第2章——辐射防护中常用的辐射量和单位

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.Baidu Nhomakorabea 辐射剂量学中的量
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
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
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。
dH H dt
品质因数与照射类型、射线种类的关系 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
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。
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
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）
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
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。
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。
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
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
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
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
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。
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。
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。

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。
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。
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。