第2章——辐射防护中常用的辐射量和单位
辐射剂量与防护的名词解释
辐射剂量与防护的名词解释辐射是指从放射性物质、电磁波等物质或能量传递到周围环境的过程。
在人类活动和日常生活中，我们经常面临各种形式的辐射，包括电离辐射和非电离辐射。
辐射剂量是用于度量辐射的指标，而辐射防护是为了保护人类和环境免受辐射的危害。
本文将解释辐射剂量和辐射防护的相关术语，让读者更加深入地了解这个领域。
一、辐射剂量1. 辐射剂量单位：辐射剂量的单位是希沙（Sievert，缩写为Sv），用于测量辐射对人体组织造成的伤害。
国际协定规定，1希沙等于1焦耳/千克（J/kg）。
为了更好地描述辐射剂量的大小范围，常用微希沙（microSievert，缩写为μSv）或毫希沙（milliSievert，缩写为mSv）。
2. 有效剂量：有效剂量是指考虑不同类型辐射对不同组织的不同影响程度后得出的剂量。
它是以希沙为单位，表示人体接受辐射后受到的影响，包括局部组织损伤、遗传效应等。
有效剂量的计算方法会根据不同类型的辐射进行调整。
3. 等效剂量：等效剂量也是以希沙为单位，用来度量各种不同类型辐射对生物体产生的相同效应。
等效剂量的计算方法会考虑不同类型辐射的能量传递和生物体对辐射的敏感程度。
4. 个人剂量：个人剂量是指个体在一定时间内接受到的辐射剂量，监测个人剂量可以帮助评估他们的辐射暴露情况，从而采取适当的防护措施。
二、辐射防护1. 辐射防护措施：辐射防护措施旨在减少人体暴露于辐射的风险。
这些措施包括保持距离、减少时间和使用防护设备等。
保持距离可以减少辐射暴露，特别是与放射源保持足够距离。
减少时间可以减少接受辐射的时间，例如尽量缩短在受辐射环境中的停留时间。
使用防护设备，如屏蔽材料和防护服，可以减缓辐射对人体的伤害。
2. 辐射防护原则：辐射防护有三个基本原则，即限制时间、最大距离和最小剂量。
限制时间是指尽量减少个人接受辐射的时间，最大距离是与辐射源保持足够的距离，以减少辐射暴露，最小剂量是尽量减少个人接受到的辐射剂量。
常用的辐射量和单位资料课件
剂量当量与其他辐射量的关系
01
02
03
曝光量
描述X射线和γ射线在物质 中产生的电离效应，单位 是伦琴（R）。
照射量
描述带电粒子在物质中的 散射效应，单位是伦琴（ R）。
关系
剂量当量与其他辐射量之 间存在换算关系，可以通 过相应的换算公式进行转 换。
单位之间的换算关系
戈瑞（Gy）与希沃特（Sv）：1 Gy = 1 Sv。
常用的辐射量和单位资料课 件
• 辐射量和单位的基本概念 • 常用的辐射量
01
辐射量和单位的基本概念
辐射量
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辐射量是描述辐射能量、功率或通量的物理量，用于衡量 辐射对物质的作用程度。
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常用的辐射量包括：照射量、吸收剂量、比释动能、剂量 当量等。
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定向剂量当量
总结词
定向剂量当量是指在某一特定方向上受 到的辐射剂量，考虑了人体不同部位对 辐射的敏感度和照射方向的影响。
VS
详细描述
定向剂量当量是指在某一特定方向上受到 的辐射剂量，考虑了人体不同部位对辐射 的敏感度和照射方向的影响。定向剂量当 量的单位也是希沃特（Sv）。在放射生物 学和放射安全中，定向剂量当量是一个重 要的参数，用于评估特定方向的辐射场对 人体的潜在危害。
雷姆的符号是rem。
04
辐射量和单位的换算关系
吸收剂量与剂量当量的关系
吸收剂量
关系
描述物质吸收辐射能量的程度，单位 是戈瑞（Gy）。
在相同的辐射类型和能量下，吸收剂 量和剂量当量成正比，可以通过换算 公式进行转换。
剂量当量
综合考虑辐射类型、能量和生物效应， 用于比较不同辐射的生物效应，单位 是希沃特（Sv）。
辐射防护中常用的辐射量及单位
M
4.3 比释动能和吸收剂量随穿过物质深度的变化关系
同一深度，D K ？
M
N
释出的带电粒子主要是沿入射粒子方向发射，因此 图中次级带电粒子在 N 点损失的能量，一般起源于 之首的 M点。因为 M 点的比释动能比 N 点的大，所 以次级带电粒子在 N点被吸收的能量，比初始不带
电粒子在 N 点释放的能量要大。所以在准平衡状态 下，同一点深度，D K。
tr
= Etr
= k f
K Etr
比释动能因子
有谱分布的辐射场：
dK d(E) ( tr )EdE dE
K E0 d(E) ( tr )EdE
0 dE
第四节导入
我们已经了解了能量的转移，即不带电粒子能 量转化为带电粒子能量，现在我们关心的是这些 带电粒子的能量是如何被介质吸收的，是否被全 部吸收，如果不全部吸收，是怎样损失的
D d dEtr (1 g) K (1 g)
dm dm
g —为带电粒子能量转化为韧致辐射份额
一般在 103 ~ 102 之间，份额较少
4.3 比释动能和吸收剂量随穿过物质深度的变化关系
间接电离辐射
比释动能：随着入射深度增加，粒子有明显衰减， 则比释动能将随入射深度增加而不断减小 吸收剂量：由于一开始处于浅层，所以开始一段深 度是逐渐增加的，后来达到最大值，之后不断减小
dEtr tr dadl da — da面积内的辐射能量
datr — da面积单位距离转移的能量 datrdl — da面积dl内转移的能量
dm dadl —体积元
K dEtr tr dadl tr = Etr
dm dadl
三. 比释动能与粒子注量的关系
K
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：
02辐射防护辐射量和单位
能注量与注量的关系
Ψ = ΦE → Ψ = ∫
dΦ EdE dE 0
7
第一节
描述辐射场的物理量和单位
3.能注量率ψ
单位时间内进入单位截面积的球体内的所有粒子能量之和，称 为能注量率，即：
ψ=
dΨ dt
dΨ —在时间间隔dt内，进入截面积为dα的球体内所有粒子的能量之和 即在时间间隔dt内能注量的增量； ψ —能注量率，单位为焦耳每平方米秒
Φ －－是粒子注量，（1/m2） µ tr 2 ρ －－一定物质对特定能量的间接致电离粒子的质能转移系数（m /kg）
14
7
第三节
比释动能及其应用
3.比释动能与注量的关系
对具有谱分布的入射粒子，能注量和比释动能有如下关系：
K=∫
为使用方便，令
E0
0
dΦ(E) µ tr ( )EdE ρ dE
k f = E(
J / m2 ⋅ s
能注量率与注量率的关系
ψ = φE
ψ 【例题】3分钟内，测得E＝4MeV的中子注量为1012中子/米2。求 Ψ ， 8
4
第二节
吸收剂量及其单位
所谓剂量，实际上指的是吸收剂量， 现在已被广泛的应用于放射生物学、放射化学、辐射防护等学科中。
1.吸收剂量 D
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 大小的物理量：致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 中物质的质量所得到的商，即：
16
8
第三节
比释动能及其应用
4.比释动能与吸收剂量的关系
（2） 比释动能与吸收剂量的关系 在带电粒子平衡条件下，若轫致辐射损失的能量可以忽略时，间接电 离粒子在体积元∆V所包含的物质中传递给直接电离粒子的能量dEtr，就等
常用辐射量与单位
辐射量是衡量辐射强度的一种单位，是人类所使用的物理量。
它可以
表示辐射中由于能量的传递而产生的能量效应，这是由于辐射产生的
热量、光、电磁等等。
在实际应用中，由于辐射量可能会带来危害，
因此人们需要熟知一些常用的辐射量和单位。
第一种常见的辐射量是辐射剂量，它的单位是常用的剂量单位“比特”（Bit），它是指一个物质在某一频率辐射中受到的剂量。
另一种常用
的辐射量是衰减系数，它的单位是衰减系数（Attenuation Coefficient），它是用于衡量一种物质在某种频率辐射影响之下的能量传输率。
此外，也有另一种类型的辐射量，称为辐射衰减率。
它以千分之一（pSv / h）为单位，用于表示某一特定位置在某段时间内，某浓度的辐射每小时
减少的数量。
接下来，还有一种常用的辐射量是放射度，它的单位是放射微表（rad），它是指单位时间内，辐射能量发射到特定区域的能量值。
它
与放射率（rad / h）单位相对应，它表示单位时间内从一个物体表面发射的放射能量。
最后，还有一种名为比辐射剂量（DMR）的辐射量，
它可以用来衡量某频率辐射中产生的能量变化，它以比特（Bq / j）为
单位，可以用于评估物体所收到的辐射剂量。
总而言之，辐射量通常有辐射剂量、衰减系数、辐射衰减率、放射度
和比辐射剂量，它们有各自不同的表示方式和单位，也有各自不同的
用途。
这些辐射量均是辐射强度表示的一种单位，其数值及应用都是
研究辐射的重要依据。
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。
放射防护常用的辐射量和单位
dQ X dm
(C/kg)或(R伦琴)
SI单位 专用单位
4
1R 2.58 10 C/kg
22
照射量 X
伦琴的定义: 在X或γ射线照射下,0.001293g空 气(相当于0º C和101kPa大气压下1cm3干燥空气 的质量)所产生的次级电子形成总电荷量为1静 电单位的正离子或负离子，即
比释动能率
dK K dt
(Gy/s)
34
吸收剂量 D
定义:辐射所授予单位质量介质的平均能量 。
dEen D dm
(J/kg)或(Gy) 专用单位(rad)
dEen为平均授予能。它表示进入介质dm的全部带电粒子 和不带电粒子能量的总和，与离开该体积的全部带电粒子 和不带电粒子能量总和之差，再减去在该体积内发生任何 核反应所增加的静止质量的等效能量。
2
常用的辐射量和单位
显然这种对辐射剂量的估算极为不准确， 并很容易产生误导。 如放射治疗中曾经使用过的皮肤红斑剂量 (skin erythema dose)，就是以皮肤受照 射后，皮肤颜色变深的程度来判断剂量。 事实上，辐射量并非是使皮肤颜色改变的 唯一条件，用现代辐射剂量学的原理解释， 皮肤颜色改变还受到辐射质、皮肤类型以 及分次剂量模式等诸多因素的影响。
10
描述辐射场性质的辐射量
粒子注量（particle fluence） 能量注量（energy fluence） 照射量（exposure） 比释动能（kerma） 吸收剂量（absorbed dose） 各辐射量的关系与区别
11
粒子注量 Φ
h3
定义: 进入具有单位截 面积小球的粒子数。
，
da h1 P•
常用辐射量和单位
照射量（X）：是指X射线或γ射线的光子在单位质量空气中释放出来的全部电子完全被空气阻止时，在空气中产生同一种符号离子的总电荷的绝对值。
照射量只用于X射线或γ射线在空气中的辐射场的量度，不能用于其他类型辐射和其他物质。
照射量的SI单位是库仑每千克（C·kg-1）。
吸收剂量（D）：指电离辐射与物质相互作用时，单位质量的物质中吸收电离辐射能量多少的一个辐射量。
吸收剂量的SI单位是焦耳每千克（J·kg-1），称为戈瑞（Gy）。
1戈瑞（Gy）的吸收剂量等于1千克受照射物质吸收1焦耳的辐射能量。
1 Gy＝103mGy=106μGy。
剂量当量（H）：相同的吸收剂量（D）未必产生同样程度的生物效应，因为生物效应受到辐射类型、剂量与剂量率大小、照射条件、生物种类和个体生理差异等因素的影响。
为了比较不同类型辐射引起的有害效应，在辐射防护中引进了一些系数，当吸收剂量乘上这些修正系数后，就可以用同一尺度来比较不同类型辐射照射所造成的生物效应的严重程度或产生机率，这种修正后的吸收剂量就称为剂量当量。
剂量当量的SI单位是焦耳每千克（J·kg-1），称为希沃特（Sievert），符号为Sv。
剂量当量率：是指单位时间内剂量当量。
它的SI单位是焦耳每千克每秒（J·kg-1·s-1），称为希沃特每秒（Sv·s-1）。
当量剂量（HT，R）：当量剂量等于辐射在某一组织或器官中产生的平均吸收剂量，经辐射权重因数加权处理的吸收剂量。
当量剂量的SI单位是焦耳每千克（J·kg-1），称为希沃特（Sievert），符号为Sv。
有效剂量（E）：人体各组织或器官的当量剂量乘以相应的组织权重因数后的和。
有效剂量的SI单位是焦耳每千克（J·kg-1），称为希沃特（Sievert），符号为Sv。
放射性活度（A）：是单位时间内该放射性核素发生自发衰变的次数。
是度量放射性物质在单位时间内原子核衰变数的物理量，放射性物质在单位时间内发生核衰变数目越多，这种放射性物质的放射性强度就越强。
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。
辐射防护第2章--相互作用
描述辐射场的量和单位
例题：一个60Co点源，其活度为3.7×107Bq，γ射线能量 分别为1.17MeV和1.33MeV。求在离点源1m处γ光子的注量 率和能量注量率
16
描述辐射场的量和单位
放射性活度A（activity）： ， 放射性元素或同位素每秒衰变的原子数
（不是原子核数或发出的粒子数）
应用上述关系，在电离辐射仪器仪表刻度时，若已知 放射源活度 和 放射源与探测器之间的距离，可以得到探 测器所在位置的粒子注量率与仪器计数率的关系，即刻度 系数； 在放射性测量中，若已知粒子注量率 和 放射源与 探测器之间距离，可以推算放射源的活度
18
描述辐射场的量和单位
• 判断题：通过单位截面积的粒子数等于粒子注量 • 两层错误： • 第一层错误. 例题的情况下，选取的截面积 垂直 于粒子的入射方向。
以分为γ辐射场，中子辐射场，β辐射场等。（如果存在两 种或两种以上的辐射源，称为混合场，例如：中子-γ混合 场，β-γ混合场等） • 辐射场的特征如何去描述？
ICRU（国际辐射单位与测量委员会）定义一些物理
量来描述辐射场，在辐射防护中，常用粒子数、辐射能、 粒子注量、注量率、能注量和能注量率等来描述辐射场的 特征
14
描述辐射场的量和单位
举例：当 致电离粒子 与 活细胞 发生相互作用 时，活细胞 可以视为 一个小球体，不管 致电离 粒子 从什么方向击中 活细胞，都可能 使 活细胞 发生损伤。 可见，辐射 作用于活细胞上 产生的 效应 与 粒子的入射方向 无关。
ICRU在定义注量和能量注量等来定量描述辐射
场的特征时，关心入射粒子的粒子数和入射粒子 的总能量，而不关心粒子的入射方向。
（2）电离损失与重带电粒子的能量（速度）成反 比；
辐射防护第2章
(J·m-2 )
（2.1.6）
⑵ 能注量率ψ定义粒子能量注量率ψ指单位时间内对 P 点的能量注量
即能量注量强度量。 4、能注量与注量关系
d dt
(Jm-2s-1)
（2.1.7）
入射粒子注量具有单能 E 时，较为简单
E
（2.1.8）
式中，ψ、φ分别表示能注量率和注量率。 对于具有谱分布式的粒子，要分步处理。 例题：设在 3 分钟内，测得能量为 4MeV 的中子注量为 1012 中子/m2，求对应的能注量Ψ和能 注量率ψ。 解：φ=1012 中子/m2；E=4MeV；1MeV=1.6×10-13J Ψ=φE=1012×4×1.60×10-13=0.64J ψ=Ψ/T=0.64×60/3=3.6×10-3 J/m2s # 2.2 辐射剂量学中使用的量及其单位 “剂量”源于医学术语，后被辐射防护、放射生物学以及辐射化学统一用来表示对各种 射线的吸收剂量。早期，剂量和照射量概念经常混搅，现在（1937 年 ICRC 国际会议）剂量 主要是指吸收剂量。 1、随机量和非随机量 对客观事物的观察划分和结果可以分为 ⑴ 随机量：发生事件是单个，不连续的，随机的。往往是具有预测性，比如对能量沉积时 间，等。它们组从统计规律，往往从概率上给出结果。 ⑵ 非随机量：一些决定的事件，比如对射线具体的测量，原则上可以给出它们的具体数值。 对辐射生物效应而言，随机性是指可能造成引起伤害的剂量事件；而非随机性是指已经 确认能够引起伤害的剂量事件。 需要说明的是， 对生物体而言， 这两种量交织一起不已区分， 但两者可以互相转化。 2、吸收剂量单位 ⑴ 授与能ε：指电离辐射授与一定体积的物质的能量。或者说受照体接受射线的能量，而 且这些能量被全部吸收。其表示式为
《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
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每秒一次核衰变，即为1Bq=1 s-1
4）照射量率与活度的关系
A X 2 R
计算1居里的60Co源1米处的照射率为多少？ 求同一位置空气和皮下肌肉组织内的吸收剂量率为多少？ （已知60Co点源的照射率常数为1.32仑•米2/小时•居里，对于肌 肉组织 f 9.5 103戈/伦）
5）剂量当量和剂量当量率
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）；
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SV表示。
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； 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）； 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SV表示。
3）照射量与吸收剂量的关系
照射量因子：
注意x单位为C/Kg
例题 测得空气中某一点的照射率为100毫伦/小时， 已知光子的能量为0.4兆电子伏。求处于同一 位置小块肌肉和骨骼中的吸收剂量率？
2.2
辐射量和单位
放射性活度
A=dN/dt
单位名称为：[贝可勒尔]（Becquerel)，简称贝可，符号为Bq
第2章 辐射防护中常用 的辐射量和单位
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
描述辐射场的物理量和单位 吸收剂量及其单位 比释动能及其应用 照射量 辐射防护中专用的量和单位
电离辐射 概述:电离辐射和非电离辐射 电离辐射分为直接电离辐射和间接电离辐射 电离辐射场：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。
单位：J×m-2
5. 能量注量率
单位时间内的能量注量。
d dt
6. 能量注量和粒子注量的关系
对于单能辐射场：
非单能辐射场：
2.2.2 相互作用系数
1. 带电粒子与物质的相互作用系数 总阻止本领S：入射带电粒子在靶物质中每单位路径长度上损失的总 平均能量。 总质量阻止本领： S 入射带电粒子在靶物质单位质量厚度上损失 的所有平均能量。
3）吸收剂量与注量的关系
2. 比释动能及其应用
间接电离粒子在物质中能量沉积过程分为两个步骤： 间接电离粒子把能量转移给带电粒子；带电粒子通过 电离和激发把能量沉积在物质中。
比释动能就是描述间接电离粒子与物质相互作用时， 把多少能量传递给了直接电离粒子的物理量。
1)比释动能
（1）转移能
定义：不带电电离粒子在某一体积元内转移给次级带 电电离粒子的初始动能总和。
2. γ 射线与物质相互作用系数
1）线性衰减系数和质量衰减系数 线性衰减系数：某能量下入射粒子在物质中穿行单位长度距离时， 平均每个粒子衰减掉的概率：
宏观截面：某能量下的入射粒子在物质中穿行单位长度距离时，平均每 一个入射粒子与靶物质发生相互作用的总概率。 微观截面：一个入射粒子与单位面积上一个靶原子发生相互作用的概率。
剂量当量及其单位
1西弗=1焦耳/千克（J·Kg-1）
暂时与SI单位并用的专用单位为雷姆（rem），
1西弗=102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。
剂量当量率：
单位时间内物质吸收的当量剂量，称之为当量剂 量率。如果dt时间内剂量当量的增量为dH，剂 量当量率即为
3）线能量吸收系数和质量能量吸收系数
μen表示光子在物质中穿行单位长度后，其能量真正被物质吸收的份额。
4）混合物和化合物的质量衰减系数
质量衰减系数：入射光子有多大比例参与相互作用并衰减掉。 质量能量转移系数：其能量有多大比例转移给次级电子。 质量能量吸收系数：有多大比例的能量真正被物质吸收了。
2.2.3 辐射剂量学中的量
在单能窄束薄靶的条件下：
质量衰减系数：入射粒子在物质中穿行单位质量厚度时，平均每一 个粒子衰减掉的概率。
2）线能量转移系数和质量能量转移系数
μtr表示能量转移给电子的部分，称线能量转移系数 μr表示光子能量的辐射转移部分
质量能量转移系数：表示入射光子在物质中穿行单位质量厚度时， 平均每一个光子的能量转移给靶物质中电子的份额。
习题
已知空气中某点的中子注量率φ为2.6☓1011中 子／米2· 秒。设中子平均能量为3.9兆电子伏， 求小块人体组织在同一点的比释动能率、吸收剂 量率和剂量当量率。已知相应于此能量的中子在 人体组织中的比释动能因子为0.413☓10-8拉 德· 厘米2。
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 大小的一种量度
2）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 -１ Gy/s）。
dD D (t ) dt
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。
碰撞转移能和辐射转移能
（2）比释动能
定义：不带电电离粒子与物质相互作用时，在单位质量 物质中产生的带电电离粒子的初始动能的总和。
碰撞比释动能：入射的不带电电离粒子在小体积元 内转移给次级电子的初始动能中在小体积元内外损 失于电离碰撞的那部分比释动能。 c
Kc d tr dm
辐射比释动能：入射的不带电电离粒子在小体积元内 转移给次级电子的初始动能中在小体积元内外损失于 轫致辐射的那部分比释动能。
吸收剂量1 戈瑞（1焦耳/千克）时的能量效应
1）水温升高 （比热 4.2×103J/千克度） 2.4×10-4 C°
1 kg水物质吸收剂量 1 Gy 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
运动速度 v = 1.4 m/s
m D = m g h
2.1.1
描述辐射场的物理量和单位
1. 粒子注量
单位：m-2
2. 粒子注量率
单位时间内粒子的注量。
单位：m-2×s-1
3. 谱分布
积分分布：表示能量在0-E之间的粒子所组成的那部分粒子的注量。
微分分布：表示在能量E附近单位能量间隔内的粒子注量。
二者之间的关系：
4. 能量注量
进入单位截面积小球的电离辐射的能量。
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。 剂量当量是用适当的修正因数对吸收剂量进行加权，使得修正后的吸收 剂量能更好地和辐射引起的有害效应联系起来。 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； 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分布等
2）比释动能率
定义：单位时间内物质的比释动能。
3）比释动能与注量的关系
对于单能中子：
比释动能因子
在非单能的情况下：
对于碰撞比释动能：
例题
已知能量为14.5MeV的中子注量为1.5*1011 中子/米2，求中子在参考人中的比释动能？ Kf=0.659*10-9拉德*厘米2.
4）比释动能与吸收剂量的关系
带电粒子平衡：当进入该体 积元的次级带电电离粒子和 离开该体积元的次级带电电 离粒子的总能量和谱分布达 到平衡，就称该点为中心的 体积元存在着带电粒子平衡。
在带电粒子平衡的条件下，吸收剂量等于碰撞比释动能， 若轫致辐射的能量损失可以忽略，吸收剂量等于比释动 能。
若轫致辐射的能量损失不能忽略：
5）比释动能概念的应用
1. 吸收剂量及其应用 1）吸收剂量 (1) 授予能：电离辐射给予某一体积元的能量中，被该体积元所吸 收的那部分能量。
Rin Rout Q
（2）吸收剂量（absorbed dose, D)
定义：表示单位质量的受照物质吸收电离辐射能 量大小的物理量。
单位：
d D dm J/kg 1 J/kg =1Gy（戈瑞） 1 Gy = 100 rad（拉德）
系 照射类型 外照射 射线种类 X、γ、电子 热中子 中能中子（0.02MeV） 中能中子（0.1MeV） 快中子（0.5-10MeV） 内照射 重反冲核 β、γ、x、e α 裂变过程中的碎片 品质因数 1 3 5 8 10 20 1 10 20
带电粒子平衡条件下：
非带电粒子平衡条件下：
q电子平衡系数
3.照射量及其应用
1）照射量及其单位 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止时， 在空气中产生一种符号的带电粒子的总电荷量。
单位：伦琴（R） 1伦琴（R）=2.58×10-4C/kg
2）照射量率
定义：单位时间内的照射量