辐射剂量学基础

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辐射剂量学知识点总结

辐射剂量学知识点总结

• 光电效应、 康普顿效应、电子对效应 子
产生次级电
• 第 2 步次级作用:电离效应 次级电子使物质原子电离
4、吸收剂量D (Absorbed dose)
①.定义及定义式 、普遍方程(未写,在书59页2.45式) 电离辐射授与某一体积元中物质的平均能量除以该体积元中物 质的质量的商。一般用定义不易求得。采用带电粒子平衡求得。
总线阻止本领S:S=dE/dL SdE/dl
化合物中的阻止本领:可以用化合物中每种元素阻止本领的重量加权求得:
fi为指定元素在化合物中所占重量份额。 (S/ )c.m fi(S/ )c.i
i
对带电粒子:定限碰撞阻止本领L∆/ρ:定义:L∆/ρ=(dE/dl)∆/ρ
• dE为带电粒子在密度为ρ的介质中穿行距离为dl时,由传递能量小于指定值∆的碰撞而 损失的能量的数学期望值。
• L∆亦叫传能线密度LET(Linear energy transfer)。
• LET:特定能量的带电粒子在介质中穿行单位长度路程时,由能量转移小于某一指定值 的历次碰撞所造成的平均能量损失。
• L∞=Sc, L∞/ ρ=(S/ ρ)c • 辐射阻止本领: (S/ρ)r与z2/m2成正比, 重粒子可忽略不计。低能电子(S/ρ)c值较大,
• 线能量转移系数tr:光子在吸收介质中穿行单位长度距离时,光子转移为带电粒子的
动能占总能量的份额。 cm-1
• 质量能量吸收系数μen/ρ表示光子在物质中穿过单位质量厚度时,入射光子能量中转
移给次级电子能量的碰撞损失份额。
2、产距一额离个γ为各点n向源i,同r源处性的的的自γ光γ吸点子收源的以的注及活量空度率气为φ的A=,A吸/能(收4π量和r为散2)h射∑νi作的ni 用γ射忽线略的, 能量注量率ψ=A/(4π r2) ∑ ni hνi 3、比释动能描述对象?

辐射剂量学基础课件

辐射剂量学基础课件
辐射剂量学在核医学成像中起到关键作用,确保 图像质量和患者安全。
辐射防护与安全
辐射防护与安全是为了保护工作人员 和公众免受辐射危害而采取的措施。
辐射剂量学在辐射防护与安全中起到 关键作用,提供测量、评估和控制辐 射剂量的方法,确保工作人员和公众 的安全。
辐射防护与安全需要遵循国家和国际 标准,确保辐射源的安全管理和使用 。
在核设施周围区域以及放射性废物处理和 处置场所,辐射剂量学用于监测环境辐射 水平和评估其对生态系统的潜在影响。
02
辐射剂量学基础知识
辐射类型
电磁辐射
01
包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线和X射线等。
电离辐射
பைடு நூலகம்
02
包括质子、中子、电子、离子和光子等。
非电离辐射
03
包括无线电波、微波和可见光等。
放射诊断是通过放射线检查身体内部结构和病变 的方法。
2
放射诊断中使用的辐射剂量通常较低,但也需要 精确控制,以避免对正常组织造成损伤。
3
辐射剂量学在放射诊断中起到关键作用,确保图 像质量和患者安全。
核医学成像
核医学成像利用放射性核素标记的示踪剂在体内 分布的差异,进行疾病诊断和功能研究。
核医学成像中使用的辐射剂量较低,但需要精确 控制,以避免对周围正常组织造成损伤。
辐射单位
伦琴(R)
表示X射线和γ射线的辐射剂量,是国际单位制中的基本单位。
拉德(rad)
表示电离辐射剂量,是常用的单位。
希沃特(Sv)
表示全身剂量当量,是国际单位制中的基本单位。
人体对辐射的响应
急性辐射病
当人体受到大剂量辐射时,会出现恶心、呕吐、腹泻 等症状,严重时会导致死亡。

第二章 辐射剂量学I

第二章 辐射剂量学I

辐射与防护主讲:张玲玲土木与环境工程学院课堂回顾概述辐射的分类辐射的特点我国辐射环境及监控技术现状辐射的用途第二章辐射计量学主讲: 张玲玲土木与环境工程学院第一节辐射剂量学的基本量和单位一、辐射剂量学的基本量和单位1、放射性活度(A)定义:表示在单位时间内放射性原子核所产生的核转变数。

国际单位:贝可(Bq)曾用单位:居里(Ci)1Ci=3.7 ×1010Bq1Bq表示每秒钟发生一次核转变典型成年受检者在各种核医学诊断中的活度指导水平检查项目放射性核素每次检查常用的最大活度/MBq甲状腺甲状腺显像甲状腺癌转移灶(癌切除后)甲状旁腺显像131I99mTc131I201Tl99mTc20200400807402、照射量(X)定义:表示γ射线或X射线在空气中产生电离能力大小的辐射量。

国际单位:C/kg曾用单位:琴伦(R)1R=2.58×10-4 C/kg应用条件:X、γ射线;介质为空气有些文献提到介质的照射量时,是指在介质中放置少量空气后测得的照射量值。

照射量是在X 、γ射线,在空气中,单位体积元内产生的全部电子均被阻留在空气中时,形成的总电荷除以该体积元空气质量。

其定义式为:式中,X - 照射量,C/Kg;dQ - 射线在质量为dm 的空气中释放出来的全部电子(正电子和负电子)被空气完全阻止时,在空气中产生的一种符号离子的总电荷的绝对值,C ;dm - 受照空气的质量,kg 。

照射量率是单位时间内的照射量。

定义式为式中, - 照射量率,C/(kg ·s);dX - 时间间隔dt 照射量的增量,C/kg ; dt - 时间间隔,s 。

某些常见辐射源(X 或γ)的辐射水平dmdQ X =dtdX X =∙∙X3、比释动能 (K )定义: X 或γ光子等非电离辐射粒子在与物质相互作用时,物质中原子核外电子接受能量形成次级粒子射线,在单位质量的物质中,不带电粒子转移给带电粒子的全部初始动能之和叫作比释动能。

辐射剂量基本概念

辐射剂量基本概念

组织 或 器官 食道 膀胱 肝 乳腺 甲状腺 其余
?w T
组织权重 因子 w T 0.04 0.04 0.04 0.12 0.04 0.12 1.00
有效剂量 E 受照人体中以组织权重因子修正后的
器官当量剂量的总和。
? ? ? E ? wT ?HT ? wT ?( wR ?DT,R)
T
T
R
评价内照射危害的待积量 Committed Quantity
辐射俘获 (重核 )
1 k - 10 k 弹性散射
10 k – 10 M 弹性散射
E n > 0.1 M 非弹性散射
10 M 以上
去弹性散射
散裂过程
人体组织中:
快中子 、中能中子
主要与
H 、C 、N 、O 原子核发生
弹性散射
人体 H 核最多(~70 %),σ 弹 性 , H 最大, 转移的能量 最多 入射快中子能量 85 % ~ 95 % 是交给反冲质子 ( H 核 )的
散射: 非弹性散射( n;γ, n'),中子损
失部分能量,使原子核变成激发态,退 激时放出 γ 光子。
散射: 去弹性散射( n;多个 n'),中子
与原子核作用后产生多个中子,核内质 子数照旧。
唯有高能中子才能有此过程。
吸收: 俘获过程,( n;γ)或(n;p)
原子核吸收中子,以发射 γ光子或带电 粒子的形式释出多余能量。 如:1H (n;γ) 2H,辐射俘获
慢中子 、热中子
主要发生
: 1 H ( n ;γ ) 2 H 和 1 4 N ( n ; p ) C 1 4
高能中子 能引发 去弹性散射
和 散裂过程 ,如
1 4 N ( n ;2 n ) 1 3 N 、 C ( n ; n' 、α ) 7 Be 、 1 4 N ( n ; 2 α ) 7 Li 等

电离辐射剂量学基础课件——第二章 剂量学基本概念

电离辐射剂量学基础课件——第二章  剂量学基本概念

)a
( e W
)a
[h
( en
e
)
a
]
( W
)a
三.X和 X值得说明的问题
•含义: 自由空间或不同于空气的材料内某一点的照射量
或照射量率的概念 •可以用空气碰撞比释功能Kc,a来取代照射量
原因:a. 由电离电荷量到能量的换算(乘以(w/e)a 因子)很不方便
b. Exposure的含义容易混 •对于点源:
(5) tr Ee EA Ee' hv hvk hv"
注:E1是由反冲电子Ee的轫致辐射释放的带电粒子,不能作为 独立事件产物再加到εtr中去。
(2)PP
tr E E hv 2mc2 hv Q
电子对生成过程中反应能为Q=-2mc2,mc2为正负电 子的静止质量能。
3.εtr通用表示方法
(1)定义
1 E
(2)通用表达式
E1 Ein Eout Q
16O(n,αγ)13C Q=-2.215MeV
Ee’
En
δ
α
e+

13C e-
hυB
一次能量沉积事件的授与能示意图
1 En Ee' hvB 2.215Mev 1.022Mev
3.总授与能ε
Ei Ein Eout Q
研究不带电粒子在介质中的能量转移,有必要对二个阶段 (过程)分别考虑
比释动能是描述不带电粒子在物质中转移能量的第一阶段的 一个物理量
二、Energy transferred (转移能)εtr
1.定义 在指定体积V内由不带电粒子释放出来的所有带电的电离 离子初始动能之和,用εtr表示,单位是J。
2.典型过程的转移能分析

辐射剂量学基础

辐射剂量学基础

通过理论计算
Gy
Sv
图1 辐射剂量学常用量及其关系
Sv
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。
TLD方法(用现场中砖、瓦、手表等样品)。 模拟估算方法主要有 实验模拟,和
理论模拟。
数字算法,和 MC算法。
场所监测数据
受照模式信息
场所和人员样品
经验估算方法
实验和理论模拟
直接测量方法
实验模拟
理论模拟
生物
EPR
TLD
剂 量 估 算 方 法 选 择
剂 量 估 算

常用人员受照剂量估算方法
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
a. 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β粒子,能量小于12keV的Χ和γ光子是 弱贯穿辐射。中子均属强贯穿辐射。
内照射个人监测方法主要有: 空气个人监测方法
生物样品个人监测方法 体外个人监测方法。
空气个人监测方法通常是采用个人空气采样器

辐射剂量基本概念

辐射剂量基本概念
危害程度。
放射防护量 只能用于 放射防护所关心的
小剂量、低剂量率 照射情况
辐射事故中遇到的 大剂量、高剂量率情况下 评价人体健康危害还得使用 受照器官的吸收剂量 作为评价的剂量学指标
基本的放射防护量 器官剂量, DT 器官当量剂量, HT 有效剂量, E
与基本的放射防护量相应,还有 用于: 内照射评价的 待积量 群体环境评价的集体量、人均量 环境评价的负担量
放射防护量
电离辐射对人体的有害效应 从性质而言,分为:
确定性效应 和 随机性效应
按急性放射病临床诊断的现行标准 急性放射病分型、分度的剂量下限为 骨髓型
轻度 1Gy 中度 2Gy 重度 4Gy 极重度 6Gy 肠型 10Gy 脑型 50Gy
放射防护量 由ICRP规定的人体中的剂量学量 用于表示辐射防护中的剂量限值 预测、评价辐射照射对人体健康的
以及受照物质的性质,同时也依赖于 照射条件(时间、方式和途径 )。
电离辐射与物质的相互作用
带电粒子: 作用次数频繁,每次作用损失能量不多
不带电粒子: 作用次数稀少,每次作用能量损失可观 不带电粒子通过相互作用产生次级带电
粒子将能量授予物质。
带电粒子能量在物质中的吸收
带电粒子进入物质后,主要受到物 质中原子核和电子的电磁作用,致使运 动着的带电粒子 改变方向、减少能量 .
慢中子 、热中子
主要发生
: 1 H ( n ;γ ) 2 H 和 1 4 N ( n ; p ) C 1 4
高能中子 能引发 去弹性散射
和 散裂过程 ,如
1 4 N ( n ;2 n ) 1 3 N 、 C 1 2 (n;3
α)
1 2 C ( n ; n' 、α ) 7 Be 、 1 4 N ( n ; 2 α ) 7 Li 等

第三讲辐射剂量学基础

第三讲辐射剂量学基础
• 直接电离辐射
• 又叫直接电离粒子,是指能引起物质电离的带电粒子,
如β射线、质子和α粒子等(也就是带电电离粒子)
第三讲辐射剂量学基础
• 间接电离辐射
• 又叫间接电离粒子,是能够释放出直接电离粒子的
非带电粒子,如光子、中子等等。 • 无论在空间,还是在介质内部,凡电离辐射在其中通过、
传播以至经由相互作用发生能量传递的整个空间范围,称
D a(en D m (en
) )m a D mD a( (e en n
)m )a
3.3 85(( een n))m aXfmX
第三讲辐射剂量学基础
•同理当照射量 率 X 的单位为C/kg·s时,处于空气中同
一点处组织中的吸收剂量率
Dm fmX
各种物质的fm值可由培训教材表3.2得到 ,fm是 由照射量(C/kg)(率)换算到吸收剂量(Gy)(率)的一 个换算因子,其单位是J/C。
中华人民共和国环境保护部
第三讲辐射剂量学基础
第三讲 辐射剂量学基础
第三讲辐射剂量学基础
主要内容
• 一、电离辐射 • 二、辐射量和单位 • 三、辐射的生物学效应 • 四、辐射剂量监测原理与方法
第三讲辐射剂量学基础
一、电离辐射
第三讲辐射剂量学基础
• 辐射
• 是指某种物质或设备发出的粒子。
• 如X射线、 γ射线、中子、质子、电子、α射 线、β射线。
K dK dt
比释动能率的法定单位是戈/秒、戈/ 小时等。它的非法定单位与吸收剂量 率单位相同。
第三讲辐射剂量学基础
•照射量
•定义:X或γ射线在单位质量的空气中击出的全部次级电子完 全被阻停时,在空气中产生一种符号的带电粒子(电子或正 离子)的总电荷量dQ。

基础辐射剂量学

基础辐射剂量学

3.0 2.001 -2.4020 1.4040
3.5 1.665 -1.6470 0.9841
4.0 1.468 -1.2000 0.7340
5.0 1.279 -0.7500 0.4741
6.0 1.177 -0.5081 0.3342
8.0 1.089 -0.2890 0.2020
10.0 1.052 -0.1896 0.1398

D = dε / dm
单位是J·kg-1,专用单位是Gy,cGy.
电离辐射给予某一体积中物质的授予能表示为
∑ ε = Renter − Rexit + Q
照射量
照射量是X(γ)辐射在质量为dm的空气中释放的全部 次级电子完全被空气阻止时,在空气中形成的同一
种符号的离子总电荷的绝对值dQ 与dm 的比值,
电离室的能量响应
电离室的能量响应是指电离室的灵敏度随电离辐 射能量的变化情况,等于室壁材料和空气的质能 吸收系数之比。
电离室的复合效应
电离室工作在饱和区,但也存在正负粒子的复合 效应,并且复合效应随辐射类型和辐射强度变化 ,复合效应对收集效率的效率可以用复合修正因
子Ps描述。
用双电压法确定Ps,即对相同的辐射场,电离室分
8.0 0.9502 -0.03732 0.05905
10.0 0.9516 -0.01041 0.05909
脉冲扫描辐射二次项拟合系数
PS = a0 + a1(Q1 / Q2 ) + a2 (Q1 / Q2 )2
电压比
ao
a1
a2
2.0 4.711 -8.2420 4.5330
2.5 2.719 -3.9770 2.2610

辐射剂量学基础

辐射剂量学基础

整理课件
14
b. 扩展场 假设的辐射场内,注量及其角度和能量
分布在关心的体积(参考点)内都相同时,这 个辐射场称之为扩展场。
c. 扩展和齐向场 注量为单一方向的扩展场。
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15
2.2.3.2 周围剂量当量 H*(d)
辐射场中某一点的H*(d)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J·kg1, 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。
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16
对强贯穿辐射,d常用10mm这个深度, 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0.07mm,眼 晶体深度为3mm,并分别表示为H*(0.07) 和H*(3)。
整理课件
17
2.2.3.3 定向剂量当量 H’(d,Ω)
辐 射 场 中 某 一 点 的 H’(d,Ω) , 是 在 相 应 扩 展 场 中 , ICRU球内的特定方向Ω的半径上,深度为d处的剂量当量。 其单位为J·kg1,单位的专用名为希沃特(Sv)。应注意的是, 表述H’(d,Ω)应有参考深度d和方向Ω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,Ω)和H’(3,Ω)。 对强贯穿辐射,深度常用10mm,可表示为H’(10,Ω)。
0.12
皮肤
0.01
0.12
骨表面
0.01
0.05
其余器官
0.05
0.05
整理课件
28
个人监测方法是在核和辐射事故情况下评价个 人内照射剂量的一种十分重要的方法,它能够快速 地给出比较直观、有效的结果。

辐射剂量学基础课件

辐射剂量学基础课件
量学
环境科学和辐射剂量学的交叉研 究主要关注环境中辐射的来源、 传播和影响,有助于评估环境中 的辐射风险和制定相应的监测与 管理策略。
医学与辐射剂量学
医学与辐射剂量学的交叉研究主 要涉及放射治疗、放射诊断和医 学影像等领域,有助于提高医学 放射治疗和诊断的安全性和有效性。
辐射剂量学在医学和环境监测中的挑战与机遇
应用
闪烁计数器常用于测量X射线和γ射线等低能辐射,广泛应用于放射性 核素测量、环境辐射监测等领域。
半导体探测器
概述
半导体探测器是一种基于半导体材料特性的辐射剂量测量仪器,它利用半导体材料中电子和空穴的运动规律来测量辐 射剂量。
工作原理
半导体探测器内部装有半导体材料,当辐射进入探测器时,与半导体材料相互作用,产生电子和空穴对,这些电子和 空穴在电场作用下产生电流,通过测量这个电流即可推算出辐射剂量。
监测方法包括使用大气采样器和辐射剂量测量仪器等手段,采集大气中的放射性物质样品,测量其放射性活度和剂量率等参 数,并将监测结果与相关标准进行比较,判断是否符合安全要求。
土壤和地下水的辐射监测
土壤和地下水是核设施正常运行和核废料处 理过程中容易受到放射性物质污染的环境介 质。辐射剂量学可以通过监测土壤和地下水 的辐射水平,了解其放射性污染状况,评估 其对环境和公众的影响。
辐射剂量学在其他医学应用中的应用包括剂量测量方法的研究、辐射生物效应的研究、医学设备的剂 量学特性评估等方面。通过对这些领域进行深入研究和探索,可以为医学研究和临床实践提供更加科 学和可靠的依据。
05
辐射剂量学在环境监测中 的应用
核设施周围环境的辐射监测
核设施运行过程中产生的放射性物质 会释放到环境中,对周围环境产生辐 射影响。辐射剂量学可以通过监测核 设施周围环境的辐射水平,评估其对 环境和公众的影响,为核设施的安全 运行提供科学依据。

辐射剂量学基础

辐射剂量学基础

质量阻止本领 :
• Scol/ρ=(dE/ρdl)col • Srad/ρ=(dE/ρdl)rad • ρdl称为质量厚度,表示在物质中穿行单位长
度时遭遇到的质量,kg∙m2。 • 碰撞过程和辐射过程共同损失的总能量为:
• S= Scol+Srad • S称为总阻止本领,单位J∙m-1 ,相应的有总
二、衰减系数、能量转移系数和能量吸收系数
光 电 效 应
康普顿效应
电子对生成
衰减系数
• 若忽略空气对射线的散射和吸收,则穿过厚度为 d的物质层后,窄束X 、γ 射线的衰减,符合简 单的指数衰减规律: d 0 ed
• 式中,μ是入射X 、γ 射线光子的线衰减系数, 单位:m-1,
• 表示:X 、γ 射线在物质中穿行单位长度路程时, 其光子注量减少的份额 :
质量阻止本领,单位kg∙m2。
光子与物质相互作用
• 光子穿过物质: • 可与原子的核外电子相互作用:
主要是光电效应、康普顿效应和电子对产生效应。 • 当其能量超过核反应阈能时,还发生光核反应。 • 对辐射剂量学而言,重要的作用类型是光电效应、
康普顿效应和电子对产生效应。另外,从辐射防 护(例如高能X射线治疗中的防护)角度,光核 反应产生的中子也已引起人们的注意。
• 辐射剂量就是为此提出的物理指标。 • 辐射剂量用于预测电离辐射导致受照物质
发生真实效应或潜在影响程度。 • 需注意的是,某一个辐射剂量数值取决于
相关辐射的类型、能量以及受照物质的性 质,同时也依赖于照射条件(时间、方式和 途径)。
辐 射 剂 量 与 效 应
3.1.2 电离辐射场及其表达
• 一、辐射场的定义和相关要素 • 二、粒子注量(率)和能量注量(率) • 三、粒子辐射度和能量辐射度 • 四、完整描述辐射场的基本量度

辐射剂量学基础

辐射剂量学基础

辐射剂量学基础一、照射量:X射线或r射线在质量为dm的空气中释放出的全部正、负电子,完全被空气所阻止时形成的同种符号离子的总电荷绝对值dQ与空气质量dm之比(图22),称为照射量(exposure)。

即:X=dQ/dm照射量是直接度量X射线或r射线对空气电离能力的量。

照射量的国际制单位:C • kg-1(库仑•千克-1)旧的专用单位:R(伦)、mR或µR1 C • kg-1 = 3.876×103 RX或γ 射线-------------单位质量的空气---------产生的电荷值图22. 照射量单位时间内的照射量称为照射量率(exposure rate)(),= dX/dt照射量率的国际制单位:C • kg-1 • s(库仑•千克-1 •秒);旧的专用单位:R • s(伦•秒)、mR • s或 R • s二、吸收剂量电离辐射授予单位质量物质的平均能量dε与该单位物质的质量dm之比,称为吸收剂量(absorbed dose)即:D= dε/dm 吸收剂量是反映被照射物质吸收电离辐射能量大小的物理量。

吸收剂量的国际制单位:Gy(戈瑞),1Gy即1kg被照射物质吸收1J的辐射能量(1Gy=1J • kg-1)旧的专用单位:rad(拉德) 1 Gy =100 rad射线-----------单位质量物质------所吸收的平均能量图23. 吸收剂量单位时间内的吸收剂量称为吸收剂量率(absorbed dose rate)(),= dD/dt吸收剂量率的国际制单位:Gy • s(戈瑞• 秒);旧的专用单位:rad • s(拉德• 秒)三、当量剂量当量剂量(equivalent dose)是反映各种射线或粒子被吸收后引起的生物效应强弱的电离辐射量。

它不仅与吸收剂量有关,而且与射线种类、能量有关,当量剂量是在吸收剂量的基础上引入一与辐射类型及能量有关的权重因子(ωR)得到:HT,R=ωR∙DT,R 。

辐射剂量学和数据处理基础知识

辐射剂量学和数据处理基础知识
来自放射性同位素不稳定的原子核就好像脾气不好的人需要一种发泄的管道以便将他的怒气消弭此时原子核就是为了回复到稳定状态必须释放出能量而以电磁波或粒子的形态射出这就5627c5727c5827c5927c6027co5927c3称为辐射俗称放射线
辐射剂量学和数据处理基础知识
1 辐射剂量学简介
1.1 伴随在我们身边的辐射 我们生存的大自然里,辐射和阳光、空气、水同时存在,因为它无色、无味、无臭,人 体无法直接感应,使得大家对于辐射有莫名的恐惧感。媒体有关辐射安全的炒作性报导,几 乎使人人闻辐色变。 实际上我们生活中始终伴随有辐射, 从某种意义上说, 我们的生存已离不开辐射: 例如, 太阳中就有这类辐射,也就是人们常说的宇宙射线;土壤、岩石、水、植物、动物中也都存 在放射性,这些造成了地球的本地辐射;在我们吃的食品中都含有 40K,40K 就有放射性。 现代医学、 农业和工业已离不开核技术的应用, 可以说放射性给我们现代文明做出了重要的 贡献。人类在一百多年前发现辐射以来,就尝试应用于许多层面,如 X 光照射、农产品保 鲜与飞机结构检测等, 皆带给了我们许多的方便。 事实上日常生活中已经少不了辐射的应用。 1.2 辐射是什么 我们应该深入了解辐射是什么,能利用它的优点,而避开它的危险性,不再只是莫名的 害怕。为了让大家能更清楚的了解,首先介绍辐射究竟是何种现象,它是如何产生的、有哪 些特性以及如何与物质,如人体等发生作用。现在就让我们一同解开这些疑问吧! 辐射,像光一样,是一种能量,如 γ 射线等的电磁波,又如 β 射线等的高速粒子流。通常 我们依它们能量的高低或电离物质的能力,分成非电离辐射和电离辐射两大类: 非电离辐射:指能量低无法产生电离的辐射,例如太阳光、灯光、红外线、微波、无线 电波、雷达波等。 电离辐射:指能量高,能使物质产生电离作用的辐射。以后讲的辐射都是指电离辐射。 早在 1895 年 11 月,德国物理学教授伦琴 (Roentgen) 发现一种眼睛看不见但能穿透物 质的射线。因不知其名,故称为 X 射线,俗称 X 光。随后不久便发现了 X 射线会使空气电 离而导电。紧接着在 1896 年 2 月,法国科学家贝克勒尔 (Becquerel) 发现铀的化合物会发 出一种不同于 X 射线,但也具有穿透能力使照相底片感光的射线,当时称它为铀放射线。 他是第一位发现放射性的人。1898 年 7 月在法国巴黎,居里 (Curie) 夫妇两人首次自沥青 铀矿中提炼出一种新元素,命名为钋 (Po) 以纪念居里夫人的祖国波兰。同年 12 月又成功 地分离出另一新元素镭 (Ra) 。 「放射性」(radioactivity)这个名词就是居里夫人所创的。同在 1898 年,威廉韦恩发现了带正电的质子,1899 年原籍纽(新)西兰的拉瑟福德 (Rutherford) 发现了带 2 个正电单位的 α 粒子,称为阿伐射线;还证明了带一个负电单位的贝他 (β) 射 线就是电子。在 1900 年韦拉特 (Villard) 发现另一种电磁波射线,能量比 X 射线还高,命 名为加马(γ)射线。不带电的中子是最后被发现的,迟至 1932 年 2 月才由查兑克 (Chadwick) 发现。至此人类对原子核里面的构造,才有较清楚的了解。 上世纪 30 年代初期,人们已开始认识了原子的构造 :原子的中心为原子核,内含质子 和中子,体积很小但质量很大。原子核的外面有电子,像行星绕太阳一般,遵循着固定的轨 道绕着原子核旋转。我们把原子核内质子数和中子数的总和称作质量数,例如钴-60,记成 60Co,它有 27 个质子和 33 个中子,其质量数为 60。

【精品】第二章辐射剂量学

【精品】第二章辐射剂量学

第二章辐射计量学主讲:张玲玲土木与环境工程学院课堂回顾一、辐射剂量学的基本量和单位放射性活度;照射量;照射量率;比释动能;吸收剂量;吸收剂量率;剂量当量;有效剂量当量;待积剂量当量;集体剂量当量;集体有效剂量;剂量当量负担和集体剂量当量负担二、与辐射防护有关的量与概念关键人群组;关键照射途径;关键核素;危险度;危害随机性效应;非随机性效应(确定性效应);四、剂量限制体系辐射防护原则;基本限值;导出限值;管理限值导出限值定义:根据基本限值,通过一定的模式导出一个供辐射监测结果比较用的限值,这种限值称为导出限值。

引出导出限值的原因:辐射防护监测中,测量结果很少能直接用剂量当量来表示。

为了管理目的,主管部门或企业负责人可以根据最优化原则,对辐射防护有关的任何量制定管理限值。

必须严于基本限值或导出限值。

第二节电磁辐射的量度单位电磁辐射定义回顾电磁辐射是由同相振荡且相互垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效的传递能量和动量。

电场强度E磁场强度H一、电场强度E定义:是用来表示电场中各点电场的强弱和方向的物理量。

匀强电场中,场强公式是:E=U/d式中,U是电场中某点的电势d是沿电场线方向上的距离。

一般单位:V/m(伏/米)、mV/m(毫伏/米)、μV/m(微伏/米)。

表示电场干扰大小时:dB(分贝)微波领域,电磁场的强弱常用功率密度表示:W/cm2(瓦/厘米2)、mW/cm2(毫瓦/厘米2)、μW/cm2(微瓦/厘米2)二、磁场强度H定义:在任何磁介质中,磁场中某点的磁感应强度B与同一点上的磁导率u 的比值,称为该点的磁场强度。

定义式:H=B/u式中,B-磁感应强度u-磁导率单位:A/m(安/米)、mA/m(安毫/米)、μA/m(微安/米)三、射频电磁场高频与甚高频的电场强度单位:▪ V/m (伏/米)、mV/m (毫伏/米)、μV/m (微伏/米)、dB (分贝) 特高频单位:▪ W/cm 2(瓦/厘米2)、mW/cm 2(毫瓦/厘米2)、μW/cm 2(微瓦/厘米2) 四、其他常用的表示电磁辐射强度大小的单位1、功率 辐射功率越大,辐射出来的电、磁场强度越高,反之则小。

放射卫生学--剂量学基础

放射卫生学--剂量学基础

职业照射、医疗照射或公众照射,
包括 正常照射 和 潜在照射 。
豁 免
如果审管部门认为某项实践是正当
的,并确认该实践中的源满足豁免
准则,则可不要求按放射性工作单 位或场所进行管理。
豁免准则
1、被豁免实践或源对个人造成的辐射 危险足够低,以致再对它们加以管理是 不必要的
2、被豁免实践或源所引起的群体辐射 危险足够低,在通常情况下再对它们进 行管理是不值得的
若审管部门确认在任何实际可能的情况下下列 准则均能满足,则可不作更进一步的考虑而将 实践或实践中的源予以豁免
1、被豁免实践或源使任何公众成员一年内所 受的有效剂量预计为10μSv量级或更小,和 2、实施该实践一年内所引起的集体有效剂量 不大于约1人 Sv,或防护的最优化评价表明豁 免是最优选择

2、对于年龄在16~18岁的学徒工或学生
(1)年有效剂量不超过
(2)眼晶体年当量剂量不超过
6
mSv
50 mSv
(4)四肢和皮肤年当量剂量不超过 150 mSv
二、公众照射
1、关键人群组人员的照射水平限值
(1)年有效剂量不超过
(2)眼晶体的年当量剂量不超过 (3)皮肤的年当量剂量不超过
1 mSv
15 mSv 50 mSv
放射卫生学--剂量学基础
目 录
1、放射性表征量: 放射性活度 2、辐射场量:粒子注量、能量注量 3、相互作用:阻止本领、衰减系数 4、辐射效应量:照射量、比释动能、吸收剂量 当量剂量、有效剂量、集体当量剂量、当量 剂量负担、待积当量剂量 5、辐射效应:确定性效应、随机性效应 6、剂量限制制度:防护目的、基本原则、剂量 限值
一、表征量-----放射性活度
某种核素的 放射性活度 定义为:

辐射剂量学基本知识以及热释光检测技术

辐射剂量学基本知识以及热释光检测技术

辐射剂量学基本知识以及热释光检测技术辐射剂量学是用理论或实践的方法研究电离辐射与物质相互作用过程中能量传递的规律,并用来预言、估计和控制有关的辐射效应的学科。

辐射剂量学的研究和应用,早期仅限于医疗方面,今天,它已成为一个专门的技术领域,广泛应用于辐射防护、医疗、生产和科研等各个方面。

辐射剂量学研究的主要内容包括:电离辐射能量在物质中的转移、吸收规律;受照物质内的剂量分布及其与辐射场的关系;辐射剂量与有关的辐射效应的响应关系以及剂量的测量、屏蔽计算方法等。

从而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。

常用辐射剂量估算及测量方法中主要分为两大类,一类是直接测量,另一类是采用回顾模拟(或估算)方法进行事故剂量重建。

在直接测量方法中,用的较多的是热释光测读仪器(TLD),它主要有两部分,测读器和TLD剂量元件。

TLD剂量元件的基本材料是LiF(Mg,Cu,P)等热释光材料。

这类材料能将辐射沉积在它上面的能量较长时期稳定的储存起来,当用测读器加热测读时,这些能量就以光的形式释放出来,通过对这些光的测量来进行剂量测量。

这种方法最突出的两个优点是:①只要适当选择,可以选择到人体组织等效性特别好的热释光材料,例如,LiF(Mg,Cu,P);②测量范围很宽(0.01mGy – 10Gy),这几乎含盖了我们比较关心的整个领域。

我们所讨论的热释光是指物质受到电离辐射作用后,在加热过程中释放出光的现象。

这是一种早已经发现的现象,在3000余种天然矿物中大约有四分之三具有这种特性。

不仅是无机晶体和玻璃,而且在很多有机化合物中也存在这种现象。

而LiF成为热释光探测器的历史课追溯到上世纪四十年代,美国威斯康星大学化学部Daniels教授的研究。

但1956年后停滞。

1960年由Cameron参与指导,威斯康星大学又恢复LiF热释光研究工作。

六十年代后期,对热释光研究更加普遍,并出现商品性热释光探测元件。

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12
比释动能K, 吸收剂量D和照射量X之间的关系: dEtr d K D (电子平衡条件下) dm dm
D K (1 g )
g是轫致辐射损失的份额 比释动能率 dK
K dt
Dm f m X
Dm是处于空气中同一点处所求物质中的吸收剂量
f m 转换系数(查表)
13

29

β剂量测量法
外推室(绝对测量) 测 H’(0.07) 开窗剂量计 测 Hp(0.07)
30
四 辐射剂量的估算方法

γ点源照射量率计算 点源活度为A(Bq) γ点源在距离为r(m)处的照射量率
A / r 2 X
单位: C kg S Γ——照射量率常数(见表)
-1
31
1
四 辐射剂量的估算方法

不带电粒子授与物质能量的两个过程:能量转 移给次级带电粒子,次级带电粒子通过电离, 激发把从不带电粒子那里得来的能量授与物质。 吸收剂量表示第二个过程,比释动能表示第一 个过程。 dEtr 是非带电粒子在质量为dm中释放出全部 带电粒子的初始动能总和。
11
dm
照射量(exposure) X 照射量率(exposure rate) X 历史悠久,变化较大,争论较多 照射量是一个用来表示X或γ射线在空气产生电 离能力大小的辐射量 (库仑/千克) X dQ dm dQ是X或γ射线在质量为dm的空气中释放出 来的全部电子(正、负电子)完全被空气阻止 时,在空气中产生一种符号的离子的总电荷的 绝对值 照射量率 X dX dt
T R
16
周围剂量当量(ambient dose equivalent) 辐射场中某一点处的 H * (d ) 是由相应的齐向扩展 场(expanded and aligned field)在ICRP球的逆 向齐向场方向半径深度为d处的剂量当量。 单位:J kg 1 ,专用名:Sv
深度d以mm表示,ICRU推荐d=10mm H * (d )可以写成 H * (10 ) 实用于强贯穿辐射,如γ、中子。

27
三 辐射剂量测量方法(外照射)

用于环境监测的周围剂量当量的测量
现有仪器大部分能用,但需要新校准(刻度) 测 H (d ) 要求辐射场在仪器的尺寸范围内是 均匀的,而仪器是各向同性的。
*
28
三 辐射剂量测量方法(外照射)

定向剂量当量H’(Ω ,d)的测量 对弱贯穿辐射,如果能测定组织等效材料平板中 适当深度d处的剂量当量的仪器可以测定 H’(Ω ,d) ,这时要将平板表面垂直于Ω 。 外推电离室方法 薄塑料闪烁方法(平均电流和脉冲积分)

γ点源的空气吸收剂量率
Da 33 .85 X
空气中同一点处γ射线在物质m中吸收剂 量率
Dm f m X
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四 辐射剂量的估算方法

γ点源的空气比释动能率的计算 活度为A(Bq)的γ点源,距该源为r(m)处的 空气比释动能率 K a Ak / r 2
—比释动能率常数(见表) 同一点上某物质(m)的吸收剂量率 Dm 与 K a 的关系 ( en / ) m K D
21
三 辐射剂量测量方法(外照射)

荧光玻璃剂量计RPL
原理:根据光致发光原理,荧光玻璃是在以碱金属或碱 土金属的磷酸盐为基体的玻璃中加入少量的偏磷酸银 制成的。在辐射作用下由电离产生的电子进入导带, 随后被一些陷阱所俘获,这种陷阱就是掺入玻璃的银 离子俘获电子后银离子变成亚稳态的银原子和二价的 银离子,形成所谓的发光中心。形成了发光中心的荧 光玻璃在365nm紫外光的照射下,俘获的电子跃迁到 某一激发态,然后还回基态放出荧光。发射的荧光强 度与玻璃所受到的剂量大小成正比,因此荧光的强弱 可用来度量玻璃所受的剂量。
剂量当量(dose equivalent) H 辐射防护所关心的是人受到一定量的辐射照 射后可能发生的效应.不同类型(品质)的 辐射照射剂量相同,可能产生严重程度不同 或发生概率不同的效应.引入剂量当量H就 是计及这种不等性.剂量当量是经过一些权 重因数修正之后的吸收剂量. H=QD
是组织中某一点处的Q和D的乘积. Q是该点处的品质因数(以前称线质系数) H的单位:J k g 1 ,专名:希(沃特) Sv 以前曾用:雷姆(rem), 1Sv=100rem

25
三 辐射剂量测量方法(外照射)

固体径迹剂量计SSNTD 径迹的蚀刻与测读: 化学蚀刻 点化学蚀刻 显微镜 火花计数 应用:中子吸收剂量测量 氡及子体的测量
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三 辐射剂量测量方法(外照射)
化学剂量计 硫酸亚铁溶液 测G值 原理:FeSO4, 在辐射作用下,溶液中的 Fe 2 离子氧化成三价离子 Fe 3 ,生成 Fe 3 的数量与 溶液吸收的辐射能量成正比,100eV的 辐射能量生成的 Fe 3 离子的平均数称为“辐射 60 Co γ辐射所致, 化学产额”,用G表示。 G 15.5 10 2 eV 1 。测 Fe 3 离子浓度用分光光度 计直接分析光密度的变化
5
二 辐射量 辐射防护中应用的一些辐射量

描述辐射场的物理量 粒子数 N 辐射能 R 通量 N 能(量)通量 R dN 注量 da 能量注量 Ψ 注量率 能量辐射度
6

相互作用系数及其相关的量 相互作用系数是用来描述电离辐射与物质相互 作用程度的物理量 截面 σ =P/Φ 质量减弱系数 质能转移系数 tr 质量阻止本领 S 传能线密度 LET n( x ) G ( x) 辐射化学产额 在气体中形成一个离子对消耗的平均能量
辐射剂量学基础
张延生 中国辐射防护研究院
辐射剂量学(Dosimetry)亦称辐射剂量测定法.
一、辐射剂量学研究的内容、目的和意义 二、辐射量和单位(重点是剂量学中应用的一些辐 射量) 三、辐射剂量测定方法简介 四、辐射剂量估算方法简介
2
一 研究内容、目的和意义

内容
研究如何测量或估算人体所受剂量的一 门科学 大体上包括两大部分:辐射剂量测量方法 和辐射剂量估算方法
9
二 辐射量

吸收剂量 D: 单位质量受照物质所吸收的平均能量
D d dm
点剂量
单位 焦耳/千克 专名: Gray (Gy) 戈瑞 适用范围: 任何类型的辐射和受照物质。 给出D的数值必须说明辐射类型、 介质种类和所在位置
10
J k g 1
二 辐射量

比释动能 K(Kerma)
K dEtr
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三 辐射剂量测量方法(外照射)

电离室法:测照射量(空气的比释动能) 空腔电离理论:把室壁的吸收剂量与空腔中的 电离量建立了联系,测出电离电流就可得到室 壁的吸收剂量。 标准, 次标准 自由空气电离室 次标准电离室 环境测量:高气压电离室 个人剂量测量:电容电离室
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三 辐射剂量测量方法(外照射)
3
一 研究内容、目的和意义

目的
辐射能对人体产生有害效应。辐射防护的 目的在于防止有害的确定性效应,把随机效应 的发生机率降到可以接受的水平。为此必须对 个人受到的照射进行评价和控制。而控制或评 价的基础就是工作人员已经或可能受到的剂量。
4
一 研究内容、目的和意义

意义
不仅是辐射防护评价的基础,也是采取防 护措施的依据 为受到过量照射人员的医疗救治提供资料 辐射流行病学调查的基础资料 法律上的需要
4
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三 辐射剂量测量方法(外照射)
固体径迹剂量计SSNTD (solid state nuclear track dosimeter) 原理:重带电粒子在固体绝缘材料中穿行的路径上产 生辐射损伤,经过蚀刻处理后能够形成可以观 察到的径迹,径迹的数目与入射重离子的注量 相关,通过测量径迹数目可确定剂量。 材料:云母,人造或天然玻璃,无机晶体均可做径迹探 测器,但比较灵敏的是有机聚合物。最常用的是 热固塑料CR-39.
15

有效剂量(effective dose)E 当辐射场由具有不同 wR 值的不同类型或不同 能量的辐射构成时,总的器官当量剂量 H T
H T wR DT R
R
DT R ----组织或器官T中受到R辐射照射产生的
平均吸收剂量。
有效剂量
E wT H T
是人体所有组织或器官加权后的当量剂量之和 wT ----组织权重因子(有表可查) E wT wR DT R 于是
H * (d )
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定向剂量当量(directional dose equivalent) 辐射场中某一点的定向剂量当量H’(Ω ,d)是相 应的扩展场中ICRU球某一指定方向Ω 的半径 上深度为d处的剂量当量。 单位: J kg 1 ,专用名: Sv 实用于弱贯穿辐射的测量,对皮肤d=0.07mm, 对眼晶体d=3mm,可分别写为H’(0.07)和H’(3)

胶片 film 用于γ、x 射线的测量,也可用于中子 原理:辐射与乳胶中的溴化银颗粒作用,使其发生变化 并形成潜影。胶片显影后,潜影的溴化银颗粒被 还原成银原子,从而使乳胶片变黑,根据变黑的 程度(用黑度计测量)可判断受到照射剂量的大 小。 优点:处理过的胶片可以存档,需要时便于重新评价 和比较。 缺点:辐射形成的潜影,易受环境温度湿度的影响,高温 高湿,潜影会衰退以至造成不正确的结果。
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二 辐射量
c) 外照射监测用的实用辐射量 周围剂量当量 H * (d ) ( ambient dose equivalent ) 定向剂量当量 H ' (d ) ( directional dose equivalent ) 个人剂量当量 ( personal dose equivalent) H P (d )
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