外照射屏蔽计算方法课件
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放射防护屏蔽计算精品名师资料
L混凝土=TVL混凝土×NTVL = TVL混凝土 ×lg(1/BX)=35.6mm×lg(1/(3.8×10-3)) =86.2mm L铅=TVL铅×NTVL = TVL铅×lg(1/BX)=0.58 mm×lg(1/(3.8×10-3))=1.4 mm 因为，此处Xpre=0.3mm铅当量， Xbarrier=1.4-0.3=1.1mm铅当量，针对初级辐 射1-2墙需要1.1mm铅当量的屏蔽。
区），T=1（为安全），所以P/T=0.1mGy/周；dp=3m，U=1， Kp1=5.9mGy/患者，N=40
利用公式得出：
K
（0） p
K p UN dp2
1
5.9 *1* 40 26.22mGy / 周 2 3
将这个值降低到P/T=0.1mGy/周
B( X barrier
P /T 0.1 3 X pre ) 3 . 8 * 10 ( 0) 26.22 Kp
1
将这个值降低到P/T=0.1mGy/周
P/T 0 .1 Bsec （X barrier） （0） 1.9 *10 -1 0.516 K sec
在次级辐射的透射曲线上可查，相当于0.2mm铅当量, 所以墙（1-1）需要0.2mm铅当量的屏蔽。
4、墙（1-2）：
需要考虑初级辐射和次级辐射；其后方为加速器辅助机房（控制
外照射屏蔽计算示例
吉林大学公共卫生学院
辐射防护教研室
贺 强
Jilin University
一、公式回顾
Jilin University
１、距离平方反比公式 人员受到的外照射剂量与其离开放射源的距 离平方成反比. D1/D2=r22/r12 ２、辐射源外照射剂量率的估算 γ 点源外照射剂量率的估算 方法一 (快速估算法)距点源1m D = 0.123AE A单位 MBq D单位 μ Gy/h E单位 MeV
放射防护屏蔽计算课件
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一、公式回顾
Jilin University
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❖ １、距离平方反比公式
❖
人员受到的外照射剂量与其离开放射源的距
离平方成反比.
❖ D1/D2=r22/r12 ❖ ２、辐射源外照射剂量率的估算
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4、墙文档（仅供1-参2考），不：能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
需要考虑初级辐射和次级辐射；其后方为加速器辅助机房（控制
区），T=1（为安全），所以P/T=0.1mGy/周；dp=3m，U=1， Kp1=5.9mGy/患者，N=40
。
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L混凝土=TVL混凝土×NTVL = TVL混凝土×lg(1/BX) =35.6mm×lg(1/(7.6×10-4))=111.0mm
L铅=TVL铅×NTVL = TVL铅×lg(1/BX)=0.58 mm×lg(1/(7.6×10-4))=1.8 mm
栅和暗盒衰减造成的）
0.3 30 2
在指定的患者工作负荷（W norm ）和d p=1米处的未屏蔽的初级空气比释动能K1P值
指定的工作负荷分布
每名患者的Wnorm （mA·min/患者）
1米处每名患者的初 级空气比释动能
（mGy/患者）
X射线摄影机房（胸部bucky）或其他屏障）
因为，此处Xpre=0.85mm铅当量（见表 4.18），Xbarrier=1.8-0.85=0.95mm铅当量， 针对初级辐射天花板需要0.95mm铅当量的 屏蔽。
一、公式回顾
Jilin University
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❖ １、距离平方反比公式
❖
人员受到的外照射剂量与其离开放射源的距
离平方成反比.
❖ D1/D2=r22/r12 ❖ ２、辐射源外照射剂量率的估算
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4、墙文档（仅供1-参2考），不：能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
需要考虑初级辐射和次级辐射；其后方为加速器辅助机房（控制
区），T=1（为安全），所以P/T=0.1mGy/周；dp=3m，U=1， Kp1=5.9mGy/患者，N=40
。
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L混凝土=TVL混凝土×NTVL = TVL混凝土×lg(1/BX) =35.6mm×lg(1/(7.6×10-4))=111.0mm
L铅=TVL铅×NTVL = TVL铅×lg(1/BX)=0.58 mm×lg(1/(7.6×10-4))=1.8 mm
栅和暗盒衰减造成的）
0.3 30 2
在指定的患者工作负荷（W norm ）和d p=1米处的未屏蔽的初级空气比释动能K1P值
指定的工作负荷分布
每名患者的Wnorm （mA·min/患者）
1米处每名患者的初 级空气比释动能
（mGy/患者）
X射线摄影机房（胸部bucky）或其他屏障）
因为，此处Xpre=0.85mm铅当量（见表 4.18），Xbarrier=1.8-0.85=0.95mm铅当量， 针对初级辐射天花板需要0.95mm铅当量的 屏蔽。
《放射物理与防护》教学课件：11第十一章放射线的屏蔽防护
• 由于这些材料都是由低原子序数物质构成的，因 此，可用经验公式将它们的实际厚度（d材料）折 合成等效的混凝土厚度（d混凝土）。
d混凝土= d材料（ρ材料/ρ混凝土）
式中， ρ材料、ρ混凝土分别为某建筑材料和混凝土的密度。
X、γ射线常用屏蔽材料的密度
材料
平均密度 材料
平均密度
混凝土
砂子灰泥
1540
5. 水
• 有效原子序数7.4，密度为1000 kg·m-3。 • 缺点：水的结构性能和防护性能较差； • 优点成本低、透明、可流动，常以水池的形式
贮存放射源。 • 在强辐射的情况下，水会分解生成有害的气体，
所以用于辐射屏蔽的水，以无离子水为好。
ห้องสมุดไป่ตู้
（三）各种屏蔽材料厚度的折算
• 若在现有建筑内安装X线机或其他放射源，在屏 蔽计算时应考虑建筑物中原有的砖、灰浆、石料 等建筑材料对屏蔽的贡献。
（二）结构性能
屏蔽材料除应具有很好的屏蔽性能， 还应成为建筑结构的部分。因此，屏蔽 材料应具有一定的结构性能；
包括：物理形态 力学特性 机械强度 等
（三）稳定性能
为保持屏蔽效果的持久性，要求屏蔽 材料稳定性能好，也就是材料具有抗 辐射的能力，而且当材料处于水、汽、 酸、碱、高温环境时，能耐高温、抗 腐蚀。
二、距离防护
• 距离防护是指在不影响工作质量的前提
下，尽量延长人员到X线管和散射体的距 离。
• 对于点状源，若不考虑空气对射线的吸收，X 线按平方反比法则衰减，可见距离防护是十分 有效的。
三、屏蔽防护
• 欲减少人员的受照剂量，单靠时间防护和距离 防护是不够的，往往还需要采用屏蔽防护。
• 屏蔽防护是指在放射源和人员之间，放
d混凝土= d材料（ρ材料/ρ混凝土）
式中， ρ材料、ρ混凝土分别为某建筑材料和混凝土的密度。
X、γ射线常用屏蔽材料的密度
材料
平均密度 材料
平均密度
混凝土
砂子灰泥
1540
5. 水
• 有效原子序数7.4，密度为1000 kg·m-3。 • 缺点：水的结构性能和防护性能较差； • 优点成本低、透明、可流动，常以水池的形式
贮存放射源。 • 在强辐射的情况下，水会分解生成有害的气体，
所以用于辐射屏蔽的水，以无离子水为好。
ห้องสมุดไป่ตู้
（三）各种屏蔽材料厚度的折算
• 若在现有建筑内安装X线机或其他放射源，在屏 蔽计算时应考虑建筑物中原有的砖、灰浆、石料 等建筑材料对屏蔽的贡献。
（二）结构性能
屏蔽材料除应具有很好的屏蔽性能， 还应成为建筑结构的部分。因此，屏蔽 材料应具有一定的结构性能；
包括：物理形态 力学特性 机械强度 等
（三）稳定性能
为保持屏蔽效果的持久性，要求屏蔽 材料稳定性能好，也就是材料具有抗 辐射的能力，而且当材料处于水、汽、 酸、碱、高温环境时，能耐高温、抗 腐蚀。
二、距离防护
• 距离防护是指在不影响工作质量的前提
下，尽量延长人员到X线管和散射体的距 离。
• 对于点状源，若不考虑空气对射线的吸收，X 线按平方反比法则衰减，可见距离防护是十分 有效的。
三、屏蔽防护
• 欲减少人员的受照剂量，单靠时间防护和距离 防护是不够的，往往还需要采用屏蔽防护。
• 屏蔽防护是指在放射源和人员之间，放
放射性γ源的屏蔽计算程序毕业设计展示ppt课件
21
例题解析
按照书中利用公式： 透射比η= 100HL·r2·q-1·A-1·Γ-1
将题中剂量 约束减半 计算，透射比 =3.0×10-2(当计量约束为25μSv/h时， 透射比则等于6.1×10-2)，据此查课本 后附录三中的图18得到所需的厚度约为 7.0cm。根据本程序得出的厚度为 7.03cm。
1
放射性γ源的屏蔽计算程序设计
目录：
1. 项目的背景 2. 项目的意义 3. 外照射防护的基本知识 4. 项目的内容 5. 展望 6. 致谢
2
项目的背景
1. 屏蔽防护是外照射防护的基本措施 之一。
2. 筹建新的辐射源设施，必须同时考 虑辐射屏蔽的具体要求。
3
项目的意义
1. 本项目属于屏蔽防护兼软件设计的范畴。 是计算机编程技术与辐射防护的结合。 2. 本工作设计一个简单的程序，方便用户在 外照射防护活动中快速得出所需要的屏蔽材料 的厚度，可提高防护设计的效率，具有一定的 实用意义 。
22
结果讨论（一）——分析
比较后发现本程序的计算结果精确到 了小数点后两位，结果相差甚微。由于 使用的新旧公式不同，会出现些许差别。
当本程序优越性是它给屏蔽厚度的 计算带来了方便性，出结果快，使用方 便，结果可靠。
23
展望
本次设计的成功，也仅仅是个开始。
1. 程序还存在不足之处。例如，γ源仅仅取 了四种，还有待全面的将所有γ源添加进 来。
9
理论简介——屏蔽计算的方程
1.基本方程 数学表达式为：H（d）≤ HL
10
2.曲线的拟合： 由于查图表获得的厚度值不
方便，而且也无法写进程序代码。 综合方便性与可行性，采用李士 俊教授的相关文献中的曲线拟合 方程。
例题解析
按照书中利用公式： 透射比η= 100HL·r2·q-1·A-1·Γ-1
将题中剂量 约束减半 计算，透射比 =3.0×10-2(当计量约束为25μSv/h时， 透射比则等于6.1×10-2)，据此查课本 后附录三中的图18得到所需的厚度约为 7.0cm。根据本程序得出的厚度为 7.03cm。
1
放射性γ源的屏蔽计算程序设计
目录：
1. 项目的背景 2. 项目的意义 3. 外照射防护的基本知识 4. 项目的内容 5. 展望 6. 致谢
2
项目的背景
1. 屏蔽防护是外照射防护的基本措施 之一。
2. 筹建新的辐射源设施，必须同时考 虑辐射屏蔽的具体要求。
3
项目的意义
1. 本项目属于屏蔽防护兼软件设计的范畴。 是计算机编程技术与辐射防护的结合。 2. 本工作设计一个简单的程序，方便用户在 外照射防护活动中快速得出所需要的屏蔽材料 的厚度，可提高防护设计的效率，具有一定的 实用意义 。
22
结果讨论（一）——分析
比较后发现本程序的计算结果精确到 了小数点后两位，结果相差甚微。由于 使用的新旧公式不同，会出现些许差别。
当本程序优越性是它给屏蔽厚度的 计算带来了方便性，出结果快，使用方 便，结果可靠。
23
展望
本次设计的成功，也仅仅是个开始。
1. 程序还存在不足之处。例如，γ源仅仅取 了四种，还有待全面的将所有γ源添加进 来。
9
理论简介——屏蔽计算的方程
1.基本方程 数学表达式为：H（d）≤ HL
10
2.曲线的拟合： 由于查图表获得的厚度值不
方便，而且也无法写进程序代码。 综合方便性与可行性，采用李士 俊教授的相关文献中的曲线拟合 方程。
放射物理与防护___第11章放射线的屏蔽防护课件.
第十一章 放射线的屏蔽防护
（四）铅当量(mmPb)：一定厚度(1mm)的屏蔽材料 与多少厚度(mm)的铅具有相同的屏蔽防护效果
第十一章 放射线的屏蔽防护
知识拓展：射线屏蔽厚度的确定 从放射线的衰减理论讲，经屏蔽后的放射线剂量永远 不会变成零。放射线的屏蔽设计，并不在于确定一个 完全吸收放射线的物质层厚度，而是设法找到穿过屏 蔽层的放射线剂量降低若干倍，并满足剂量限值的屏 蔽层厚度。做到既安全可靠，又经济合理。
或者说是按照辐射产生的随机性效应及确定性效应分 类，保障辐射防护所提供的职业人员与被检者个人防 护在保障不发生确定性效应的前提下，将随机性效应 发生率控制在可合理做到的最低水平
第十一章 放射线的屏蔽防护
知识拓展：确定射线屏蔽厚度的依据和方法 确定屏蔽厚度的依据 当量剂量限值和最优化 屏蔽材料的防护性能 屏蔽用途和距离 工作负荷
居留因子
确定屏蔽厚度的计算方法 透射量计算法、查表法
利用因子
第十一章 放射线的屏蔽防护
小结 外照射防护有三种基本方法：时间防护、距离防护和 屏蔽防护。时间防护就是要求在给受检者实施射线检 查时，应在各个环节尽量缩短照射时间；由于射线对 于距离按平方反比法则进行衰减，因此一切人员尽量 远离射线是一种有效的防护方法；物质可以吸收射线， 根据需要采用不同的屏蔽材料进行防护为屏蔽防护。 对于屏蔽射线的材料的选择应从材料的防护性能、结 构性能、稳定性能和经济成本等方面时行综合考虑。 在确定屏蔽厚度时，应考虑多种因素，可通过公式进 行计算，也可通过查表确定。
第十一章 放射线的屏蔽防护
（三） X、 γ射线(非带电粒子辐射)常用屏蔽防护材料 低原子序数的建筑材料 砖：价廉、通用、来源容易、24cm实心砖墙有2mm 铅当量 混凝土：由水泥、粗骨料、砂子和水混合而成，密度 2300kg· m-3，成本低廉、结构性能好，多用作固定防 护屏障 水：有效原子序数7.4，密度1000kg· m-3，结构性能差、 防护性能差、成本低、透明、可流动、常以水池形式 贮存放射源
辐射防护屏蔽计算PPT课件
部分 容不下放办公桌的走廊；杂用房；不 居留 常用的休息室；有司机的电梯；无人
看管的停车场。
偶然 候诊室；厕所；楼梯；自动电梯；储 居留 藏室；人行道、街道。
11
第11页/共63页
第二节 X、 γ射线的外照射防护
第二节 X、 γ射线的外照射防护
一、X、γ辐射源及辐射场 二、X、γ射线在物质中的减弱规律 三、X、γ射线的屏蔽计算
12
第12页/共63页
一、X、γ辐射源及辐射场
（一）X射线机
第二节 X、 γ射线的外照射防护
13
第13页/共63页
第二节 X、 γ射线的外照射防护
（三）γ辐射源
点源 — 距离比源本身的几何尺寸大5倍以上。
1. 放射性活度： 用于表征某一物质中放射性核素总数的量度。
A dN / dt
式中：dN是在时间间隔dt内，该核素发生 核跃迁次数的期望值。 单位：贝可［勒尔］（Becquerel）；符号Bq。
（二）、 宽束X或γ射线的减弱规律
N BN 0ed
25
第25页/共63页
• 入射光子从屏蔽物中出来的
• 未经相互作用的 光子
射线包括：
• 相互作用后的光子：
• 康普顿散射（主要成分）
• 电子对淹没光子
• 韧致辐射
• 特征x射线（能量低，穿不出）
第26页/共63页
第二节 X、 γ射线的外照射防护
收系数的关系
1/ 2
ln 2
• 式中， ∆1/2为半值厚度。根据屏蔽材料的不同性质各用于 不同场合。
• 混凝土往往用来做固定屏蔽体，既起屏蔽作用又同时作为 建筑，例如辐照设备的屏蔽墙。
第34页/共63页
γ射线的防护
看管的停车场。
偶然 候诊室；厕所；楼梯；自动电梯；储 居留 藏室；人行道、街道。
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第11页/共63页
第二节 X、 γ射线的外照射防护
第二节 X、 γ射线的外照射防护
一、X、γ辐射源及辐射场 二、X、γ射线在物质中的减弱规律 三、X、γ射线的屏蔽计算
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第12页/共63页
一、X、γ辐射源及辐射场
（一）X射线机
第二节 X、 γ射线的外照射防护
13
第13页/共63页
第二节 X、 γ射线的外照射防护
（三）γ辐射源
点源 — 距离比源本身的几何尺寸大5倍以上。
1. 放射性活度： 用于表征某一物质中放射性核素总数的量度。
A dN / dt
式中：dN是在时间间隔dt内，该核素发生 核跃迁次数的期望值。 单位：贝可［勒尔］（Becquerel）；符号Bq。
（二）、 宽束X或γ射线的减弱规律
N BN 0ed
25
第25页/共63页
• 入射光子从屏蔽物中出来的
• 未经相互作用的 光子
射线包括：
• 相互作用后的光子：
• 康普顿散射（主要成分）
• 电子对淹没光子
• 韧致辐射
• 特征x射线（能量低，穿不出）
第26页/共63页
第二节 X、 γ射线的外照射防护
收系数的关系
1/ 2
ln 2
• 式中， ∆1/2为半值厚度。根据屏蔽材料的不同性质各用于 不同场合。
• 混凝土往往用来做固定屏蔽体，既起屏蔽作用又同时作为 建筑，例如辐照设备的屏蔽墙。
第34页/共63页
γ射线的防护
放射防护屏蔽计算
4、墙（1-2）：
需要考虑初级辐射和次级辐射；其后方为加速器辅助机房（控制
区），T=1（为安全），所以P/T=0.1mGy/周；dp=3m，U=1， Kp1=5.9mGy/患者，N=40
利用公式得出：
K p（0）
K p1UN dp2
5.9 *1* 40 32
26 .22 mGy
/周
将这个值降低到P/T=0.1mGy/周
利用公式得出：
K
（0）
se c
K
se
1 c
N
d
2 se c
2.9 *10 -2 * 40 （1.3）2
0.686 mGy
/周
将这个值降低到P/T=0.32mGy/周
Bse（c Xbarrier）
P/T
K
（0） sec
0.32 0.686
4.66 *10-1
在次级辐射的透射曲线上可查，相当于0.1mm铅当量,所以墙（1-3）需 要0.1mm铅当量的屏蔽。
方法三 IAEA 估算法
❖ D = FA/r2 ❖ A单位 GBq ❖ F为γ因子 ❖ r单位 m ❖ D单位 mSv/h
Jilin University
❖ 透射因子B ❖ 衰减倍数K
I0
I1
二、计算实例
Jilin University
例一
控制区职业人员剂量目标值取0.1mGy/周, 非控制区公众剂量目标值取0.02mGy/周。
指定的工作负荷分布
每名患者的Wnorm （mA·min/患者）
1米处每名患者的初 级空气比释动能
（mGy/患者）
X射线摄影机房（胸部bucky）
0.6
2.3
X射线摄影机房（地板或其他屏障）
放射防护屏蔽计算
利用公式得到：
将该值降到P/T=0.32mGy/周，利用公 式得到1-2墙次级透射为：
由曲线查得铅当量厚度为0.2mm铅当量。
1-3墙屏蔽计算 条件： 1.此墙后面为控制室，控制区，因此居 留因子选取T=1，因而P/T=0.1mGy/周。 2.此墙只考虑次级辐射。 3.设dsec=1.8米 4.从表中透视管（摄影+透视共用机房） 栏中查到泄漏+侧向散射总和Ksec1=3.2*10-1 mGy/患者。 5.每周检查患者数目N=150人。
Jilin University
透射因子B 衰减倍数K
I0
I1
二、计算实例
Jilin University
例一
控制区职业人员剂量目标值取0.1mGy/周, 非控制区公众剂量目标值取0.02mGy/周。 例：某模拟机机房屏蔽计算，该机房仅一 台X线模拟机，为了安全N值取忙时的40人/ 周，位于建筑物最底层，求各墙厚度？
指定的工作负荷分布
每名患者的Wnorm （mA· min/患者） 1米处每名患者的初 级空气比释动能 （mGy/患者）
X射线摄影机房（胸部bucky） X射线摄影机房（地板或其他屏障） X射线摄影管（摄影和透视共用机房） 专用立式胸部bucky摄影机房
0.6 1.9 1.5 0.22
2.3 5.2 5.9 1.2
（0） sec
1
P/T 0.32 -1 Bsec （X barrier） 4 . 66 * 10 （0） 0.686 K sec
在次级辐射的透射曲线上可查，相当于0.1mm铅当量,所以墙（1-3）需 要0.1mm铅当量的屏蔽。
6、墙（1-4）：
该面墙体需要考虑初级辐射和次级辐射；其外侧为走廊 候诊区（非控制区），T=1/4,则P/T=0.02*4=0.08mGy/ 周；Kp1=5.9mGy/患者，U=1（为安全），dp=3m， N=40 1 利用公式得出： K 5.9 *1* 40 （0） p UN Kp 26.22mGy / 周 2 dp2 3 将这个值降低到0.1mGy/周，
外照射屏蔽计算方法
物质中所穿行的平均厚度。
•
宽束(broad beam) 辐射的衰减
•B：累积因子（build-up factor)
•描述散射光子影响的物理量。
•表示某一点散射光子数所占份额
•B取决于：光子能量，屏蔽材料的原子数，
•
屏蔽层厚度，屏蔽层几何条件
•B值可以查表求得
•
屏蔽计算中常用的几个参数
• 减弱倍数K ： 辐射场中某点处没有设置屏蔽层时的当量剂 量率H(0)，与设置厚度为d的屏蔽层后的当量 剂量率H(d)的比值。 K = H(0)/H(d) = eμd/B(Eγ，μd) 表示屏蔽材料对辐射的屏蔽能力。 无量纲。
（1）时间防护(Time) 累积剂量与受照时间成正比 措施：充分准备，减少受照时间
•（2）距离防护(Distance) • 剂量率与距离的平方成反比 • 措施：远距离操作 • 任何源不能直接用手操作； • 注意β射线防护
•
外照射防护基本原则：
（3）屏蔽防护(Shielding) 设置屏蔽体 屏蔽材料和厚度的选择： 辐射源的类型、射线能量、活度等
• 直接用公式计算
•利用减弱倍数法计算
•利用半减弱厚度计算
•
令K=2n，则n=logK/log2
•
屏蔽厚度d=n △1/2
•
例题1
将Co-60所产生的剂量减弱2000倍，所需铅防 护层厚度是多少？
解：已知K=2×103， 查表得Co-60的△1/2 =1.2cm 则：n=（log 2×103)/log2=11 R=n×△1/2 =11 ×1.2=13.2cm
• 射程（Range；R）： 带电粒子在物质中沿其入射方向所穿过的最大 直线距离。
• 屏蔽材料的厚度等于β粒子在该材料中的最大 射程时，即可屏蔽所有β粒子。
•
宽束(broad beam) 辐射的衰减
•B：累积因子（build-up factor)
•描述散射光子影响的物理量。
•表示某一点散射光子数所占份额
•B取决于：光子能量，屏蔽材料的原子数，
•
屏蔽层厚度，屏蔽层几何条件
•B值可以查表求得
•
屏蔽计算中常用的几个参数
• 减弱倍数K ： 辐射场中某点处没有设置屏蔽层时的当量剂 量率H(0)，与设置厚度为d的屏蔽层后的当量 剂量率H(d)的比值。 K = H(0)/H(d) = eμd/B(Eγ，μd) 表示屏蔽材料对辐射的屏蔽能力。 无量纲。
（1）时间防护(Time) 累积剂量与受照时间成正比 措施：充分准备，减少受照时间
•（2）距离防护(Distance) • 剂量率与距离的平方成反比 • 措施：远距离操作 • 任何源不能直接用手操作； • 注意β射线防护
•
外照射防护基本原则：
（3）屏蔽防护(Shielding) 设置屏蔽体 屏蔽材料和厚度的选择： 辐射源的类型、射线能量、活度等
• 直接用公式计算
•利用减弱倍数法计算
•利用半减弱厚度计算
•
令K=2n，则n=logK/log2
•
屏蔽厚度d=n △1/2
•
例题1
将Co-60所产生的剂量减弱2000倍，所需铅防 护层厚度是多少？
解：已知K=2×103， 查表得Co-60的△1/2 =1.2cm 则：n=（log 2×103)/log2=11 R=n×△1/2 =11 ×1.2=13.2cm
• 射程（Range；R）： 带电粒子在物质中沿其入射方向所穿过的最大 直线距离。
• 屏蔽材料的厚度等于β粒子在该材料中的最大 射程时，即可屏蔽所有β粒子。
【精品】第7章-中子的外照射防护.PPT课件
13
2. 当量剂量计算
Hn fH,n
表7.6 中子辐射权重因子WR，中子当量剂量换算因子 fHi，n和对应的剂量率限值为10μSv/h 的中子注量率值
14
15
7.3、中子在屏蔽层中的减弱规律
7.3.1 减弱原理 第一步：快中子通过与物质的非弹性散射
和弹性散射，慢化成热中子； 第二步：热中子被物质俘获吸收。
同时屏蔽材料中也必须含有适当数量的轻元素，尤其是氢。 表7.12列出了某些常用屏蔽材料中的含氢量。
26
表7.12 常用屏蔽材料中的含氢量
①有的资料给出8.15×1022。
②有的资料给出8.3×1022。
27
常用的中子屏蔽材料有下列几种:
水：含氢量大，既是慢化剂，又是吸收体，氢的俘获 辐射能 量低，只有2.2MeV，便于屏蔽。由于水缺乏结构性能， 故很少单独应用，但可把它灌注在水门、水箱屏蔽体里， 此时必须注意避免容器破裂，导致水的泄漏而酿成事故。
首先用重或较重的物质，通过非弹性散射使中子 能量很快降到与原子核第一激发能级能量以下； 然后，再利用含氢物质，通过弹性散射使中子能 量降到热能区。
16
7.3、中子在屏蔽层中的减弱规律
7.3.1 减弱原理
虽然热中子能被各种物质所吸收，但并不是任何物质都适宜用来吸收热 中子的。因为许多物质吸收热中子后，常伴有高能的俘获γ辐射。因此，在 选择吸收热中子的材料时应选择对热中子吸收截面大、俘获γ辐射能量低的 那些材料，这样便于对俘获γ辐射的屏蔽。为了减少或避免热中子吸收过程 中产生的俘获γ辐射，可在屏蔽层中加入适最的10B和6Li，因为这两种核素 吸收热中子的截面特别大(10B为3837b和6Li为910b)，而且产生的是(n，α) 反应，此反应放出的主要是外照射防护中常可忽略的α粒子。虽然10B吸收 热中子后还伴有γ辐射，但其能量很低，易于屏蔽。
放射防护屏蔽计算
3、墙（1-1）： 本墙为控制室墙壁，只需要考虑次级辐射；其后方为控制室（控制区）， T=1，则P/T=0.1mGy/周；dsec=1.5m；Ksec1=2.9*10-2 利用公式得出：
K
（0） sec
K sec N 2.9 *10 -2 * 40 0.516 mGy / 周 2 2 （ 1.5） d sec
L混凝土=TVL混凝土×NTVL = TVL混凝土 ×lg(1/BX)=35.6mm×lg(1/(3.8×10-3)) =86.2mm L铅=TVL铅×NTVL = TVL铅×lg(1/BX)=0.58 mm×lg(1/(3.8×10-3))=1.4 mm 因为，此处Xpre=0.3mm铅当量， Xbarrier=1.4-0.3=1.1mm铅当量，针对初级辐 射1-2墙需要1.1mm铅当量的屏蔽。
对初级辐射束的不同材料前屏蔽当量厚度（xpre）
xpre（mm） 应用条件 摄影床影像接受器或墙上安装的暗盒架（由滤线栅、暗盒和 影像接受器支持构件的衰减造成的） 侧向投照束穿过摄影床（仅由滤线栅和暗盒衰减造成的） Pb 混凝土 钢板
0.85
0.3
72
30
7
2
在指定的患者工作负荷（W norm ）和d p=1米处的未屏蔽的初级空气比释动能K1P值
B p ( X barrier
dp
2
32
P /T 0.02 mGy / 周 -4 X pre ) 7 . 6 * 10 (0) 26 .22 mGy / 周 Kp
。
L混凝土=TVL混凝土×NTVL = TVL混凝土 ×lg(1/BX) =35.6mm×lg(1/(7.6×104))=111.0mm L铅=TVL铅×NTVL = TVL铅×lg(1/BX)=0.58 mm×lg(1/(7.6×10-4))=1.8 mm 因为，此处Xpre=0.85mm铅当量（见表 4.18），Xbarrier=1.8-0.85=0.95mm铅当量， 针对初级辐射天花板需要0.95mm铅当量的 屏蔽。
电离辐射剂量学基础课件——第九章 内外辐射防护学
（1）Qmax定义 放射性核素日等效最大操作量Qmax定义为：放射性核素 的实际日操作量A（Bq）与该核素毒性组别修正因子G的积 除以与实际操作方式有关的修正因子F所得的商。即：
Q=AG/F 若操作场所含有不同放射性核素，则：
Qmax
i
AiGi Fi
（2）放射性核素的毒性分组（GB18871-2002可查） 四组：极毒组、高毒组、中毒组、低毒组。
(2)平均自由程λ
定义:λ=1/μ，它表示一个光子每经过一次相互作用 之前，在物质中所穿过的平均厚度。
屏蔽厚度为几个平均自由程λ表示射线将减弱到原 来的e的负几次方。
二、宽束X或γ射线在物质中的减弱规律
1、积累因子的引入
考虑到散射的影响，在宽束条件下 ：
N .BN 0 e d .
X Bx X 0 e d
.
.
在X、 γ辐射场中，某一点上的 D 或 H ，与同一点上
的照射量率成正比。故：
H(d ) Bx H0ed
1、屏蔽计算中用的几个参量
a.减弱倍数K
.
定义：
K
.H0
.
H (d)
e d
Bx Er (d )
无量纲,表示屏蔽层材料对辐射的屏蔽能力,对于给定的γ光
子能量和屏蔽材料, μ和 Bx (Er , d ) 也就确定了，则可得 K(d)。
*给定辐射在屏蔽介质中的Δ1/2和Δ1/10值并不是一个常数, 而且随K的增加略有变化。 *当辐射穿过一定厚度的物质层之后存在一个平衡的Δ 1/2 和Δ 1/10,它们不能用于初级X或γ射线的屏蔽计算,但可用 于经过相当程度减弱的射线束。
四、屏蔽X或γ射线的常用材料
铅 : 常用钢材作结构骨架
常用 混 铁凝土高 普密 通
Q=AG/F 若操作场所含有不同放射性核素，则：
Qmax
i
AiGi Fi
（2）放射性核素的毒性分组（GB18871-2002可查） 四组：极毒组、高毒组、中毒组、低毒组。
(2)平均自由程λ
定义:λ=1/μ，它表示一个光子每经过一次相互作用 之前，在物质中所穿过的平均厚度。
屏蔽厚度为几个平均自由程λ表示射线将减弱到原 来的e的负几次方。
二、宽束X或γ射线在物质中的减弱规律
1、积累因子的引入
考虑到散射的影响，在宽束条件下 ：
N .BN 0 e d .
X Bx X 0 e d
.
.
在X、 γ辐射场中，某一点上的 D 或 H ，与同一点上
的照射量率成正比。故：
H(d ) Bx H0ed
1、屏蔽计算中用的几个参量
a.减弱倍数K
.
定义：
K
.H0
.
H (d)
e d
Bx Er (d )
无量纲,表示屏蔽层材料对辐射的屏蔽能力,对于给定的γ光
子能量和屏蔽材料, μ和 Bx (Er , d ) 也就确定了，则可得 K(d)。
*给定辐射在屏蔽介质中的Δ1/2和Δ1/10值并不是一个常数, 而且随K的增加略有变化。 *当辐射穿过一定厚度的物质层之后存在一个平衡的Δ 1/2 和Δ 1/10,它们不能用于初级X或γ射线的屏蔽计算,但可用 于经过相当程度减弱的射线束。
四、屏蔽X或γ射线的常用材料
铅 : 常用钢材作结构骨架
常用 混 铁凝土高 普密 通
外照射屏蔽计算方法详解共27页
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
外照射屏蔽计算方法详解
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
外照射屏蔽计算方法详解
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
04外照射剂量的计算
二.计算β射线剂量的经验公式
点源的剂量计算
K － 归一化系数 K = 4.59×10−5ρ2ν3 Eβα 毫戈 / 小时⋅贝克 = 4.59×10−5ρ2ν3 Eβ 3c2 − e(c2 −1)
ρ－吸收介质的密度 e －自然对数的底 α － 等于1/[3c2-e(c2-1)]
22
11
第三节 带电粒子的剂量计算
µen ρ
－γ射线在空气中的质能吸收系数（m2/kg）
Er －γ射线的能量（J）
7
第一节 γ射线剂量的计算
一.点源的剂量计算
2.γ点源的吸收剂量率与粒子注量率之间的关系
在带电粒子平衡条件下，光子注量率与吸收剂量率有下列关系：
D&
=
ϕ
(
µen ρ
)
Er
戈/秒
例题：在工作场所某一点，测得能量为1.00MeV的γ射线的注量率为
外照射剂量的计算
主讲：崔 莹
1
第四章 外照射剂量的计算
外照射是辐射源在机体外面时所产生的照射，对人体 而言，外照射主要来自中子、 γ射线和X射线，其次 是β射线。由于α粒子射程短，天然α粒子衣服即可 挡住，所以，外照射剂量计算一般不涉及α射线（加 速器产生的α粒子除外）。 外照射剂量计算是进行辐射防护及评价的基础
2
1
第四章 外照射剂量的计算
外照射防护的基本原则：尽量减少或避免射线从外部对人体的 照射，使之所受照射不超过国家规定的剂量限值。 外照射防护的三要素：
时间：充分准备 减少受照时间 距离：远距操作 任何源不能直接用手操作 屏蔽：根据辐射源的类型、射线பைடு நூலகம்量、活度，选择适当
材料和厚度进行屏蔽
3
第一节 γ射线剂量的计算
点源的剂量计算
K － 归一化系数 K = 4.59×10−5ρ2ν3 Eβα 毫戈 / 小时⋅贝克 = 4.59×10−5ρ2ν3 Eβ 3c2 − e(c2 −1)
ρ－吸收介质的密度 e －自然对数的底 α － 等于1/[3c2-e(c2-1)]
22
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第三节 带电粒子的剂量计算
µen ρ
－γ射线在空气中的质能吸收系数（m2/kg）
Er －γ射线的能量（J）
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第一节 γ射线剂量的计算
一.点源的剂量计算
2.γ点源的吸收剂量率与粒子注量率之间的关系
在带电粒子平衡条件下，光子注量率与吸收剂量率有下列关系：
D&
=
ϕ
(
µen ρ
)
Er
戈/秒
例题：在工作场所某一点，测得能量为1.00MeV的γ射线的注量率为
外照射剂量的计算
主讲：崔 莹
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第四章 外照射剂量的计算
外照射是辐射源在机体外面时所产生的照射，对人体 而言，外照射主要来自中子、 γ射线和X射线，其次 是β射线。由于α粒子射程短，天然α粒子衣服即可 挡住，所以，外照射剂量计算一般不涉及α射线（加 速器产生的α粒子除外）。 外照射剂量计算是进行辐射防护及评价的基础
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第四章 外照射剂量的计算
外照射防护的基本原则：尽量减少或避免射线从外部对人体的 照射，使之所受照射不超过国家规定的剂量限值。 外照射防护的三要素：
时间：充分准备 减少受照时间 距离：远距操作 任何源不能直接用手操作 屏蔽：根据辐射源的类型、射线பைடு நூலகம்量、活度，选择适当
材料和厚度进行屏蔽
3
第一节 γ射线剂量的计算
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△1/2 △1/10
混凝土
△1/2 △1/10
1.2
0.7 1.3
4
2.2 4.4
2.0
1.5 2.1
6.7
5.0 7.1
6.1
4.9 7.0
20.3
16.3 23.3
点源的屏蔽计算
• 直接用公式计算
I I 0 Be
d
•利用减弱倍数法计算 d I0 e K I B
•利用半减弱厚度计算
令K=2n，则n=logK/log2 屏蔽厚度d=n △1/2
例题1
将Co-60所产生的剂量减弱2000倍，所需铅防 护层厚度是多少？ 解：已知K=2×103， 查表得Co-60的△1/2 =1.2cm 则：n=（log 2×103)/log2=11 R=n×△1/2 =11 ×1.2=13.2cm
减弱倍数为 K=X0/X=(5.05×105 )/0.25=2.02×106
查表：Co-60平均能量为1.25MeV, 需要混凝土的厚度约为145cm
例题3
欲将放射性活度为3.7×1014Bq的60Co辐射源置于 一个铅容器中，要求容器表面的当量剂量率小于 2×10-3Svh-1，容器表面1m处的当量剂量率应小 于10-4Svh-1。设容器表面到源的距离为25cm，求 铅容器的屏蔽层厚度。 (查表得Γ(60Co)=2.503 ×10-18Ckg-1m2Bq-1 s-1)
d：屏蔽层厚度（cm） 线衰减系数：Linear attenuation coefficient（cm-1）
m / 质量衰减系数（cm2/g）
两个常用的概念
• 能谱的硬化： 随着通过物质厚度的增加，不易被减弱 的“硬成分”所占比重越来越大的现象。 • 平均自由程： 线减弱系数的倒数称为光子在物质中的 平均自由程。即λ=1/μ。 表示光子每经过一次相互作用之前，在 物质中所穿行的平均厚度。
β辐射屏蔽
• （2）半值层法 由半值层求所需屏蔽材料的厚度或估算 屏蔽效果比较方便。n个半值层的屏蔽厚 度可使辐射减弱1/2n。
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
•十倍减弱厚度△1/10 ：tenth value thickness
将入射光子数减弱到十分之一所需的屏蔽层厚度
1/ 2 0.301 1/10 1/10 3.321/ 2
常用γ射线的△1/2， △1/10 （cm）
核素 Co-60
Cs-137 Ra-226
铅
△1/2 △1/10
钢铁
β辐射屏蔽
（1）最大射程法： 经验公式：R是电子在低z物质中的射程，g cm-2
R 0.412E (1.2650.0954ln E ) Condition : 0.01 E 2.5MeV R 0.53E 1.06 Condition : 2.5 E 20MeV
知道了材料的密度ρ，可计算出最大射程对应的 屏蔽材料厚度d（cm）： 1 d E max 2
内照射 开放源 电离、化学毒性 α、β 持续 外照射 密封源 电离 高能β、γ、 间 断 x、n
外照射防护基本原则
（1）时间防护(Time) 累积剂量与受照时间成正比 措施：充分准备，减少受照时间 （2）距离防护(Distance) 剂量率与距离的平方成反比 措施：远距离操作 任何源不能直接用手操作； 注意β射线防护
第5章 外照射防护 (External Radiation Protection)
• 密封源： 正常工作状态下没有开封或破损的可能性 不会因泄漏、渗透等导致逸出或扩散的放射源
有足够强度的包壳 正常使用条件下不污染设备、环境 分类： 点源、线源、平面源、园柱源等（按形状） 检查源、照射源、标准源（按活度不确定度）
例题2
要建筑一个Co-60辐照室，源活度为3754居里， 墙外容许照射率为0.25mR/h,若用混凝土建筑， 需要屏蔽墙的厚度是多少？
解：A=3754Ci, Γ=1.32 Rm2/hCi P 300cm R=3m, X=0.25mR/h 无屏蔽时，墙外的照射量率为 A 37541.32103 5 X0 2 5 . 50 10 m R/ h 2 R 3
屏蔽方式
• 固定式：防护墙（迷路）、防护门、观察窗 • 移动式：包装容器、手套箱、防护屏 铅砖、铅围裙、眼镜等
窄束γ射线在物质中的减弱规律
• 窄束的概念（narrow beam）： 不包含散射成分的射线束 •单能γ射线在物质中的减弱规律 d
I I 0e
I，I0：设置屏蔽前后的剂量率（强度）
安全防护系统-对照射装置的防护
构成： 由警告信号和安全联锁两部分 警告信号： 音响信号（警铃、警笛或广播） 显示信号（闪烁的或连续的） 安全联锁：起自动保护作用 控制操作室-防护门开关-升降源装置 经常的检查和维护
放射性工作场所控制区的标志
β射线的防护
• 一般β射线的能量＞70keV，可穿透皮肤表层， 故要注意外照射防护。 • 射程（Range；R）： 带电粒子在物质中沿其入射方向所穿过的最大 直线距离。 • 屏蔽材料的厚度等于β粒子在该材料中的最大 射程时，即可屏蔽所有β粒子。 • 一般操作的防护要求： 几兆Bqβ源：戴手套、眼罩，使用聂子等工具 较强β源：长柄工具操作，＞R的有机玻璃屏
γ放射源
• 常用源：60Co、137Cs、192Ir、 • 制作：不锈钢或铂铱合金密封壳 • 用途：医疗照射、工业照射、工业照相 及辐射仪表等
辐射场
• 定义： 辐射源产生的发生电离辐射作用的 空间范围 组成粒子的类型、方向分布、能量分布 • 分类：单一场、混合场
内外照射的不同特点
照射 方式 辐射源 类型 危害 方式 常见致电 离粒子 照射 特点
d / N N 0e
宽束(broad beam) 辐射的衰减
I I 0 Be
r)
描述散射光子影响的物理量。
表示某一点散射光子数所占份额
B取决于：光子能量，屏蔽材料的原子数，
屏蔽层厚度，屏蔽层几何条件
B值可以查表求得
屏蔽计算中常用的几个参数
• 减弱倍数K ： 辐射场中某点处没有设置屏蔽层时的当量剂 量率H(0)，与设置厚度为d的屏蔽层后的当量 剂量率H(d)的比值。 K = H(0)/H(d) = eμd/B(Eγ，μd) 表示屏蔽材料对辐射的屏蔽能力。 无量纲。
半减弱厚度与十倍减弱厚度
• 半减弱厚度△1/2：half value thickness 将入射光子数减弱一半所需的屏蔽层厚度
外照射防护基本原则：
（3）屏蔽防护(Shielding) 设置屏蔽体 屏蔽材料和厚度的选择： 辐射源的类型、射线能量、活度等
屏蔽材料选择的一般原则
射线类型 α β γ 、χ 中子 作用形式 电离、激发 电离、激发、轫致辐射 光电、康普顿、电子对 弹性、非弹性、吸收 材料选择原则 一般低 Z 材料 低 Z 材料+高 Z 材料 高 Z 材料、 含 H 低 Z 材料、 含硼材料 常用屏蔽材料 铝、有机玻璃、 混凝土、铅 铅、铁、钨 混凝土、砖 水、石蜡、含硼 聚乙烯
α放射源
• 常用源： 210Po、238Pu、239Pu、241Am、237Np、235U、 238U等 • 制作： 电镀法：将放射性物质沉积在金属托盘上， 表面镀薄层纯金或云母 • 作业：α放射源用于烟雾探测器的原理？
β放射源
• 常用源： 3H、14C、22Na、45Ca、55Fe、58Co、63Ni、 137Cs、85Kr、90Sr-90Y等 • 制作（电镀法、陶瓷法）： 金属特性的放射性核素：电镀法沉积在 金属托盘上，外加保护层密封。 Sr、Cs可以烧结在陶瓷中 H、C可以制成有机玻璃。 用途：参考源、测厚源等