第二章 辐射防护基础知识(四)——常用物理量
第二讲 辐射防护基础知识
有关电离辐射的几个定义
• • •
电离是指原子由于其中的电子脱离原子核的束缚而成为自 由电子和离子对的过程； 电离辐射是指凡是与物质发生直接或间接相互作用而使物 质原子电离的一切辐射。所关心的主要有α粒子、β粒子、 γ光子、中子形成的辐射场； 电离辐射源是指可以通过发射电离辐射或者释放放射性物 质而引起辐射照射的一切物质或者实体。例如：室内装修 用的花岗岩、放射性同位素、辐照装置、放射诊断和治疗 设备、核电厂、放射性污染物等。
– I类源为极高危险源。没有防护情况下，接触这类源几分种至 – – – –
1小时就可致人死亡。 II类源为高危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时至 几天人员可致人死亡。 III类源为危险源。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，接触几天至几周也可致人死亡。 IV类源为低危险源。基本不会对人造成永久性损伤，但对长 时间、近距离接触这些源的人可造成可恢复的临时性损伤。 V类源为极低危险源。不会对人造成永久性损伤。
• • •
从密封放射源、放射源的定义来看，实际上，通常所说的放射源 主要是指密封放射源（密封源）； 非密封放射源是指非永久密封在包壳里或紧密固结在覆盖层里的 放射性物质； 《中华人民共和国放射性污染防治法》中规定射线装置是指X射线 机、加速器、中子发生器以及含放射源的装置。
对放射源需要了解什么？
一、辐射防护的概念
辐射防护的概念与含义
•
实践已证明，由于电离辐射对人体有损伤作用，过量的辐射照射会 引起对人体的危害；由于早期的历史条件和技术水平，人们在研究、应 用核能和电离辐射技术的实践中付出了一定的代价——居里夫人； • 毋庸回避，核能和核技术的广泛应用存在着潜在性的危险，因为过量 的辐射照射的确会对人体产生危害，凡应用核能与核技术和从事电离辐 射研究的单位，必须重视由此带来的辐射防护和安全问题； • 搞好辐射防护与安全工作，是核能、核技术得到广泛应用和发展的有 力保障，这就是“用”和“防”辩证统一的关系；
辐射防护领域常用物理量的意义及单位
辐射防护领域常用物理量的意义及单位放射性：指铀、镭等核素所具有的能够自发的、无法控制的原子核衰变，衰变的同时放出粒子或射线的性质。
衰变常数：表征原子核发生衰变的几率或发生同质异能跃迁的几率，表示在单位时间内，对给定核素的某一个原子核发生衰变得几率或自发核跃迁的几率，常用符号λ表示。
半衰期：指处于某种特定能态的放射性核素的核数目因发生自发核跃迁而减少到原来核数目一半所需时间的期望值，常用符号T1/2表示，单位常用年（a）、天（d）、分（min）、秒（s）。
放射性活度：表征放射性核素特征的一个物理量，指在给定时刻处于特定能态的一定量的放射性核素在一个很短的时间间隔（dt）内发生的衰变数（dN）除以该时间间隔而得的商，即A=dN/dt常用符号A表示，单位为贝克勒尔，简称贝克，符号Bq，1贝克表示放射性核素在1秒内发生1次核跃迁或1次核衰变。
放射性活度过去称放射性强度，并用居里（Ci）表示，1Ci=3.7×1010Bq计数率：指在给定时刻处于特定能态的一定量的放射性核素发生衰变，在单位时间内（通常为每秒或每分钟）释放出的粒子数，用符号cps（每秒计数）或cpm（每分钟计数）表示。
吸收剂量：表示在任何单位质量物质中，吸收各种类型电离辐射能量大小的一个物理量，其定义为任何电离辐射授予质量为dm的物质的平均能量dE除以dm所得的商，用符号D表示，即D=dE/dm通常提及吸收剂量时，必须指明受体和所在位置。
吸收剂量的国际单位是焦耳每千克（J·kg-1）专名叫戈瑞（Gray），符号Gy，1Gy=1 J·kg-1,曾用单位为拉得（rad），1Gy=100rad吸收剂量率：定义为在dt时间内吸收剂量的增量dD除以dt所得的商，用符号D表示，单位为戈瑞每秒（Gy·s-1），曾用名拉德每秒（rad·s-1）。
剂量当量：辐射所致的生物效应，不仅取决于吸收剂量大小，而且与辐射的种类和能量以及照射条件有关，为了统一表示各种辐射对机体的危害程度，用适当的修正因子对吸收剂量加权，这种表示使机体辐射吸收剂量与机体生物效应联系起来，这就是剂量当量的基本意思。
铀矿勘查和辐射防护常用单位及换算关系
铀矿勘查和辐射防护常用单位及换算关系一、基本物理单位1、电流强度：是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量。
国际单位：安培（A）、毫安培（mA）、微安培（μA）、皮安培（PA）1A=1000mA=106μA=1012PA2、电量单位：若导线中载有1的，则在1秒内通过导线积的电量为1。
库仑不是国际标准单位，而是国际标准。
1库仑相当于×1018个电子所带的电荷总量（e=×10-19库仑，e指）。
单位：库伦（C）、纳库伦（nC）、皮安培·秒（PA·S）1C=1A·S1C=1·109（nC）=1·1012（PA·S）二、放射性测量单位1、放射性物质的含量单位岩石、矿物或其他固体物质中的放射性物质含量，用每克物质中含有多少克放射性物质的百分数或百万分数表示，如%（10-2）、ppm（10-6）、ppb（10-9），也称“质量分数”。
铀品位：％。
平米铀量：kg/m2铀、钍含量：10-6镭含量：10-12钾含量：％水中铀：Bq/L土壤氡：Bq/L大气氡：Bq/m3辐射环境评价时也可用比活度或活度浓度来表示放射性物质的含量：单位为：Bq/g、Bq/kg 或Bq/cm3、Bq/m3、Bq/L。
2、放射性强度：又称，指处于某一特定能态的放射性核在单位时间内的衰变数，记作A，A=dN/dt,表示放射性核的放射性强度。
根据指数衰变规律可得放射性活度等于衰变常数乘以衰变以后剩余原子核核的数目，即A=dN/dt=λN。
放射性强度亦遵从指数衰变规律。
放射性强度的国际单位制（SI）单位是贝可勒尔（Bq），采用每秒钟内的核衰变数，1 Bq=1次衰变/秒=1S-1常用单位：居里（Ci）、毫居里（mCi）、微居里（μCi）、皮居里（pCi）1Ci=×1010Bq=37GBq1mCi=×107Bq=37MBq1μCi=×104Bq=37KBq1Bq=×10-11Ci=×10-8 mCi=×10-5μCi= pCi比活度：对于固体放射源或者放射性物质，其单位质量的活度称为比活度，单位为Bq/g 或Bq/kg；比活度＝活度/含量。
第二章 辐射防护基础知识(四)——常用物理量
1 放射性活度
为了表示各种物质中的放射性核素含量，通 常用放射性比活度 放射性浓度 二参数表示。 放射性比活度及放射性浓度 放射性比活度 放射性比活度（specific radioactivity) 放射性比活度（ 放射性浓度(radioactive concentration) 放射性浓度
1 放射性活度
放射性比活度（specific radioactivity) 是指某一 放射性比活度（ 纯的元素或化合物中单位质量所含的放射性活度 ，单位是Bq/g ，亦可用单位摩尔物质的放射性活 度来描述放射性比活度，单位是Bq/mol 。放射性 比活度简称比活度，实质上是表示样品内放射性 核素在其所属的物质全部原子中所占比例的一个 参数。
辐射防护中常用物理量
1 放射性活度
放射性活度（ 放射性活度（radioactivity) 简称活度 (activity) 活度 ，是用以表示核素特征的一个重要辐射量。 即在给定时刻处于一给定能态的一定量的 某种放射性核素的活度A定义为： 某种放射性核素的活度 定义为： 定义为 A=dN/dt
1 放射性活度
3 剂量当量及其单位
1西弗=1焦耳/千克（JKg-1） 西弗= 焦耳/千克（ 暂时与SI单位并用的专用单位为雷姆（rem） 暂时与SI单位并用的专用单位为雷姆（rem）， 1西弗=102雷姆（rem） 西弗= 雷姆（rem） 由上式可以看出，剂量当量是用适当的修正系数对吸收剂 量进行加权，使得修正后的吸收剂量能更好的和辐射引起 的有害效应联系起来。
3 剂量当量及其单位
辐射防护中，测量和计算的一个主要目的，就是为了定量 地说明个人或群体实际受到或可能受到的辐射照射。 吸收剂量D是用来说明生物物质所受照射的重要物理量。 吸收剂量D是用来说明生物物质所受照射的重要物理量。 在未加说明的情况下，吸收剂量并不能用来预示辐射照射 所产生的生物效应的有害程度。
辐射防护(物理基础与单位)
四、比释动能（K）
定义：不带电致电离粒子与物质相互作用时，在 单位质量的物质中产生的带电粒子的初始动能的总和。 即： K=dEtr/dm 比释动能的单位与吸收剂量相同。
五、当量剂量（HT，R） 吸收剂量与辐射权重因子的乘积。即： HT，R=DT，R· WR WR为Ｒ类辐射的辐射权重因子（表1-1）。 当量剂量特别给它起了一个专用名称叫希[沃 特]（Sv）。
辐射防护的方法与屏蔽
辐射对人体的照射方式有外照射和内照 射两种。外照射是体外辐射源对人体造成 的照射，而内照射是指进入体内的放射性 核素对人体造成的照射。前者主要由X、γ 射线、中子束、高能带电粒子束和β射线 引起的；后者则主要因人们通过吸入、食 入、完好皮肤或皮肤伤口吸收了放射性核 素造成的。针对这两种照射方式，有两种 完全不同的防护方法。
七、待积当量剂量（ HT （ t ））与待积有效剂 量（E（t）） 待积当量剂量（HT，50）的定义是：单次摄入 的放射性物质在其后的 50年内对所关心的器官 或组织所造成的总剂量。即：
H T , 50
t 0 50
t0
H
T ,R
dt
Байду номын сангаас
积分时间定为50年是与放射性职业人员 终身工作时间相对应的。
对中子的屏蔽
中子的屏蔽与中子能量有 关。对于能量高的中子应先用 含氢物质作近距离减速。中子 的反散射和天空返照问题突出， 应特别予以注意。
内照射防护与外照射 防护方法完全不同，最根 本的防护方法是尽量减少 放射性物质进入体内的机 会。
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（二） X射线发生器的照射量率计算 X射线发生器在离靶 r m处，产生的照射量率） 粗略地可按下式计算：
辐射剂量与辐射防护中常用量及其单位
辐射剂量与辐射防护中常用量及其单位活度在给定时刻处于一给定能态的一定量的某种放射性核素的活度Ａ定义为：A = dN／dt式中：dN ——在时间间隔dt内该核素从该能态发生自发核跃迁数目的期望值。
活度的单位是秒的倒数，称为贝克（勒尔）（Bq）,它与原使用单位居里的关系为:1Ci = 3.7 ×1010Bq照射量照射量是描述X和γ射线辐射场的量。
照射量的国际单位（SI）用每千克空气中的电荷量库仑表示，即C·kg-1。
照射量的专用单位是R(伦琴)。
１R=2.58×10-4C·kg-1或1C·kg-1=3.877×103R伦琴单位使用历史悠久，它不是受照物质吸收的能量，应称为照射量，而不是一度被误称的剂量和照射剂量。
用于描述辐射场时它只适用于空气，而且只能用于度量10 KeV-3 MeV能量范围的X或γ射线。
吸收剂量吸收剂量是描述辐射场内受照物体接受的能量。
吸收剂量是与辐射效应有联系的辐射防护中使用的最基本的剂量学量。
吸收剂量使用与比释动能相同的SI单位和专用单位，即J·kg-1和Gy（戈瑞）。
吸收剂量的旧单位是rad(拉德)，1Gy=100rad。
对X射线、γ射线，吸收剂量在0.25戈瑞以下时，人体一般不会有明显效应；但是，剂量再增加，就可能出现损伤。
当达到几个戈瑞时，就可能使部分人死亡。
接受同样数量的“吸收剂量”，受照射时间越短，损伤越大；反之，则轻。
吸收同样数量剂量，分几次照射，比一次照射损伤要轻。
α粒子穿透能力弱（一张纸就可以阻挡），不会引起外照射损伤。
β粒子穿透能力也较弱，外照射时只能引起皮肤损伤。
γ射线穿透能力强，人体局部受到它照射，吸收2～3戈瑞剂量时不会出现全身症状，即使有人出现也很轻微。
但是，全身照射就可能会引起放射病。
辐射权重因数、剂量当量和当量剂量吸收剂量表示受到辐射照射后人体组织器官的能量沉积。
辐射照射后引起的生物效应及其严重程度不仅取决于能量沉积，还取决于辐射的种类。
辐射防护4
16
放射性活度A（activity）： 放射性核素的核转变率， （不是原子核数或发出的粒子数）
式中： A 放射性活度，SI单位：贝克勒尔（Bq）。 1 Bq＝1s－1 dN dt 时间内发生的核转变数。 历史上曾使用过的单位：居里（Ci） 1 Ci=3.71010Bq
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常用辐射剂量之间的关系图示 辐射源 体内 体外
发射
吸收剂量 D 器官
组织权重 因子WT
辐射权重 因子WR
有效剂量 E
当量剂量 HTR 器官
15
概念理解
• 当量剂量 针对某个器官或组织，是平均值；
有效剂量 针对全身而言，取平均值。
• 辐射权重因子 描述了辐射类型、能量的不同对生
物效应的影响；
组织权重因子 则描述了不同器官、组织对全身
4. 待积当量剂量和待积有效剂量
待积有效剂量E：
E wT H T
对单次摄入放射性核素在时间T（年） 内权重因子和当量剂量乘积的求和 可以预计平均对某个体将要造成的随机 性健康效应诱发率的衡量指标
实用量
• • • • • 环境监测的实用量 周围当量剂量 定向剂量当量 个人检测的实用量 个人剂量当量
0.12 0.05 0.05 0.08 0.01 0.08 0.30 0.11) 0.0788mSv E XT (0.20 0.15 0.05 1.30 0.12 4.10 0.12 2.30 0.05 0.16 0.01 2.6 0.30 0.85)mSv 1.152mSv
（受照体的）吸收剂量
射线 辐射体 射线 射线
• 定义：单位质量的受照体所接 受（吸收）的辐射能量。 D=E/m. • 单位：(J/kg)=戈瑞(Gy）。 如: 1J/2kg=0.5Gy. • 剂量这个名词在医学上指的是 人食入药物的物质量，如 2mg/天/人。而这里则是受照 体所接受（吸收）的辐射能量。 • 物理意义：用于描述射线对受 照体的作用效果。
铀矿勘查和辐射防护常用单位及换算关系
铀矿勘查和辐射防护常用单位及换算关系一、基本物理单位1、电流强度：是指单位时间内通过导线某一截面的电荷量。
国际单位：安培（A）、毫安培（mA）、微安培（μA）、皮安培（PA）6 121A=1000mA=160μA=1012PA2、电量单位：若导线中载有1 的，则在 1 秒内通过导线积的电量为1。
库仑不是国际标准单位，而是国际标准。
1库仑相当于× 1018个电子所带的电荷总量（e=×10-19库仑，e 指）。
单位：库伦（C）、纳库伦（nC）、皮安培·秒（PA·S）1C=1A · S1C=1 ·10（9 nC）=1·101（2 PA·S）二、放射性测量单位1、放射性物质的含量单位岩石、矿物或其他固体物质中的放射性物质含量，用每克物质中含有多少克放射性物质的百分数或百万-2 -6 分数表示，如%（10 ）、ppm（10 ）、ppb（10-9），也称“质量分数” 。
铀品位：％。
平米铀量：kg/m2 铀、钍含量：10-6 镭含量：10 -12 钾含量：％水中铀：Bq/L 土壤氡：Bq/L 大气氡：Bq/m3 辐射环境评价时也可用比活度或活度浓度来表示放射性物质的含量：单位为：Bq/g、Bq/kg 或Bq/cm3、Bq/m3、Bq/L。
2、放射性强度：又称，指处于某一特定能态的放射性核在单位时间内的衰变数，记作A，A=dN/dt, 表示放射性核的放射性强度。
根据指数衰变规律可得放射性活度等于衰变常数乘以衰变以后剩余原子核核的数目，即A=dN/dt=λN。
放射性强度亦遵从指数衰变规律。
放射性强度的国际单位制（SI ）单位是贝可勒尔（Bq），采用每秒钟内的核衰变数，-11 Bq=1 次衰变/ 秒=1S-1常用单位：居里（Ci ）、毫居里（mCi）、微居里（μCi ）、皮居里（pCi）101Ci=×1010Bq=37GBq1mCi=×107Bq=37MBq41μCi=×104Bq=37KBq 1Bq=×10-11Ci=×10-8 mCi-5=×10-5μCi= pCi比活度：对于固体放射源或者放射性物质，其单位质量的活度称为比活度，单位为Bq/g 或Bq/kg ；比活度＝活度/ 含量。
辐射防护量和单位
0.251 0.910 1.071 1.221 1.737 1.913 1.879 1.766 1.670 1.431 1.312 1.210 1.209 1.180 1.149
0.42 1.00 1.52 1.78 1.71
0.010 0.616 0.886 1.115 1.803 2.026 1.990 1.852 1.731 1.459 1.325 1.210 1.208 1.170 1.140
（2）同上述同样的区域内，介质对次级带电 粒子的阻止本领对初级辐射的质能吸收系数恒 定不变。
需要注意的是，在下述情况下并不存在着带电粒 子平衡：
（1）辐射源附近。这里辐射场极不均匀，随着离源 距离的增加而急剧变化。
（2）两种物质相邻的界面附近。这里不但辐射场不 均匀，而且两种物质对初级辐射的质能吸收系数 及对次级带电粒子的阻止本领不同，且d《 Rmax。
射而离开体积元V ，则
D d dEtr (1 g) K(1 g)
dm dm
g—直接电离粒子的能量转化为轫致辐射的份额
E(MeV)
0.662 1.25 1.5 2.0 3.0 5.0 10.0
1-g
0.9984 0.9968 0.996 0.995 0.991 0.984 0.964
比释动能和吸收剂量随物质深度的变化
非随机量不服从统计分布，对于给定的条件， 原则上可以算出它的值。一般地说，它是时间和 空间的连续可微函数，其值可以用相应的随机量 的平均观测值进行估算。如：吸收剂量、粒子注 量等物理量是非随机量。
吸收剂量和吸收剂量率
吸收剂量是当电离辐射与物质相互作用时，用来
表示单位质量的物质吸收电离辐射能量大小的物
X dQ dQ—在质量为dm的一dm个体积元的空气中，当光子产
辐射防护量和单位
照射量Ka
e W
当光子具有谱分布时，
X
0E
E
(
en
)E
e W
dE
照射量X的SI单位为库仑每千克（C/Kg） 1伦琴=2.58×10-4库仑/千克
1伦琴=8.6９×10-3焦耳/千克
1伦琴=103毫伦
照射量仅适用于X或γ辐射和空气介质， 不能用于其他类型的辐射和介质。
在辐射防护中常用粒子注量、注量率、能注量 与能注量率等物理量来描述辐射场的特性。
核素、同位素及放射性活度
核素
放射性核素，例如：90Sr为放射性核素 稳定核素，例如：12C为稳定核素
同位素是指原子核内具有相同的质子数和不 同的中子数的那些核素，它们在元素周期表 上处于同一位置。例如：氢包括了
11H ,12H和13H。
d d 2N
dt dadt
dΦ—在时间间隔dt内，进入单位截面积的 小球体内的粒子数，即在时间间隔dt内注 量的增量
—注量率，单位为m-2·s-1
能注量
在进行比释动能及吸收剂量的计算时，最终要通过 粒子注量和能量来计算电离辐射授与每单位质量受 照射物质的能量。为此，引入能注量概念。进入单 位截面积的球体内的所有粒子能量之和（不包括静 止质量）称为能注量，SI单位为焦耳每平方米 （J/m2），即
描述辐射场的量 （粒子注量，能量注量）
辐射剂量学中使用的量 （吸收剂量，比释动能，
照射量）
辐射防护常用的量
限值量 （当量剂量，有效剂量等）
实用量 （剂量当量等）
描述辐射场的物理量和单位
电离辐射存在的空间称为辐射场，辐射场是由 辐射源产生的；存在两种或者两种以上的电离 辐射场，称为混合辐射场，例如中子-γ混合场， β-γ混合场等。
辐射防护中常用的辐射量以及单位
辐射防护中常用的辐射量和单位
电离辐射通过与物质的相互作用，把能量传递给受照物， 并在其内部引起各种变化。辐射量和单位是为描述辐射场、 辐射作用于物质时的能量传递及受照物内部变化的程度和 规律而建立起来的物理量及其量度。也就是说，辐射量是
一种能表述特定辐射的特征并能够加以测定的量
4
描述辐射场的物理量和单位
1.比释动能
比释动能－间接电离粒子与物质相互作用时，在单位质量的物质中产生的带 电粒子的初始动能的总和，比释动能K是dEtr除以dm而得的商，即
K
dE tr －－比释动能的专用单位为戈，与吸收剂量单位相同 dm
dE tr －－间接电离粒子在特定物质的体积元内，释放出来的所有带
电粒子的初始动能总和，单位为焦耳
量dD除以该时间间隔dt而得到的商：
－－吸收剂量率，单位为焦耳每千克秒，单位的专门名称为戈 D
每秒（Gy/s）；1 Gy/s＝1J/kg·s
12
dD D dt
第三节
比释动能及其应用
间接电离粒子在物质中的能量沉积过程分为两个步骤： 一、间接电离粒子把能量转移给带电粒子； 二、带电粒子通过电离、激发等把能量沉积在物质中。
授予能就是电离辐射授予一定体积中的物质的能量，而且这些能量全
部都被该体积内的物质所吸收：
in ex Q
－－进入这一体积的所有直接合间接致电离粒子能量的总
in
和（不包括静止能量）
ex
－－离开这一体积的所有直接合间接致电离粒子能量的总和 （不包括静止能量） －－在这一体积中发生的任何核变化和基本粒子变化所释放出来 的总能量，减去引起这种变化而消耗的总能量
2
辐射防护的主要内容
辐射安全与防护基础知识
基本方法
对外照射的防护可采用时间防护、距离防护和屏蔽 防护措施；对内照射的防护措施是阻止或减少放射 性核素进入体内，加快进入体内的放射性核素的排 出。
第四部分辐射安全与防护标准
一、辐射防护的基本原则 二、职业照射和公众照射剂量限值
一 . 辐射防护基本原则
（一）、实践的正当性－利益代价 （二）、剂量限制和潜在照射危险限制 （三）、辐射安全与防护的最优化
足要求。（听、看、问、查、测）
二、辐射生物效应
（一）辐射效应的分类
1 躯体效应和遗传效应（按个体不同） 2 近期效应和远期效应（按出现时间） 3 随机效应和非随机效应 (ICRP60 号称为确定性
效应 ) 随机效应是指效应的发生几率与剂量之间是线性无
阈关系。应尽量避免不必要的小剂量照射。 确定性效应是指效应的发生的严重程度随剂量而变
放射性的应用
医疗、工业、农业、科研等领域。如 γ 料位计、液 位计、厚度计、密度计、探伤机、中子水分计、核 子称、后装治疗机、 γ 刀、放射性测井、辐射加工 等。
测厚仪、料位计
测厚仪
料位计
第三部分 辐射防护基础知识
一、辐射防护中常用量及其单位 二、辐射生物效应 三、辐射防护的基本方法
射线及类型
原子核衰变时，发射出的粒子种类主要有 α 、 β 、 γ 、 x （光子）等，这些粒子作高速直线运动， 称为 α 射线、 β 射线、 γ 射线、 x 射线。
放射性射线主要有 α 射线、 β 射线、 γ 射线、 x 射线。
不同射线的穿透能力比较： γ 、 x> β > α
放射性活度
吸收剂量的 SI 单位是焦耳每千克（ J.Kg -1 ），称 为戈瑞，符号为 Gy 。历史上曾用拉德，符号为 rad 。 1Gy ＝ 100rad
《辐射防护基础》 第二章 辐射防护常用的辐射量和单位
国际辐射单位与测量委员会
（International Commission on Radiation Units and Measurements, ICRU) 1975年 国际单位制单位(SI)
1984年 中华人民共和国法定计量单位
1.1放射性活度（activity, A)
t0
H E (t )dt
1.7 待积剂量（committed dose)
放射性物质在机体内的有效半衰期：
Tr Tb T Tr Tb Tr : 放射性半衰期 Tb : 体内代谢的生物半排期
1.8 集体剂量（collective dose, ST; SE)
意义：表征某一实践对社会的总危害。 定义：特定人群所受辐射照射的总剂量。 集体当量剂量： ST 集体有效剂量：
定义：各组织或器官的当量剂量（HT）与 相应的组织权重因子（WT）的乘积的总 和。
H E WT H T
T
意义：评价随机效应的危险度，使辐射防
护走向定量化。
例题： 某人骨表面接受0.3Sv的剂量当量，而另一 个人骨表面受0.2Sv的照射，同时肝脏又受 到0.1Sv的照射，哪个人危险更大些？
1.7 待积剂量（committed dose, HT;HE)
定义：个人单次摄入的放射性物质在此后 特定时间（T）内将要产生的累积剂量。 成人T=50年；儿童T=70年 待积当量剂量 待积有效剂量
HT ( 50)
t0 50
t0
H T (t )dt
H E ( 50)
t0 50
放射性活度与质量的关系： A=λ×N = 0.693/T1/2×[(Q/M) ×NA]
辐射防护基础知识.
辐射防护7.1 辐射量的定义、单位和标准描述X 和γ射线的辐射量分为电离辐射常用辐射量和辐射防护常用辐射量两类。
前者包括照射量、比释动能、吸收剂量等。
后者包括当量剂量、有效剂量等。
所谓 “剂量”是指某一对象接收或“吸收”的辐射的一种度量。
7.1.1 描述电离辐射的常用辐射量和单位 1、照射量（1）照射量的定义和单位照射量是用来表征χ射线或γ射线对空气电离本领大小的物理量。
定义：所谓照射量是指χ射线或γ射线的光子在单位质量的空气中释放出来的所有电次级电子（负电子或正电子），当它们被空气完全阻止时，在空气中形成的任何一种符号的（带正电或负电的）离子的总电荷的绝对值。
其定义为dQ 除以dm 的所得的商，即：dm dQ P =式中dQ ——当光子产生的全部电子被阻止于空气中时，在空气中所形成的任何一种符号的离子总电荷量的绝对值。
——体积球的空气质量用图表示1立方厘米的干燥空气，其质量为0.001293克，这些次级电子是光子从0.001293克空气中打出来的，它们在0.001293克空气中的里面和外面都形成离子，所有这些离子都计算在内，而在0.001293克外产生的次级电子发射形成的离子则不计算在内。
照射量（Ρ）的SI 单位为库仑/千克，用称号1-CKg表示，沿用的专用单位为伦琴，用字母R 表示。
1伦的照射量相当于在标准的状况下（即0℃，1大气压）1立方厘米的干燥空气产生1静电位（或2.083×109对离子）的照射量叫1伦琴。
1静电单位=3.33×10-10库伦13cm 干燥空气质量为0.001293克=1.293×10-6千克1伦=61010293.11033.3--⨯⨯=2.58×10-4库伦/千克 一个正（负）离子所带的电量为4.8×10-10静电单位，1伦是在干燥空气中产生1静电单位的电量，所以产生的电子对数为1/4.8×10-10=2.083×109对离子。
辐射防护学习笔记
辐射防护学习笔记一、 辐射防护基础知识1． 电离辐射领域常用量及其单位电离：是指从一个原子、分子或其它束缚状态释放一个或多个电子的过程。
电离辐射：就是由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组成的，或者由它们二者混和组成的辐射。
（一） 描述辐射场的量(1) 粒子注量描述辐射场性质最简单的方法是计算入射粒子的数目。
粒子注量就是根据入射粒子多少描述辐射场特性的一个量。
a ） 粒子注量Φ在单向平行辐射场中，粒子注量Φ，数值上等于通过与粒子入射方向垂直的单位面积的粒子数。
对非单向平行辐射场，辐射场中每一点的粒子注量Φ，是进入该点为球心的一个小球的粒子数dN 与该球截面积da （通过球心截面）之比：Φ＝dN / da 。
粒子注量Φ的单位是m -2。
粒子注量可理解为：进入单位截面积小球的粒子数。
b ）粒子注量率ϕ粒子注量率ϕ是指单位时间内进入单位截面积小球的粒子数，定义为：ϕ＝d Φ/dt ； 粒子注量率的单位是m -2·s -1。
c ） 谱分布实际达到辐射场某点的粒子，它们的能量往往不是单一的。
因此，辐射场中某点的粒子注量存在着按粒子能量的谱分布，它有积分分布Φ(E)和微分分布ΦE 两种形式。
积分分布Φ(E)，表示能量在0～E 之间的粒子组成的那部分粒子注量。
其量纲与粒子注量相同，为m -2。
微分分布ΦE 是积分分布Φ(E)对能量E 的导数：ΦE ＝d Φ(E) / dE ，它表示单位能量间隔内的粒子注量，量纲为m -2·J -1。
显然有积分分布⎰Φ=ΦE E dE E 0'')(，粒子注量⎰Φ=Φmax 0E E dE 。
(2) 能量注量除粒子数外，也可用辐射场中某点的粒子能量来定量描述辐射场的性质。
a ） 能量注量Ψ进入辐射场中某一点处的能量注量，是以该点为球心的小球的所有粒子能量（不包括静止质量，下同）之和dE fl 与该球截面da 之比：Ψ＝dE fl / da 。
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2.4× 2.4×10-4 C°
运动速度 v = 1.4 m/s
上升高度 h = 0.1 m
剂量——实际上是单位物质吸收电离辐射能 实际上是单位物质吸收电离辐射能 剂量 大小的一种量度
2. 吸收剂量
吸收剂量率（ 吸收剂量率（absorbed dose rate）是 ） 指单位时间内的吸收剂量，以Ｄ表示， SI单位为戈瑞 秒-１Gy/s）。 吸收剂量是指每单位质量受照物质 吸收的辐射能量。适用于任何类型、任 何能量的电离辐射，且适用于任何受照 物质。
3 剂量当量及其单位
1西弗=1焦耳/千克（JKg-1） 西弗= 焦耳/千克（ 暂时与SI单位并用的专用单位为雷姆（rem） 暂时与SI单位并用的专用单位为雷姆（rem）， 1西弗=102雷姆（rem） 西弗= 雷姆（rem） 由上式可以看出，剂量当量是用适当的修正系数对吸收剂 量进行加权，使得修正后的吸收剂量能更好的和辐射引起 的有害效应联系起来。
式中： 在时间间隔dt内该核素从该能态发 式中：dN——在时间间隔 内该核素从该能态发 在时间间隔 生自发核耀迁数目的期望值。 生自发核耀迁数目的期望值。即单位时间内的核 衰变数。 活度的SI单位是秒的倒数（ 活度的 单位是秒的倒数（S-1）， SI单位制专门 单位是秒的倒数 规定的单位名称为：[贝可勒尔 贝可勒尔]（Becquerel)，简 贝可勒尔 称贝可 贝可，符号为Bq，每秒一次核衰变 每秒一次核衰变，即为 贝可 每秒一次核衰变 1Bq=1 s-1
定义H为在组织内某点上的D 定义H为在组织内某点上的D、Q和N的乘积，用公式表示如下：
H = DQN
D：吸收计量（戈）；Q：品质因数，不同辐射类型影响危害的参数； 吸收计量（ 品质因数， N：所有其他修正因素的乘积。它反映了吸收剂量不均匀的空间和时间 所有其他修正因素的乘积。 分布等因素。ICRP（国际辐射防护委员会）指定：N=1 分布等因素。ICRP（国际辐射防护委员会）指定：N=1（不论是内照射 还是外照射） 还是外照射）； H：剂量当量，SI单位为焦耳每千克，单位的专门名称为西弗，用符号 剂量当量，SI单位为焦耳每千克，单位的专门名称为西弗， SV表示。 SV表示。
6 组织权重因子
例：
某人骨表面接受0.3Sv的剂量当量，而另一个人骨 某人骨表面接受0.3Sv的剂量当量，而另一个人骨 表面受0.2Sv的照射，同时肝脏又受到0.1Sv的照 表面受0.2Sv的照射，同时肝脏又受到0.1Sv的照 射，哪个人危险更大些？
7
待积（约定）剂量当量
在内照射情况下为了评价单次摄入放射性物质对 人体的危害，引入待积剂量当量。 放射性物质进入人体后，一方面由于衰变和排泄 而减少，同时会浓集于某些器官组织中形成内照 射。
5. 有效剂量当量
有效剂量当量是一个很重要的概念， 有效剂量当量是一个很重要的概念 ， 它是 一个度量体内或体外照射源（ 一个度量体内或体外照射源 （ 无论是均匀 照射还是非均匀照射） 照射还是非均匀照射 ） 造成的健康效应发 生率的指标， 生率的指标 ， 用来评价电离辐射对人体的 总的损伤程度。 总的损伤程度。
3 剂量当量及其单位
辐射防护中，测量和计算的一个主要目的，就是为了定量 地说明个人或群体实际受到或可能受到的辐射照射。 吸收剂量D是用来说明生物物质所受照射的重要物理量。 吸收剂量D是用来说明生物物质所受照射的重要物理量。 在未加说明的情况下，吸收剂量并不能用来预示辐射照射 所产生的生物效应的有害程度。
1 放射性活度
放射性浓度(radioactive concentration) 放射性浓度 是单位体积溶液内所含的放射性活度， 单位是Bq/ml 。
2. 吸收剂量（absorbed dose, D) 吸收剂量（ D)
定义： 定义： 授予单位物质(dm)（或被单位物质吸收） 授予单位物质(dm)（或被单位物质吸收） 的任何致电离辐射的平均能量（dE)。 的任何致电离辐射的平均能量（dE)。
辐射防护中常用物理量
1 放射性活度
放射性活度（ 放射性活度（radioactivity) 简称活度 (activity) 活度 ，是用以表示核素特征的一个重要辐射量。 即在给定时刻处于一给定能态的一定量的 某种放射性核素的活度A定义为： 某种放射性核素的活度 定义为： 定义为 A=dN/dt
1 放射性活度
3 剂量当量及其单位
一般说来，某一吸收剂量产生的生物效应与射线的种类、 能量及照射条件有关。 即使受到相同数量的吸收剂量的照射，因为射线种类和辐 照条件不同，其所致的生物效应无论其严重程度还是其发 生几率皆不相同。 为了统一表示各种射线对机体的危害程度，在辐射防护中， 使用了剂量当量概念。
3 剂量当量及其单位
单位： 单位：
dE D= dm J/kg 1 J/kg =1Gy（戈瑞） 1 Gy = 100 rad（拉德）
吸收剂量1 戈瑞（ 焦耳/千克） 吸收剂量1 戈瑞（1焦耳/千克）时的能量效应 1）水温升高
4.2× J/千克度 千克度） （比热 4.2×103J/千克度）
kg水物质吸收剂量 1 kg水物质吸收剂量 1 Gy 1/（4.2× 水温度上升 1/（4.2×103）= 2）转化为物体的动能 m D= (1/2)m v2 3) 转化为物体的势能 m D = m g h
7 Committed dose equivalent
单次摄入放射性物质后，某一器官或组织在此后 50年受到的累积剂量当量称为待积剂量当量，即 50年受到的累积剂量当量称为待积剂量当量，即
H 50 = ∫
t 0 + 50
t0
H (t )dt
其中t 其中t0是摄入放射性的时刻， H 为t时刻的剂量 当量率。
5. 有效剂量当量
WT 为相应器官或组织的权重因子 ， 它表示器官 为相应器官或组织的权重因子， 或组织T 或组织 T 受电离辐射照射时产生随机效应的几率 与全身受到均匀照射时产生的随机效应的几率之 比值。因此，是一个无量纲因子。 比值。因此，是一个无量纲因子。 有效剂量当量的SI单位与剂量当量相同，即希沃 有效剂量当量的SI单位与剂量当量相同，即希沃 特(Sv)，暂时并用的专用单位为雷姆(rem)。 (Sv)，暂时并用的专用单位为雷姆(rem)。
1 放射性活度
为了表示各种物质中的放射性核素含量，通 常用放射性比活度 放射性浓度 二参数表示。 放射性比活度及放射性浓度 放射性比活度 放射性比活度（specific radioactivity) 放射性比活度（ 放射性浓度(radioactive concentration) 放射性浓度
1 放射性活度
5. 有效剂量当量
有效剂量当量是考虑人体组织或器官发生的辐射效应为随机 效应时，全身受到非均匀照射的情况下，人体各器官或组织 所接受的平均剂量当量与相应的权重因子的乘积之总和，即
H 有效 = ∑ H T WT
T
式中，H 为有效剂量当量；H 为人体内器官或组织T 式中，H有效为有效剂量当量；HT为人体内器官或组织T所接 受的平均剂量当量；
3 剂量当量及其单位
剂量当量率：
单位时间内剂量当量的增量，称之为剂量 当量率。如果dt时间内剂量当量的增量为 当量率。如果dt时间内剂量当量的增量为 dH，剂量当量率即为 dH，剂量当量率即为
& = dH H dt
3 剂量当量及其单位
使用剂量当量概念时需注意
剂量当量概念只限于辐射防护中使用，而且专用于人体（ 剂量当量概念只限于辐射防护中使用，而且专用于人体（高 级动物） 即必须是有生命的物质、动物。 级动物），即必须是有生命的物质、动物。因为它是为了统 一表示各种射线对机体的危害程度， 一表示各种射线对机体的危害程度，而采用和定义的剂量当 量概念； 在计算剂量当量时，必须指明射线种类、能量和照射条件。 在计算剂量当量时，必须指明射线种类、能量和照射条件。 因为剂量当量可以表达不同种类射线， 因为剂量当量可以表达不同种类射线，在不同能量及不同照 射条件下， 射条件下，所引起的各种电离辐射的危害程度的差异； Q值不能代表高剂量水平下的相对生物效应。
放射性比活度（specific radioactivity) 是指某一 放射性比活度（ 纯的元素或化合物中单位质量所含的放射性活度 ，单位是Bq/g ，亦可用单位摩尔物质的放射性活 度来描述放射性比活度，单位是Bq/mol 。放射性 比活度简称比活度，实质上是表示样品内放射性 核素在其所属的物质全部原子中所占比例的一个 参数。
3 剂量当量及其单位
辐射防护中，测量和计算的一个主要目的，就是为了定量 地说明个人或群体实际受到或可能受到的辐射照射。 吸收剂量D是用来说明生物物质所受照射的重要物理量。 吸收剂量D是用来说明生物物质所受照射的重要物理量。 在未加说明的情况下，吸收剂量并不能用来预示辐射照射 所产生的生物效应的有害程度。
Da = 8.73 × 10 X
式中，X பைடு நூலகம்中，X为照射量，以伦琴为单位。
3
放射性活度(A) 吸收剂量(D) 剂量当量(H) 有效剂量（ 放射性活度(A) 吸收剂量(D) 剂量当量(H) 有效剂量（E） 三 者 意 义 和 区 别 有 剂量当量(H) 有效剂量（ ） 剂量当量(H) 有效剂量（E） 1 焦耳/ = 1 焦耳/千克
dQ X = dm
8
照射量X 照射量X
2. 照射量的单位
照射量X SI单位为库仑每千克，用符号库仑/ 照射量X的SI单位为库仑每千克，用符号库仑/ 千克（C/Kg）表示。 千克（C/Kg）表示。与它暂时并用的专用单位 是伦琴（简称伦） 用符号R表示。 是伦琴（简称伦），用符号R表示。 1伦琴=2.58×10-4库仑/千克 伦琴=2.58× 库仑/
i
4. 集体剂量当量
式中，S为集体剂量当量；H 为受照群体第i 式中，S为集体剂量当量；Hi为受照群体第i组成员每人全 身或者任一特定组织受到的平均剂量当量；P 身或者任一特定组织受到的平均剂量当量；Pi为群体中第 i组中的人数。 由上式可见， 由上式可见 ， 辐射给予某一群体产生的效应是各个单一 组分所受的剂量当量之总和。 组分所受的剂量当量之总和。 剂量当量与集体剂量当量的区别在于， 剂量当量与集体剂量当量的区别在于 ， 前者用于单个生 物体，后者则用于群体。 物体，后者则用于群体。 集体剂量当量的国际单位为人希沃特，符号为manSv。 集体剂量当量的国际单位为人希沃特，符号为manSv。