辐射量及其单位
辐射量与单位
辐射量与单位辐射量及单位是国际辐射防护组织为了评价辐射量及其与辐射危害的关系而制定的系列量及单位,本节仅对几个常用的剂量学量与辐射防护量及其单位做一个简要介绍。
具体来说,本部分内容包括以下几个常用的剂量学量、辐射防护量及其单位:∙照射量X∙比释动能K∙吸收剂量D∙当量剂量H∙有效剂量E∙常用辐射量SI单位与曾用专用单位间的转换请你仔细观看教学录像/简报,然后完成随后的活动题,最后进行自我检测,以巩固所学。
照射量X(简报)照射量是X射线沿用最久的一个量,它是用以衡量X或γ射线(X或γ本质上都是电磁辐射)致空气电离程度的一个量,定义的是: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的总电荷量。
照射量的SI单位为库仑/千克,用符号C•kg-1表示,曾用单位为伦琴,用字母R 表示。
1伦琴定义为在一立方厘米空气质量中产生1个静电单位的电量的照射量。
即:1伦琴= 1静电单位电量=3.33 × 10-10C= 2.58 × 10-4C/kg 0.001293 g 1.293 × 10-6kg吸收剂量是基本的物理学量,它可以用于描述辐射生物学、放射及防护中任何物质、任何照射几何条件及所有类型的电离辐射。
它是辐射剂量学最基本的量。
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受照物质吸收电离辐射能量大小的物理量。
吸收剂量的SI单位是焦耳/ 千克(J•kg-1),称为戈[瑞](Gy)。
非法定单位为拉德,用rad表示。
1戈瑞= 1焦耳/ 千克= 100拉德(rad)。
上述照射量、比释动能和吸收剂量这三个辐射剂量学量既相互区别又相互联系。
三者的剂量学含意及适用类型不同,如表所示:吸收剂量适用于任何物质和任何一种辐射类型,它在辐射生物学、临床放射学和放射防护中都是基本的剂量学量,描述的是辐射授与物质的平均能量;比释动能则是描述不带电粒子(如X、r和中子)与物质作用释放次级带电粒子的初始动能;照射量则仅适用Xγ幷且作用物质仅限于空气介质,它描述的是Xγ在空气中的电离能力。
辐射剂量单位及剂量计算课件
核物理实验中的辐射剂量测量
要点一
总结词
要点二
详细描述
在核物理实验中,辐射剂量测量是评估实验设施和操作过 程安全性的关键环节,有助于确保实验人员的安全和实验 结果的可靠性。
核物理实验中使用的放射源和加速器等设施在运行过程中 会产生辐射。为了确保实验人员的安全和实验结果的可靠 性,必须对辐射剂量进行精确测量。通过测量辐射剂量, 研究人员可以评估实验设施的安全性、操作过程的可靠性 以及实验结果的可重复性。此外,辐射剂量测量还有助于 发现和解决潜在的安全隐患,防止意外事故的发生。
06
CHAPTER
辐射剂量计算在科研中的应 用
放射生物学研究中的辐射剂量测量
总结词
在放射生物学研究中,辐射剂量测量是评估生物体受到辐射影响的重要手段,有助于研 究辐射对生物体的生物学效应和机制。
详细描述
辐射剂量测量在放射生物学研究中主要用于评估生物体暴露于不同类型和剂量的辐射后 所受到的影响。通过测量辐射剂量,研究人员可以研究辐射对生物体的各种生物学效应 ,如细胞死亡、基因突变、DNA损伤等,并进一步探讨这些效应的机制。这些研究对
有效剂量
有效剂量
指考虑了不同组织对辐射的敏感性和辐射类型后的全身平均剂量 ,用于评估辐射对人体的总效应。
有效剂量与吸收剂量的关系
有效剂量是在考虑了不同组织权重因子的吸收剂量后计算得出的, 用于比较不同类型和不同部位辐射的生物效应。
有效剂量应用
在辐射防护和放射治疗等领域,有效剂量是评估辐射风险和制定防 护措施的重要依据。
辐射剂量单位及剂量计算课件
目录
CONTENTS
• 辐射剂量单位 • 辐射剂量计算基础 • 辐射剂量测量方法 • 辐射剂量计算在医学中的应用 • 辐射剂量计算在环境监测中的应用 • 辐射剂量计算在科研中的应用
常用的辐射量和单位
随着深度的继续增加,比释动能与吸收剂量 同时变小。
由于次级电子在某一点沉积的能量主要起源 于它前面某点产生的次级电子,因此位于电 子平衡点以后的各点,比释动能小于同一位 置的吸收剂量。
照射量与比释动能的关系
在电子平衡的条件下,单能辐射场中同
一点
X
(en/
) e
Wபைடு நூலகம்
K(tr/)
当X( γ )光子辐射的能量低于1.25MeV 以下时,g很小,约为0.003,可忽略不 计。
粒子注量
h3
定义: 进入具有单位截 面, 积小球的粒子数。
h1
dN (m-2) h2
da
da h4
P•
h5
粒子注量
h3
实际辐射场中,每个粒子具有
不同的能量,即Emax~ 0各种可 h1 能值,粒子注量计算公式为:
da h5
P• h4
,
Emax
EdE
h2
0
E为粒子能量, E 是同一位置粒子注量的微分能量分布, 它等于进入小球的能量介于E和E+dE之间的粒子数与该球体
也是X线沿用最久的辐射量。 是直接量度X或γ光子对空气电离能力的
量,可间接反映X射线或γ射线辐射场的 强弱,是测量辐射场的一种物理量。
照射量 X
定义: X或γ光子在单位质量的空气中,与原 子相互作用释放出来的次级电子完全被空气 阻止时,(意味着无剩余能量)(在导致空 气电离的过程中)所产生的同种符号离子的 总电荷量的绝对值。
吸收剂量
授予某一体积内物质的能量越多,则吸 收剂量越大。
吸收剂量它适用于任何类型的电离辐射 和受到照射的任何物质。
不同物质吸收辐射能量的本领是不同的, 在论及吸收剂量时,应明确辐射类型、 介质种类和特定的位置。
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
辐射剂量单位换算
辐射剂量单位换算
辐射剂量是用来测量辐射能量的单位,常用的辐射剂量单位有以下几个:
1. 格雷(Gray,Gy):格雷是国际单位制中的辐射剂量单位,定义为吸收1焦耳的辐射能量,表示为J/kg。
1 Gy = 1 J/kg
2. 贝克勒尔(Becquerel,Bq):贝克勒尔是国际单位制中的
放射性活度单位,表示单位时间内放射性原子核转变的数目。
1 Bq = 1 脉冲/s
3. 转每年(rem/year):转每年是旧的辐射剂量单位,现已很
少使用。
它是以吸收的辐射剂量单位雷姆为基础,表示单位时间内吸收的辐射能量,单位为雷姆每年。
1 rem/year = 0.01 Gy/year
4. 英国热量单位(roentgen equivalent man,rem):英国热量
单位是旧的辐射剂量单位,现已很少使用。
它是用来表示吸收的辐射能量,单位为雷姆。
1 rem = 0.01 Sv
需要注意的是,以上单位都是用来测量辐射剂量的不同方面,其换算关系可以根据需要进行相应的换算。
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。
辐射防护中常用的辐射量以及单位
d D dm
— 平均授予能,是随机量授予能的期望值;
D — 吸收剂量,单位为焦耳每千克(J/kg),
单位的专门名称为戈瑞,简称戈(Gy) 1Gy=1J/kg
10
第二节
吸收剂量及其单位
2.随机量授予能和平均授予能
g --直接电离粒子的能量转化为轫致辐射的份额
g值与电子能量E和原子序数Z之间的关系,近似的为 g 值一般在10-3-10-2之间,可忽略
EZ EZ 800
19
第三节
比释动能及其应用
5.比释动能概念的应用
在辐射防护中常用比释动能的概念计算辐射场量,推断生物组织中某 点的吸收剂量,描述中子源的输出额等。 (1)射线的吸收剂量
J / m2 s
能注量率与注量率的关系
E
【例题】3分钟内,测得E=4MeV的中子注量为1012中子/米2。求 , 9
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
2) 两种物质相邻的界面附近
3) 高能辐射
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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,若轫致辐射直接电离粒子的能量dEtr,就等
于该物质所吸收的能量
d
即:
d dE tr d dE tr D K dm dm
E
0
太阳能辐射度能量单位种类及其转换方法
太阳能辐射度能量单位种类及其转换方法1.辐射量单位及换算太阳能能辐射量单位有卡(cal)、焦耳(J)、瓦(W)等。
其关系如下。
1卡(cal)=4.1868焦(J) =1.16278毫瓦时(mWh)1千瓦时(kWh) =3.6兆焦(MJ)1千瓦时/米2 (kWh/m2)=3.6兆焦/米2(MJ/rm2) =0.36千焦/厘米2(kj/cm2)100毫瓦时/厘米2 (mWh/cm2)=85.98卡/厘米2(cal/cm2)1兆焦/米2 (MJ/m2) =23.889卡/厘米2(cal/cm2) =27.8毫瓦时/厘米2(rmWh/cm2)2.峰值日照时数峰值日照是在晴天时地球表面的大多数地点能够得到的最大太阳辐射照度1000W/㎡。
一个小时的峰值日照就叫做峰值日照小时。
峰值日照小时数是一个描述太阳辐射的单位(瓦每平方米每天,W/㎡/D),也被叫做太阳日照率或者简称日照率。
日照率用来比较不同地区的太阳能资源。
举例来说,例如在我国太阳能资源极丰富带青海,年辐射总量大于170 KWh/m2,则峰值日照时数为:年总辐射量/365。
全年峰值日照时数为: 180000×0.0116=2088小时。
0.0116为将辐射量(卡/cm²)换算成峰值日照时数的换算系数。
峰值日照定义:100毫瓦/cm²=0.1瓦/cm²1卡=4.18焦耳=4.18瓦秒;1小时=3600秒则: 1卡/cm²=4.18瓦秒/卡/(3600秒/小时×0.1瓦/cm²)=0.0116 小时cm²/卡于是:180000卡/cm²年×0.0116 小时cm²/卡=2088小时/年平均每日峰值日照时数为:2088÷365=5.72 小时/日。
第六章常用的辐射
在辐射防护中,常用粒子注量率φ
表示单位时间内进入单位截面积的 球体内的粒子数,即:
d dt
(二)能量注量
用通过辐射场中某点的粒子的能量来表
征辐射场的性质,即能量注量。它用于 计算间接致电离辐射在物质中发生的能 量传递以及物质对辐射的吸收。
三、比释动能
射线的吸收及其引起的效应直接取决于射线 在介质中的能量转移。当间接致电离辐射与 物质相互作用时,首先是间接致电离粒子将 能量传递给直接致电离粒子,然后直接致电 离粒子在物质中引起电离、激发,粒子能量 最后被物质所吸收。辐射剂量学中以比释动 能描述间接致电离粒子与物质相互作用时, 传递给了直接致电离粒子的能量。
(一)比释动能K及单位
1.比释动能K 比释动能是指间接致辐射与 物质相互作用时,在单位质量物质中由间接致辐 射所产生的全部带电粒子的初始动能之总和。即:
dEtr K dm
式中,dEtr为间接致电离辐射在指定物质的体积 元dm内,释放出来的全部带电粒子的初始动能总 和,单位为焦耳(J)。dm为所考虑的体积元内物质 的质量,单位为千克(kg)
(一)带电粒子平衡 达到带电粒子平衡的条件是:在介质中体积 元周围的辐射场是均匀的,且体积元周围的 介质厚度等于或大于次级带电粒子在该介质 中的最大射程。
(二)比释动能和吸收剂量随物质深度的变 化
根据带电粒子平衡条件,物质表面的 任意点不存在着带电粒子平衡,因此,对 介质表面(或表层)一点,射线转移给介质 的能量要大于介质在该点真正吸收的能量, 所以吸收剂量小于比释动能。
辐射量gy
辐射量gy
辐射量是用来描述某个区域或物体所受到的辐射能量的量度。
辐射量的单位为格雷(Gy),1格雷等于1焦耳/千克。
辐射量可以用于衡量不同种类辐射的强度或剂量,包括电离辐射(如阿尔法、贝塔、伽马射线)以及非电离辐射(如紫外线、可见光、红外线等)。
辐射量的测量可以通过使用辐射剂量计或核辐射计来进行。
人们在进行核医学治疗、辐射治疗、核工业等活动中,经常需要考虑辐射量的问题。
同时,辐射量也是评估放射性污染情况的重要指标之一。
辐射量的大小取决于辐射源的特性,物体与辐射源之间的距离,以及物体对辐射的吸收能力等因素。
不同的辐射类型对人体和环境的影响也不同,因此辐射量的评估和限制也有特定的标准和建议。
辐射剂量单位及其相关换算
辐射剂量单位及其相关换算1. 照射量(exposure)与照射量率(exposure rate)照射量(符号为X)只适用与X射线和γ射线。
它是指X射线和γ射线在空气中任意一点处产生电离本领大小的一个物理量。
照射剂量的国际单位:c/kg(库仑/千克)暂时用单位:R(伦琴)1R=2.58×10-4c/kg照射量率:指单位时间内的照射量。
单位:c/(kg.s) [库仑/(千克.秒)]R/h (伦琴/小时)R/min或R/s 等2. 吸收剂量(absorbed dose,符号为D)和吸收剂量率(absobed dose rate)适合于γ射线、β射线、中子等任何电离辐射。
吸收剂量:指被照射物某一点上单位质量中所吸收的能量值。
国际单位:戈瑞(Gy)1千克被照射物吸收电离辐射的能量为1J(焦耳)时称为1Gy。
即:1Gy=1J/kg。
暂用的原专用单位:rad(拉特)1rad=10-2J/kg=10-2Gy 即:1Gy=100rad;1rad=100erg/g (100尔格/克)吸收剂量率:是指单位时间内的吸收剂量。
单位:Gy/h Gy/min Gy/srad/h rad/min rad/s3. 积分流量采用中子照射材料时,其剂量有的用Gy或rad表示,有的则以某一中子”积分流量”下照射多少时间表示。
积分流量:指单位面积内所通过的中子数。
N/cm2积分流量率(即注量率)指单位时间内进入单位面积的中子数。
4. 剂量当量(dose equivalent)基于辐射防护目的,把不同射线的校正系数和在受同位素内照射时的体内分布系数与吸收剂量相乘之积以rem表示即为剂量当量;(rem,雷姆)=rad×RBE(相对生物效应,品质因数)。
对X射线、γ射线和电子来说,RBE为1;对于能量为10MeV的快中子和质子来说,为10;对于自然产生的α粒子,也是10;对于重反冲核为20。
辐射量及其单位
辐射量及其单位一、放射性活度放射性活度(radioactivity)简称活度,它的SI单位是“S-1”,SI单位专名是贝可[勒尔](Becquerel),符号为Bq。
1Bq=1次衰变/秒。
暂时与SI并用的专用单位名称是居里,符号为Ci。
1Ci=3.7×1010Bq或1Bq=1s-1≈2.703×10-11Ci。
可用克镭当量来表示γ放射源的相对放射性活度。
1克镭当量表示一个γ放射源的γ射线对空气的电离作用和1克的标准镭源(放在壁厚为0.5毫米的铂铱合金管内,且与其子体达到平衡的1克镭)相当。
单位质量或单位体积的放射性物质的放射性活度称为放射性比度,或比放射性(specific radioactivity)。
二、照射量照射量(exposure dose)X是dQ除以dm所得的商,其中dQ的值是在质量为dm空气中,由光子释放的全部电子(负电子和正电子)在空气中完全被阻止时所产生的离子总电荷的绝对量,即:X=dQ/dm。
单位:库仑·千克-1(C/kg)。
暂时与SI并用的照射量的专用单位名称是伦琴(Roentgen),符号为R,目前尚无SI单位专名,与SI单位的关系为1R=2.58×10-4C·kg-1。
伦琴的定义是:在1R X或γ射线照射下,在0.001293g(相当于0℃和760mm汞柱大气压力下1cm3干燥空气的质量)空气中所产生的次级电子在空气形成总电荷量为1静电单位的正离子或负离子。
照射量只对空气而言,仅适用于X或γ射线。
三、吸收剂量吸收剂量(absorbed dose)定义为dε除以dm所得的商,其中dε是致电离辐射给予质量为dm的受照物质的平均能量。
即D=dε/dm。
吸收剂量的SI单位是焦耳·千克-1(J·kg-1),SI单位专名是戈[瑞](gray),符号Gy。
暂时与SI并用的专用单位名称是拉德,符号为rad。
1Gy=1J·kg-1=100rad,或1rad=10-2 J·kg-1=10-2Gy。
紫外线辐射量单位换算
紫外线辐射量单位换算紫外线是一种电磁辐射,它在太阳光中占有一定比例。
紫外线的辐射量可以用不同的单位来表示,这些单位在不同的领域和应用中有着不同的用途和意义。
本文将就紫外线辐射量的单位进行换算和介绍。
1. 紫外线辐射量的常见单位紫外线辐射量的常见单位有:瓦特/平方米(W/m^2)、焦耳/平方厘米/秒(J/cm^2/s)、微焦耳/平方厘米/分钟(μJ/cm^2/min)等。
这些单位分别表示单位面积上的紫外线辐射能量。
2. W/m^2与J/cm^2/s的换算瓦特/平方米(W/m^2)和焦耳/平方厘米/秒(J/cm^2/s)是两种常用的紫外线辐射量单位。
它们之间的换算关系如下:1 W/m^2 = 10 J/cm^2/s这个换算关系可以帮助我们在不同单位的紫外线辐射量之间进行转换和比较。
3. μJ/cm^2/min与J/cm^2/s的换算微焦耳/平方厘米/分钟(μJ/cm^2/min)是一种较小的紫外线辐射量单位,它通常用于对辐射量进行精细测量。
与焦耳/平方厘米/秒(J/cm^2/s)相比,它的换算关系如下:1 μJ/cm^2/min = 16.7 J/cm^2/s这个换算关系可以帮助我们将微焦耳/平方厘米/分钟(μJ/cm^2/min)转换为焦耳/平方厘米/秒(J/cm^2/s),或者反过来进行换算。
4. 紫外线辐射量的测量方法紫外线辐射量的测量可以通过辐射计来进行。
辐射计是一种专门用于测量辐射量的仪器,它能够精确地测量出特定区域内的紫外线辐射量。
通过辐射计的测量结果,我们可以了解到特定区域内的紫外线辐射强度,从而采取相应的防护措施。
5. 紫外线辐射量的危害与防护紫外线辐射量过高会对人体和环境造成一定的危害。
长时间接触高强度紫外线会导致皮肤晒伤、皮肤癌等问题。
因此,人们在户外活动时需要注意做好紫外线防护,如涂抹防晒霜、佩戴帽子和太阳镜等。
6. 紫外线辐射量的应用紫外线辐射量的准确测量和控制在许多领域中具有重要意义。
辐射单位和剂量
一、国际标准(我国执行此标准)1990年1、放射性工作人员:20mSv/年(10μSv/小时)2、一般公众人员:1mSv/年(0.52μSv/小时)二、单位换算等知识:1μSv/h=100μR/h1nc/kg.h=4μR/h1μR=1γ(原核工业找矿习惯用的单位)放射性活度:1Ci=1000mCi1mCi=1000μci1Ci=3.7×1010Bq=37GBq1mCi=3.7×107Bq=37MBq1μCi=3.7×104Bq=37KBq1Bq=2.703×10-11Ci=27.03pci照射量:1R=103mR=106μR1R=2.58×10-4c/kg吸收计量:1Gy=103mGy=106μGy1Gy=100rad100μrad=1μGy计量当量:1Sv=103mSv=106μSv1Sv=100rem100μrem=1μSv其他:1Sv相当1Gy1克镭=0.97Ci≈1Ci氡单位:1Bq/L=0.27em=0.27×10-10Ci/L三、放射性同位素衰变值的计算:A=A0eλ-t t=T1/2;A0已知源强A是经过时间后的多少根据放射性衰变计算表查表计算四、放射源与距离的关系:放射源强度与距离的平方乘反比。
X=A.г/R2A:点状源的放射性活度;R:与源的距离;г:照射量率常数注:Ra—226(t1608年)г=0.825伦.米2/小时.居里Cs—137(t29.9年)г=0.33伦.米2/小时.居里Co—60(t 5.23年)г=1.32伦.米2/小时.居里一、国际标准(我国执行此标准)1990年1、放射性工作人员:20mSv/年(10μSv/小时)2、一般公众人员:1mSv/年(0.5μSv/小时)二、单位换算等知识:1R=2.58×10-4C•kg-1。
1μR=0.258nC•kg-11nc•kg-1=3.876μR≈4μR1μR≈1γ(原核工业找矿习惯用单位已废除)放射性活度:1Ci=1000mCi1mCi=1000μci目前使用的活度为:Bq1Ci=3.7×1010Bq=37GBq1mCi=3.7×107Bq=37MBq1μCi=3.7×104Bq=37KBq1Bq=2.703×10-11Ci=27.03pci照射量:1R=103mR=106μR1R=2.58×10-4c/kg1μR=0.258nC•kg-11nC•kg-1=3.876μR≈4μR目前以上两个单位都在使用照射量率:C/kg•h;mC/kg•h;μC/kg•h;nC/kg•h R/h;mR/h;μR/h吸收剂量:1Gy=103mGy=106μGy1Gy=100rad(rad旧单位已废除)100μrad=1μGy目前使用的吸收剂量单位为:Gy;mGy;μGy吸收剂量率:Gy/h;mGy/h;μGy/h用于辐射防护单位:剂量当量:1Sv=103mSv=106μSv1Sv=100rem(rem旧单位已废除)100μrem=1μSv目前使用的剂量当量单位为:Sv;mSv;μSv剂量当量率:Sv/h;mSv/h;μSv/h其他:1Sv在特定条件下相当于1Gy,1μSv/h在特定条件下相当于100μR/h,1克镭=1Ci氡单位:1Bq/L=0.27em=0.27×10-10Ci/L三、放射性同位素衰变值的计算:A=A0e-λt t=T/2;A0已知源强A是经过时间后的多少根据放射性衰变计算表查表计算放射性屏蔽:不同物质的减少一半和减少到1/10值(cm)放射源铅铁混凝土减半1/10减半1/10减半1/10铯—1370.65 2.2 1.6 5.4 4.916.3铱—1920.55 1.9 1.3 4.3 4.314.0钴—60 1.10 4.0 2.0 6.7 6.320.3四、放射源与距离的关系:放射源强度与距离的平方乘反比。
辐射常用量
E=∑t Wt×Ht(Wt为T人体器官或组织的组织权重因子,Ht为T组织所受辐射的当量剂量)
剂量率的意思就是剂量随时间的变化程度,可以是吸收剂量率,当量剂量率,有效剂量率。剂量除以时间就是剂量率。单位就是剂量的单位后面 /s
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:
加权的吸收剂量称为剂量当量,按下列方程定义:
H D Q N
式中N是所有其他修正因子的乘积,实际取N=1。当组织或器官同时受到几种辐射照射时,则相应的剂量当量等于每种辐射的剂量当量的总和。剂量当量的SI单位与吸收剂量相同,也是J·kg-1,专用单位为Sv(希沃特),以便与吸收剂量相区别。剂量当量的旧单位是rem(雷姆),1Sv =100 rem。
表1、常用放射线单位及换算关系
物理量 SI单位 并用单位 专用单位 换算关系
放射性活度 S-1 居里Ci Bq(贝克) 1Ci=3.7×10-10 Bq
照射量 C/kg 伦琴R C/kg(库仑/千克) R=2.58×10-4 C/kg
吸收剂量 J/kg 拉德rad Gy(戈瑞) 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。
光辐射量的单位
光辐射量的单位
答案:
光辐射量的基本单位
光辐射量的基本单位包括焦耳(J)、焦耳每立方米(J/m ³)、瓦(W)、瓦每平方米(W/㎡)、瓦每球面度(W/sr)和瓦每平方米每球面度(W/㎡/sr)。
这些单位用于度量辐射能量、辐射能量密度、辐射通量、辐射出射度、辐照度和辐射强度等物理量。
辐射计量单位的具体应用场景
焦耳(J):用于度量辐射能,即辐射源向外放射出的总能量。
焦耳每立方米(J/m³):用于度量单位体积内所含有的辐射能。
瓦(W):用于度量单位时间内的辐射能,即辐射通量或辐射功率。
瓦每平方米(W/㎡):用于度量被照射面上单位面积上的辐射通量,即辐照度。
瓦每球面度(W/sr):用于度量辐射源在给定方向上单位立体角所包含的总辐射通量,即辐射强度。
瓦每平方米每球面度(W/㎡/sr):用于度量辐射源单位面积上发射出的辐射通量,即辐射出射度。
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1.39 x 1010 y
1.9 y
228Ac
7.13 x 108 y
226Ra
Alpha Decay (MeV)
228Ra
6.13 h
224Ra 223Ra
1600 y 4.78
222Rn
Beta Decay
6.7 y
3.64 d 5.68
220Rn
11.4 d 5.71 5.60
219Rn
3.825 d 5.49
– PWR – BWR
High Temperature Gas-Cooled Reactors
– U.K. - since 1950s – U.S. - Ft. St. Vrain, CO
Fast Reactors
– No moderator – Breeds Pu – Limited Coolant Selection (can’t moderate) - choice: liquid Na
Snyder,W. S., H. L. Fisher, Jr., M. R. Ford, and G. G.Warner. 1969. Estimates of absorbed fractions for monoenergetic photon sources uniformly distributed in various organs of a heterogeneous phantom. Medical Internal Radiation Dose Committee Pamphlet 5. J. Nucl. Med., suppl. 3, August.
Breeder Reactors
– None constructed in U.S. (Clinch River Halted)
核武器
Atmospheric testing caused largest environmental release of anthropogenic nuclides Radioactive debris consists of
Altitude dependent 海拔
Latitude dependent 纬度பைடு நூலகம்
2、存在于地球上的天然放射性核素:
宇生放射性核素(cosmogenic):氚(H-3)、碳-14(C14)、铍-7(Be-7)、钠-22(Na-22);(宇宙射线与 空气作用生成核素在环境中的空气、水、草、土壤中沉 降物)
思考题:为什么要用小球体来定义注量?
能通量(能注量) : 辐射场中粒子带入 单位截面立体小球的能量,
dE da
能通量率(能注量率,能通量密度): 辐射场中单位时间间隔内粒子带入单位截 面立体小球的能量,
d E da dt
2
d dt
粒子的类型
射线,质子,重离子 射线 射线
Nuclide
235U
238U
232Th
1.41x1010
40K
1.28 x 109
3、氡(radon) 主要产生途径:镭(Ra)-226 衰变为 氡 (Rn)-222。岩石、水泥所造地下室,岩洞,常闭不通 风或通风不好的房间或场所等。
238U 232Th 228Th 235U
4.49 x 109 y
secondary Shower
Nuclide
14C 3H
Half-Life 5730 a 12.3 a
Source
14N(n,p) 14C
Cosmic ray interactions with N and O, spallation from cosmic-rays, 6Li(n,)3H
7Be
53.28 d
Cosmic ray interactions with H and O
Radiocarbon Formation and Exchange
Cosmic rays
n
14N
proton
14C
14CO
2
CO2
Thorium Series (4n)
Neptunium Series (4n+1)
4、内照射 摄入途径:食物、饮水、呼吸 核素种类: 钾(K)-40、 碳(C)-14、铷(Rb)-87、氡子体(氡 核级联衰变链上的核素)。 标准成人体内 40K:4.11105 Bq/min (次衰变/分钟) ; 14C:1.93 105 Bq/min (次衰变/分钟)
Anterior view of principal organs in head and trunk of phantom.
– – – – Uranium (U) Thorium (Th) Radium (Ra) Radon
Half-Life /a 7.04 x 108 4.47 x 109 Typical Activity 0.72% of all natural uranium 99.2745% of all natural uranium; 0.5 to 4.7 ppm total uranium in the common rock types 1.6 to 20 ppm in the common rock types with a crustal average of 10.7 ppm soil - 1-30 pCi/g (0.037-1.1 Bq/g)
Uranium Series (4n+2)
Actinium Series ( 4n+3)
原生放射性核素(primordial nuclides):三大放射系[铀 (U)-238系;钍(Th)-232系;(U)-235锕系+ 钾 (K)-40] [石材(装修) 、水泥等建材]
Naturally occurring radionuclides present in rocks, soils, plants, water, air, and building material Major nuclides include
天然辐射本底
核辐射无所不在,大自然(也就是我们正常赖以生存的 环境)中天然辐射(natural exposure),即来自于天然辐射 源的电离辐射包括: 1、宇宙射线:来自于地球外层空间的高能粒子流,质子 (87%)、阿法粒子(10%)及其它重带电粒子、电子、 光子和中子等;
High energy protons and electrons streaming from solar flares hit the earth’s outer atmosphere
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)
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?
γ放射源
常用源:60Co、137Cs、192Ir等。
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。
粒子加速器
加速器组成
同步回旋加速器
直线加速器
Van de Graaff Generator
回旋加速器
核反应堆 核电站
Light-Water Reactors
– Large Particles (fallout in hrs) – Smaller particles, in troposphere, behave like aerosols (days) – Final fraction, in stratosphere, deposit world-wide (months)
以上各种天然辐射来源总和称为天然辐射本底 剂量当量:约2 mSv/a。
医疗辐射
X光透视 CT SPECT PET MRI 放疗 BNCT
2.2 辐射场
辐射场:辐射源产生的电离辐射无论在空 间还是在介质内通过、传播以至经由相互 作用发生能量传递的整个空间范围,称为 (电离)辐射场。
218Po 214Po
54.5 s 6.28
216Po 212Po
3.92 s 6.81 6.55
215Po
三 种 氡
3.05 m 6.00
214Pb 214Bi
1.6x10-4 s 7.69
210Pb
0.158 s 6.78
212Pb 212Bi
3.0 x 10-7 s 8.78
208Pb
1.83 x 10-3 s 7.37
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
单位截面小球 理想探测器
等效率接收各四面八方入射粒子的 粒子探测器(或计数器)。
da
单位截面小球-理想探测器示意图
粒子通量(注量) : 辐射场中粒子进入单 位截面立体小球的数目,
dN da
通量率(注量率,强度) :辐射场中单位时 间间隔内粒子进入单位截面立体小球的数目
d 2N da dt d dt
n 中子 ~ 中微子; 反中微子 基本粒子