电离辐射剂量与防护课件(1.1).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,*,1.辐射防护的含义,（1）什么是辐射？,辐射是一种长久以来就存在于自然界的物理现象,从某种物质中发射出来的波或粒子（热辐射、核辐射等）。,（2）辐射的分类,非电离辐射：能量小于10eV，如,紫外线、,可见光、红外线和射频辐射,电离辐射：能量大于10eV，如X射线、,射线、中子、射线、,射线等,电磁辐射谱,小,能量高,E=h ,=c/,大,能量低,（3）什么是电离辐射？,电离：,从一个原子、分子从其束缚状态释放一个或多个电子的过程。,电离辐射,：,能通过初级过程或次级过程引起电离的带电粒子或不带电粒子。,2.辐射防护简史,1895,伦琴（,Roentgen,）,发现,X,射线,伦琴Nobel Prize in 1901,世界上第一张X射线照片,1896,贝克勒尔（,Becquerel,）,发现,铀（,Uranium,）,发现了天然放射性,Nobel Prize in 1903,1898,居里夫妇发现钋,（,Polonium,）,和镭（,Radium,）,同位素的工业应用,Nobel Prize in 1903 and 1911,1898,卢瑟福（,Rutherford,）,发现了,、,粒子,法国化学家维拉尔发现,射线,1932,查德威,克（,Chadwick,）,发现了中子,核能发电,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1979,for the development of computer assisted tomography,Allan M.Cormack,Godfrey N.Hounsfield,A transverse CT slice showing acute appendicitis,1972,X,射线计算机断层扫描装置（,CT,）,1895年 伦琴发现X 射线,1896年 贝克勒尔发现物质的放射性,1898年 居里夫妇发现发现镭和钋,1899年 卢瑟福发现和射线,1911年 卢瑟福发现原子核,1934年 费米利用中子制造人工放射性核素,1945年 美国在广岛和长崎投下原子弹,1951年 第一次核能发电在美国实现,1972年 X 射线计算机断层扫描装置（CT）,放射性的发现及其应用,1896年美国学者格鲁柏研制X射线管的实验时，在他手上发生皮炎。此后，一些研究证实长期X射线、射线过量照射可引起皮肤红斑、脱毛、皮肤溃疡、造血障碍、神经衰弱等，人们开始认识电离辐射的损伤效应，并进行辐射剂量单位、辐射防护和辐射损伤防治的研究。,电离辐射损伤效应的发现,（1）早期辐射损伤认识时期（又称职业性辐射损伤时期）,时间：发现X射线（1895年）1930年代,特点：对辐射可能造成的损伤认识不足,损伤对象：,1）X射线球的制造者和应用X射线的技术人员；,2）从事放射性物质研究的科学家；,3）铀矿工人及用含镭夜光涂料的操作女工。,损伤特点：,1）外照射引起的急性体表损伤；,2）氡及其子体内照射引起的肺癌；,3）镭内照射引起的骨肿瘤。,（2）中期辐射损伤认识时期,（又称放射线诊断、治疗损伤时期）,时间：19301960年代,特点：,医学界把辐射看作是时髦的诊断和治疗手段，却缺乏对辐射远期效应的认识，,病人由于接受高累积剂量而诱发过多的白血病、骨肿瘤、肝癌等恶性肿瘤。,（3）近期辐射损伤认识时期,（又称流行病学调查所见的辐射损伤时期）,时间：1960年代现在,特点：,早期的职业性急性辐射损伤，除事故外，巳极为罕见了。中期所见到的高发生率的恶性肿瘤，得以避免。除事故外，只能用大群体的或高人年的流行病学的调查方法，才能发现辐射损伤或危害的增加。,重点调查对象包括：,1）职业性受照射群体的流行病学调查；,2）放射事故受害者调查；,3）出生前受X射线诊断照射的群体流行病学 调查；,4）高辐射本底地区居住者的流行病学调查；,5）原子弹、氢弹、切尔诺贝利事故受害者跟踪调查。,迄今为止的流行病学的调查资料证明(调查结论)：,在低剂量下，唯一潜在的辐射危害是致癌。非特异性寿命缩短末见发生。遗传危害也未见增加。,低于职业性剂量限值的辐射水平的长期慢性照射，是否会增加恶性肿瘤尚不明确。,出生前诊断性,X,射线的照射量，是否能增加出生后的小儿癌症的发病率，尚有争议。,高本底地区居民流行病学的调查，均末证实遗传危害的增加或恶性肿瘤较对照群体有过多的发生。,3.辐射防护的基本任务和目的,基本任务,：,（1）允许可能产生辐射的实践,（2）保护人员、后代、环境,目的：,（,1）防止有害的确定性效应；,（2）限制随机性效应的发生率，合理尽,可能低。,4.辐射防护的主要内容,研究防止辐射对人体危害的综合性学科。,辐射剂量学,辐射防护标准,辐射防护技术,辐射防护评价,辐射防护最优化,辐射安全管理,ICRP,（Publication）International Commission on Radiological Protection 国际放射防护委员会,ICRU,（Report）International Commission on Radiation Units and Measurements 国际辐射单位与测量委员会,UNSCEAR,United Nations Scientific committee on the Effects of Atomic Radiation 联合国原子辐射效应科学委员会,IAEA,（Safety Series）International Atomic Energy Agency 国际原子能机构,ISO,International Standardization Organization 国际标准化组织,NCRP,（,Report,）（,Handbook,）,National Council on Radiation Protection and Measurements,辐射防护 与测量国家委员会（美）,BEIR,committee on the Biological Effects of Ionizing Radiations,电离辐射生物效应委员会（美）,ANSI,American National Standard Institute,美国国家标准,NRPB,National Radiological Protection Board,国家放射防护委员会（英）,电离辐射剂量学：,研究电离辐射能量在物质中的转移和沉积的规律，特别是转移和沉积的度量（量的定义、测量、计算等）的科学。,电离辐射防护学：,研究电离辐射对人体的危害、防止和减少这种危害的综合性（辐射剂量学、辐射防护标准、辐射防护技术、辐射防护最优化、辐射安全管理等）边缘科学。,电离辐射 物质（作用对象）生物效应,辐射防护涉及到许多学科(核物理、核化学、放射生物学、放射卫生学、环境辐射评价方法学等），研究领域很广，并随着其他学科的发展而发展，内容不断更新和完善。辐射剂量学是辐射防护监测的基础，在辐射防护中占有特殊重要的地位。,一、了解课程的方法论,怎样才能学好这门课程,?,主要包括系统科学方法、数学方法和实验方法。,1、系统科学方法,其核心是将研究对象看成一个整体，以使思维对应于适当抽象级别上，并力争系统的整体优化。由于本课程是多学科的交叉组成，因此综合性就成为一个非常重要的特性，只有用系统科学方法，才能将研究对象完整地显示出来，以便综合、深入、完整地研究它。,2、数学方法,数学方法是指以数学为工具进行科学研究的方法。该方法用数学语言表达事物的状态、关系和过程，经推导形成解释和判断。它是科学技术研究简洁精确的形式化语言、数量分析和逻辑推理的工具。,3、实验方法,实验方法是指实验者运用实验仪器、设备、装置等物质手段，变革实验条件，并通过实验观察获得科学事实一探究科学问题的一种科学方法。它包括对照实验、析因实验、模拟实验等，使理论与实践相结合的重要方法之一，必须予以足够重视，并积极创造条件，以便更好的运用实验方法。,二、掌握课程的知识领域、知识单元和知识点,三、学习课程的同时阅读相关的参考书,教材：,电离辐射剂量与防护概论南华大学核科学技术学院 著,参考书：,辐射防护基础李星洪 著 原子能出版社,辐射剂量学 田志恒 著 原子能出版社,高等电离辐射防护教程夏益华 著 哈尔滨工程大学出版社,放射生物学、细胞生物学、分子生物学等,第一章 电离辐射常用的量及其单位,第一讲 电离辐射场的描述,第二讲 射线与物质的相互作用,第三讲 宏观剂量学中主要的量,第一讲 电离辐射场的描述（2学时）,一、电离辐射,Ionization（电离）：,从一个原子、分子或其他束缚态中释放 出一个或多个电子的过程。,Ionization Radiation（电离辐射）：,能够引起电离的带电粒子和不带电粒子。*从一个原子中释放出一个价电子需要的能量:425eV；*能量10eV的光子,Non-ionization radiation（非电离辐射）：,100mm紫外线、可见光、红外线和射频辐射。,Directly ionization radiation（直接电离辐射）：,快带电粒子,Indirectly ionization radiation(间接电离辐射)：,光子和中子等,External radiation（外辐射）：,体外源发射的辐射,=External irradiation（外照射）。,Internal radiation（内照射）：,体内分布源发射的辐射。,二、电离辐射场的描述,Ionization radiation field（电离辐射场）：,电离辐射居留的空间。,1、粒子数和辐射能,Particle number（粒子数）N：,发射、转移或接受的粒子数目，单位是1。,Particle number density（粒子数密度）n：,n=dN/dV表征辐射场疏 密程度，单位是m,-3,。,Radiant energy（辐射能）R：,发射、转移或接受的辐射粒子的能量（不包括静止能），单位是J。,2、通量、注量和注量率,（1）,Flux（通量）：,表征辐射场中粒子或能量在时间上的频繁程度。,Particle flux,（粒子通量），s,-1,Energy flux（能量通量），j.s,-1,da,da,（2）,Fluence（注量）：,表征辐射场的空间疏密程度。,特例：单向辐射场,da,=dacos,定义：,u,=dN/,da,为单向辐射场的粒子注量。,一般情况：各向辐射场,定义：Particle fluence(粒子注量),：,=dN/da,，m,-2,Energy fluence（能量注量）,：,=dR/da,，j.m,-2,P,da,（3）,Fluence rate（注量率）,Particle fluence rate,（粒子注量率）,：,=d,/dt=d,2,N/dadt,，m,-2,s,-1,*,为粒子通量密度,：,Energy,fluence,rate,（,能量注量率,）,：,=d,/,dt,=,d,2,R/dadt,，,j.m,-2.,s,-1,（,w.m,-2,）,3.角分布和辐射度,Angular distribution,（角分布）：描述粒子入射方向的分布。,Radiance（辐射度）：注量率的角分布,Particle radiance（粒子辐射度）,p,：,p,=,单位：m,-2,.s,r,-1,.s,-1,Energy radiance（能量辐射度）r：,单位：w.m,-2.,s,r,-1,4.能谱分布（Energy spectrum distribution）,用Q代表辐射学量，用E代表粒子的能量（不包括静止能）,则Q（E）是Q的积分分布，它是能量为0-E的粒子对Q的贡献。,（1）注量的谱分布,将,和,代入上述式中就得到粒子注量和能量注量谱分布的表达式。,例如：,（2）辐射度谱分布,p,E,J,(r)能揭示辐射场的最详尽的内涵，是完整的描述辐射场的一个辐射学量。,对某种特定类型辐射：,5、注量与径迹长度的关系,粒子注量,等于单位体积内的径迹总长度。,da,s,V,证明：对于足够小的任意形状的体,积元，p,E,均 匀、径迹可视为直线,切穿过体积元。则,dL=(,da)s,=,(das),=,dV,L,=,V,L=,V,=,L/,V,=dL/dV,May you have,a wealthy,happy and prosperous 2014!,作业布置：,1,