,13,110,12,110,10,110,7,Ge-68,710,14,710,12,710,11,710,9,110,5,H-3,210,18,210,16,210,15,210,13,110,9,Hg-203,310,14,310,12,310,11,310,9,110,5,I-125,210,14,210,12,210,11,210,9,110,6,I-131,210,14,210,12,210,11,210,9,110,6,Ir-192,810,13,810,11,810,10,810,8,110,4,Kr-85,310,16,310,14,310,13,310,11,110,4,Mo-99,310,14,310,12,310,11,310,9,110,6,Nb-95,910,13,910,11,910,10,910,8,110,6,Ni-63,610,16,610,14,610,13,610,11,110,8,Np-237(Pa-233),710,13,710,11,710,10,710,8,110,3,P-32,110,16,110,14,110,13,110,11,110,5,Pd-103,910,16,910,14,910,13,910,11,110,8,Pm-147,410,16,410,14,410,13,410,11,110,7,Po-210,610,13,610,11,610,10,610,8,110,4,Pu-238,610,13,610,11,610,10,610,8,110,4,Pu-239/Be,610,13,610,11,610,10,610,8,110,4,Pu-239,610,13,610,11,610,10,610,8,110,4,Pu-240,610,13,610,11,610,10,610,8,110,3,Pu-242,710,13,710,11,710,10,710,8,110,4,Ra-226,410,13,410,11,410,10,410,8,110,4,Re-188,110,15,110,13,110,12,110,10,110,5,非密封源分类,上述放射源分类原则对非密封源合用。,非密封源工作场所按放射性核素日等效最大操作量分为甲、乙、丙三级，详细分级原则见电离辐射防护与辐射源安全基本原则（GB 18871-）。,甲级非密封源工作场所的安全管理参照类放射源。,乙级和丙级非密封源工作场所的安全管理参照、类放射源。,密封源：是密封在包壳里的或紧密的固结在覆盖层里并呈固体形态的放射性物质。密封源的包壳或覆盖层应具有足够的强度，使源在设计使用条件和磨损条件下，以及在估计的事件条件下，均能保持密封性能，不会有放射性物质泄露出来。,非密封源：这种放射源一般没有被容器密封起来，多以液态、气态、粉末状存在。使用这种放射源的工作场所称为非密封源工作场所。,3.,按密封状况分类,放射源,重要用于烟雾报警器、静电消除器和放射性避雷器等的离子发生器。常用的放射性核素有210Po、238Pu、239Pu、241Am、235U、238U等。,常用的放射源，活度一般较低（1043.7109 Bq），并且粒子的能量一般低于7MeV,在空气中的射程不不小于6cm，穿不透皮肤表面的角质层，一张纸即可屏蔽，故没有外照射危险。不过绝大多数核素属于极毒或高毒核素，虽然摄入体内的量很少，也会导致严重的内照射。因此，使用放射源必须尤其注意保护源的密封性能。,4.,按射线种类分类,放射源：,重要用作放射性测厚仪、皮肤科敷贴器和气象色谱仪的电子捕集器等。常用的放射性核素有58Co、60Co、63Ni、85Kr氪、137Cs、147Pm钜、204Tl铊等。,射线的穿透能力比同样能量粒子约强100倍，能量超过70keV的粒子可穿透皮肤表层。常用的放射源的粒子能量不小于70keV，故应考虑外照射的防护。可用有机玻璃和铝片防护。,放射性核素衰变时，常伴随有辐射或其他形式的光子。粒子穿过周围物质时产生轫致辐射（X射线），其穿透能力比粒子强得多。因此，在使用放射源时不能忽视对射线的防护和轫致辐射（X射线）的防护。,放射源,放射源是使用最多的放射源，广泛应用于工业、农业、医疗和科研等部门。使用强放射源的辐照装置，装源活度多数在105-6105Ci范围内，也有不小于106Ci的辐照室；活度在3mCi-60Ci的放射源重要用于多种核仪表(如料位计，核子秤、厚度计，密度计等)和工业无损探伤(摄影)，或作为测量仪表的刻度源和检查源，或供医疗单位进行外照射治疗、间质治疗和腔内治疗用。,射线的贯穿能力很强，使用放射源重要防止外照射。,中子源,中子源在地质勘探、活化分析、,辐射育种、湿度测量和科学研究等领域得到,广泛应用,。,常用的中子源有镭,-,铍中子源、镅,-,铍中子源、钋,-,铍中子源、钚,-,铍中子源等。,中子的贯穿能力很强，使用中子源时，,应着重外照射防护。,对中子的防护一般使用含氢较多的物质进行防护。,辐射源或活动,每年的平均剂量,一次,5,小时喷气飞机飞行,30 Sv,建筑材料,40 Sv,宇宙射线,300 Sv,土壤,350 Sv,体内源（,K-40),400 Sv,氡气,1.2 mSv,一次胸部,X,射线照相,400-1500 Gy,一次,CT,25 50 mGy,肿瘤放射治疗,50 Sv,核电站正常运行,0.2 Sv,某些常见放射源或活动所导致的辐射剂量,（二）射线装置分类,根据射线装置对人体健康和环境也许导致危害的程度，从高到低将射线装置分为类、类、类。按照使用用途分医用射线装置和非医用射线装置。,类为高危险射线装置，事故时可以使短时间受照射人员产生严重放射损伤，甚至死亡,或对环境导致严重影响；,类为中危险射线装置，事故时可以使受照人员产生较严重放射损伤，大剂量照射甚至导致死亡；,类为低危险射线装置，事故时一般不会导致受照人员的放射损伤。,装置类别,医用射线装置,非医用射线装置,射线装置,能量大于,100,兆电子伏的医用加速器,生产放射性同位素的加速器（不含制备,PET,用放射性药物的加速器）,能量大于,100,兆电子伏的加速器,类射线装置,放射治疗用,X,射线、电子束加速器,工业探伤加速器,重离子治疗加速器,安全检查用加速器,质子治疗装置,辐照装置用加速器,制备正电子发射计算机断层显像装置（,PET,）用放射性药物的加速器,其它非医用加速器,其他医用加速器,中子发生器,X,射线深部治疗机,工业用,X,射线,CT,机,数字减影血管造影装置,X,射线探伤机,类射线装置,医用,X,射线,CT,机,X,射线行李包检查装置,放射诊断用普通,X,射线机,X,射线衍射仪,X,射线摄影装置,兽医用,X,射线机,牙科,X,射线机,乳腺,X,射线机,放射治疗模拟定位机,其它高于豁免水平的,X,射线机,六、射线与物质的互相作用,电离辐射是由直接或间接电离粒子、或由两者混合构成的任何辐射。,直接电离粒子是指那些能直接引起物质电离的带电粒子。如电子、粒子和质子等。,间接电离粒子是指可以产生出直接电离粒子或引起核变化的非带电粒子。如、射线和中子等。,（一）带电粒子与物质的互相作用,1.电离、激发,电离：由于入射电子与壳层电子间的静电库仑作用，壳层电子获得能量，假如获得的电子能量足够大，壳层电子克服原子核的束缚而脱离出来，此时该原子就被分离成一种自由电子和一种正离子构成的离子对。,激发：假如壳层电子所获得的能量比较小，还局限性以使它脱离原子核的束缚而成为自由电子，而只是由能量较低的轨道过渡到较高的轨道上去，这个过程就是原子的激发。,处在激发态的原子是不稳定的，它要自发的退回到本来的基态，多出的能量将以光子形式释放出来。,2.轫致辐射,运动着的带电粒子还可以与原子核发生非弹性碰撞。带电粒子在原子核的电场作用下，运动忽然受阻，运动方向发生大的偏折，此时带电粒子的一部分动能转变为具有持续能谱的射线辐射出来，这就是所谓的轫致辐射。,3.弹性散射,入射电子与原子核的总动能保持不变。由于核质量一般比电子质量大的诸多，因此在弹性散射时原子核基本上是不动的，入射电子的运动方向受到偏转，而电子能量变化甚微。,电子因质量小散射现象尤其严重，它不仅被原子核散射，对于较厚的散射体，入射电子在穿过的时候，将多次散射，而取不一样的方向运动，甚至导致反方向散射，原子序数愈大反散射系数愈大。,（二）X、射线与物质的互相作用,1.光电效应：当一种光子和一种原子相碰撞时，将所有能量交给一种壳层电子，使它脱离原子而运动，光子自身则整个被吸取。,光电效应强烈地依赖于物质的原子序数和光子的能量。当光子能量低，物质的原子序数高时，产生光电效应的几率就大。,2.康普顿效应：入射光子与原子的一种轨道电子发生碰撞，将一部分能量传给了电子，自已却变化了运动方向。当光子能量在1MeV左右时，以康普顿效应为主。,3.电子对效应：当入射光子的能量不小于2个电子静止能量（1.02 MeV）时，则它与物质互相作用便会发生电子对效应，即光子自身消失而产生一对正负电子。,正电子慢化后，最终会与物质中大量存在的自由电子相复合而转化为各约为0.511MeV的两个光子，称为湮没辐射。,4.,光致核反应：,当,、,X,射线能量较高，如高于,8MV,时，可发生（,、,n,）光核反应，产生中子辐射。,（三）中子与物质的互相作用,1.弹性散射：与原子核发生弹性碰撞，形成反冲核。靶核越轻，获得的动能越多。,2.非弹性散射：与靶核作用形成复合核，释放一种能量低的中子，激发态的原子核释放射线后回到基态。,3.辐射俘获：靶核吸取一种中子而处在激发态，发出射线回到基态。俘获射线。,中子活化、感生放射性：原子受中子照射由稳定性核变为放射性核的过程为中子活化。而受中子照射而产生的放射性成为感生放射性。,第三部分,辐射量及其单位,照射量,照射量X是表征中等能量或射线在空气中致电离能力的物理量。其含义是：或辐射在质量为dm的空气中释出的所有电子（正电子和负电子）被空气制止时，在空气中形成的一种符号的离子的总电荷的绝对值dQ除以dm所得的商即：,X=dQ/dm,这里需要阐明的是：照射量只合用于、射线，且受照介质为空气，它不包括次级电子产生的轫致辐射被吸取而产生的电离。此外由于基准测量中存在的困难，它只能用于能量在10keV到3MeV范围内的或射线。,照射量的SI单位名称是库伦每公斤，单位符号是Ckg1。它没有国际单位制的专门名称。,旧的专用单位是伦(R)或其分数mR、R。1R等于在1kg空气中产生2.58104库伦的电荷量即,1R2.58104 Ckg1,1Ckg13.877103 R,一、吸取剂量及吸取剂量率,吸取剂量是描述辐射场内受照物体接受的能量，衡量物质吸取辐射能量的多少。其含义是：由射线授与某一体积元物质的平均能量d除以该体积元物质的质量dm所得的商，即,Dd/dm,吸取剂量合用于任何电离辐射和任何介质。,它的SI单位是焦耳每公斤(J/kg)，专门名称是戈瑞(Gy)。1戈瑞等于1公斤物质吸取了1焦耳的辐射能量即,1 Gy=1 J/kg,还可用cGy、mGy、Gy表达。,吸取剂量旧的专用单位是拉德(rad)。1拉德表达电离辐射授与1克受照物质的平均辐射能量是100尔格(erg)，即,1 rad=100 erg/g,=0.01 J/kg(1 J=107 erg),=0.01 Gy,1 Gy=100 rad,吸取剂量率是单位时间内授与单位质量物质的电离辐射的平均能量，定义为在时间间隔dt内所吸取的剂量增量dD除以dt的商即,DdD/dt,吸取剂量率的SI单位是戈瑞每秒(Gy/s)，旧的专用单位是拉德每秒（rad/s）。还可用mGy/h、Gy/h表达。,二、比释动能与比释动能率,对于非带电粒子，它与物质互相作用时，其能量的传递分两个过程：,首先把其能量传递给与物质互相作用中释放出的次级带电粒子；,然后次级带电粒子通过电离、激发，把先前获得的能量授与物质（次级带电粒子被物质吸取）。,这后一过程的成果可用吸取剂量来度量。为了度量初始过程中非带电粒子传递给次级带电粒子的能量，引进了“比释动能”这个辐射量。,比释动能K指非电离粒子（如X、射线或中子）在单位质量物质中传递给带电粒子的动能，定义为：在质量为dm的某一物质内，由不带粒子释放出来的所有带电电离粒子的初始动能的总和dEtr除以dm而得的商即,KdEtr/dm,比释动能具有和吸取剂量相似的量纲，故它在SI单位中的专门名称也是戈瑞(Gy)。,比释动能率比释动能率的定义为：在dt时间内的比释动能增量dK除以dt。其SI单位为戈瑞每秒，以Gys-1表达。（Gyh-1,mGyh-1,cGymin-1）,三、当量剂量,已知低剂量照射引起的随机效应的概率不仅依赖于吸取剂量，并且还依赖产生这种剂量的辐射种类和能量。因此引进当量剂量概念：,HT,R=DT,R WR,式中，DT,R 为辐射R在组织或器官T内产生的平均吸取剂量，WR是辐射R的辐射权重因子。,当量剂量的单位为焦耳每公斤(Jkg1)，专门名称为希沃特(Sv)。还可用mSv、Sv。,辐射权重因子,（,ICRP,最新的数据有所变化）,射线种类与能量范围 辐射权重因子,W,R,光子所有能量,1,电子及介子所有能量,1,中子能量,10kev 5,10kev,100kev 10,100kev,2MeV 20,2MeV,20MeV 10,20MeV 5,质子不是反冲质子能量,2MeV 5,粒子裂变碎片重核,20,四、剂量当量,剂量当量H的定义为：在要研究的组织中，某点处的吸取剂量D与品质因数Q和其他一切修正因数N的乘积。即：,H=DQN,式中，D-该点处的吸取剂量；,Q-辐射的品质因数；,N-其他修正因数的乘积，等于1。,品质因数Q和其他一切修正因数N都无量纲，故剂量当量的单位（SI）与吸取剂量单位相似，即Jkg-1，为了与吸取剂量单位区别，其SI单位焦耳每公斤的专用名称为希沃特，简称希，以Sv表达，1Sv=1 Jkg-1。,对多种类型辐射使用的Q值,辐射类型,Q,X射线，射线，电子,1,热中子,2.3,能量未知的中子、质子和静止质量,1原子质量单位的单电荷粒子,10,能量未知的,粒子和多电荷粒子（及电荷数未知的粒子）,20,周围剂量当量,周围剂量当量H*（d）是用来表征强贯穿辐射的实用量，也是用于估计有效剂量E的量，就是对应于测量点处的齐向扩展场在ICRU球（直径为30 cm的组织等效球）内、逆齐向场的半径上深度d处产生的剂量当量。对强贯穿辐射，推荐d=10mm，此时H*（d）记为H*（10）。单位为Jkg-1，专用名：Sv。,周围剂量当量定义示意图,五、有效剂量,随机性效应的概率除与当量剂量大小有关外，还与受照组织或器官有关。当不一样组织或器官受到相似当量剂量照射时，由于各组织、器官的辐射敏感性不一样，因此各自对总危害的相对奉献亦不一样。反应器官或组织T这种相对奉献大小的数值称为组织权重因子WT。全身所有组织和器官的WT之和等于1。,人体所受到的任何照射(均匀或非均匀照射)，几乎总是不止波及一种组织，为了计算所有受到照射的组织带来的总危害，对随机性效应引入了有效剂量E，公式为,ETWT HT,式中HT 为器官或组织T的当量剂量；WT为组织T的组织权重因子。,有效剂量的单位是焦耳每公斤(Jkg1)，专门名称是希沃特(Sv)。,组织权重因子,（,ICRP,最新的数据有所变化）,组织或器官 组织权重因子WT,性腺 0.20,红骨髓 0.12,结肠 0.12,肺 0.12,胃 0.12,膀胱 0.05,乳腺 0.05,肝 0.05,食道 0.05,甲状腺 0.05,皮肤 0.01,骨表面 0.01,其他组织或器官 0.05,例：,某放射性工作人员在非均匀照射条件下工作，性腺和膀胱均受到,10mSv,的照射。该工作人员所受的有效剂量是多少？（性腺和膀胱的组织权重因子分别为,0.20,和,0.05,）。,计算：,据式,E,T,W,T,H,T,有效剂量,=0.2010+0.05 10,=2.5,mSv,应当注意：剂量当量、当量剂量和有效剂量只能在防护领域中使用，即在小剂量范围内合用。而对于大剂量的急性照射只能用吸取剂量。,六、集体当量剂量和集体有效剂量,为了表达一组人某指定组织或器官所受的总辐射照射量，ICRP把该量定义为组织T的集体当量剂量，它由下式给出,STTHT,iNi,式中Ni是接受的平均器官当量剂量HT,i 的第i亚组人群的人数。,假如规定量度某一人群所受的辐射照射，可以计算其集体有效剂量，定义为,S i EiNi,式中 Ei是第i亚组人群接受的平均有效剂量。,谢谢大家！,