辐射剂量学知识点总结

14、待积剂量当量---Sv（J.kg-1）
①、定义：个人在单次摄入放射性物质后，与某一指定 组织内接受的剂量当量率在摄入后50年内的时间积分。
Hale Waihona Puke Baidu
H 50. j
50a
0
H j t dt I
50a
0
h j t dt
I：t=0时摄入的放射性活度。 ②、连续摄入50年的当量剂量率Hj（50） 设摄入速率为Ì ，则在t—t+dt时间的间隔内摄入的放射 性核素在t=50a时靶组织j中产生的当量剂量率为Ì j(50-t)， dth 故有： 50 a H I dthj50 t
1、注量、通量、注量率 • 。 注量：表征辐射场的空间疏密程度。特例：单向辐射场 • 定义： Φu=dN/da┴ 为单向辐射场的粒子注量。(可理解为进入单位垂 直截面小球的粒子数)一般情况：各向辐射场 • ①粒子注量Φ：Φ=dN/da，m-2 dN进入小球体的粒子数。 • da 小球体截面积，单位m2。 粒子注量，单位m-2。 • ICRU定义：辐射场中某一点的注量，是进入以该点为球心，截面积为 da的小球体内的粒子数dN除以da的商 • 注量与径迹长度关系：粒子注量等于单位体积内的径迹总长度 • ②能量注量Ψ：Ψ=dR/da，j.m-2 • 定义：进入单位截面积的球体内的所有粒子能量之和（不包括静止能 量） • dR 粒子能量之和，单位 J。， 能量注量，单位 J/m2。 • 粒子注量率φ：φ=dΦ/dt=d2N/dadt，m-2s-1 • d 时间间隔d t 内粒子注量的增量。 φ 粒子注量率(即为粒子通 量密度），单位m-2s-1。 • 能量注量率 ψ ： ψ=dΨ/dt=d2R/dadt，j.m-2.s-1（w.m-2） • 式中， d 时间间隔d t 内能量注量的增量。 能量注量率，单 位Jm-2s-1。
针对“点”的概念；对所有射线适用。
d 电离辐射授与质量为dm的物质的平均能量
单位：戈瑞，1Gy＝1J/kg；（拉德，1rad＝0.01Gy）
②.辐射平衡与吸收剂量 (1)完全辐射平衡（Complete radiations equilibrium ,CRE）
定义
dRin dRout 辐射平衡
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。
1 D lim lim m 0 m v 0 V
d D dm
en e W
②另一个定义式
X
• 11、体模 ： 在辐射防护、放射治疗和辐射加工中，为了模拟测量和计 算受外部辐射源照射的人体、实验动物或辐照产品中的吸收剂量分布， 设计或制作的一些具有约定尺寸和材料组成的模型。 • 12、典型的体模： ICRU球 是一个组织等效球形体模，求的直径为 30cm，密度为1g· -3，材料的质量成分为氧76.2%、碳11.1%、氢 cm 10.1%、氮2.6%。 • 13、参考人：为了给职业照射控制标准提供一个共同的生物学基础，规 定的一种假想的成年人模型。 • 14、确定性效应：辐射的确定性效应是一种有“阈值的效应，受到的剂 量大于阈值，该效应就发生，而且其严重程度与所受的剂量大小有关， 剂量越大后果越严重。 • 随机性效应：效应发生的几率与剂量大小有关的那些效应，其效应后果 的严重程度与所收受剂量没有关系。 • 13、有效剂量 ：随机性效应概率与当量剂量的关系与受照组织或器官 有关，人体受到的任何照射，几乎总是不止涉及一个器官或组织，未来 计算收到照射的有关器官和组织带来的总的危险，相对随机性效应而言， 在辐射防护引入了有效剂量E= ∑WT（剂量当量）· HT（权重因子） 当所考虑的效应是随机效应时，在全身受到不均匀照射的情况下，人体所 有组织或器官的加权后的当量剂量之和。单位：希沃特，1Sv＝1J/kg
D
J

Ecut . j
E .P. J
Scol . j

dE
（4）部分δ粒子平衡（Partial delta particle equilibrium）
描述电子辐射场 定义：
div 0
D


• D的表达式：
Ecut
E .P
S col

(1 Pcol . )dE
Rout
Rin dV
•典型例子 （a）PE=常数 (b) 介质和源的均匀分布 •D的表达式
1 d Q 1 dS D ( ).E1 dV dV
E1 表示辐射源每次核转变相关联的由静止质量
转变成的辐射能的期望值
(2)带电粒子平衡（charged particle equilibrium,CPE） • 定义：
性核素后50年期间源组织中的积分活度。
1.6 10 10 I u i SEE j i Ih50, j H 50, j 1.6 10 10 U i 50 SEE j i
质量辐射阻止本领（S/ρ)r
1 ( S / ) r dEr / dl
总质量阻止本领S/ρ定义：设带电粒子在质量密度为ρ的介质中、穿过距离dl时损失能 量的期望值为dE,则dE除以ρdl的商叫做物质对带电粒子的总质量阻止本领,记作S/ρ。
总线阻止本领S：S=dE/dL
S dE / dl
6、百分深度剂量（PDD）定义：体模中射束轴上某一深度z处的吸收剂量 Dz与最大值点的吸收剂量Dm以百分数表示的比值,用p(z)表示。 7、组织-空气比（TAR）定义：体模中射束轴上给定点的Dz与空气中同一 点处小块体模材料达到电子平衡时D0之比。 8、衍生辐射场：为使定义的剂量当量有明确的涵义，需要对辐射场加以 说明，实际的辐射场往往是错综复杂的。由实际辐射场抽象出来的， 具有某些规定特性的辐射场。 9、在弗里克剂量计中，辐射化学产额？ • 答; 电离辐射授与某一物质的平均能量为1J时，产生、破坏或变化了的 某一特定实体X的物质的平均量，用G（x）表示，mol.J-1 或 mol.kg.Gy-1，也有时用（100eV）-1作单位，1mol.J1=6.022×1023 ×1.6022×10-19(eV)-1 =9.648×106(100eV)-1。以弗里克剂量计为例， 足氧的情况下，在弗里克溶液中三价铁离子的产额与氢基、羟基、过 氧化氢产额关系 ：
dQ为光子在质量为dm的空气中释放的全部电子（包括负电子 和正电子）完全被空气阻止时，在空气中所产生的一种符号离 子总电荷的绝对值。次级电子的轫致辐射被吸收而产生的电离电荷，不包括在dQ之
d m
内；dm之外释放的次级电子，在dm之内产生的电离电荷，不包括在dQ之内；
dm－体积元内空气的质量。
单位：C· -1 1R=2.58×10-4 C· -1 kg kg
j 50
年摄入的放射性物质的H50,j。 讨论： *摄入的时间分布或速率的不同将影响体内各组织中的放射 性活度随时间的变化规律，但是摄入后50年期间的总积分 活度则与摄入的时间分布无关。
U 即： 50 T uIt dt u TIt dt uI ，其中μ为瞬时射入1Bq放射
• 对不带电粒子：窄束衰减和衰减系数 dN=-Nμdx （μ为线衰减系数）
辐射份额Y(E)
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
• 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、一个各向同性的γ点源的活度为A，能量为hνi的γ射线的 产额为ni，源的自吸收以及空气的吸收和散射作用忽略， 距离γ点源r处的γ光子的注量率φ=A/(4π r2) ∑ ni 能量注量率ψ=A/(4π r2) ∑ ni hνi 3、比释动能描述对象？ • 答：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 • 比释动能K是感兴趣点P处单位质量介质中转移给带电粒 子的能量（动能）的期望值，其中包括轫致辐射损失的能 量，但不包括由一个带电粒子转移给另一个带电粒子的能 量。 γ射线对物质的电离作用两步过程 • 第 1 步初级作用：三种作用效应（与原子序数Z有关-八字 关系） • 光电效应、 康普顿效应、电子对效应 产生次级电 子 • 第 2 步次级作用：电离效应 次级电子使物质原子电离
描述带电粒子的物理量 碰撞阻止本领： 线碰撞阻止本领 dE ： 带电粒子在介质中每单位路径 长度上电离损失的平均能量。 dl col 1 dE 质量碰撞阻止本领 线碰撞阻止本领除以密度，消除密度的影响。 ： dl col 辐射阻止本领：
线辐射阻止本领Sr
eu , j dE
(3)δ粒子平衡（Delta particle equilibrium） 描述带电粒子辐射场 •定义：
div 0
D
j Ecut , j

•D的表达：
E . P. j
Sc.l . j

[1 Pcol . j ( E )]dE
其中Pcol,j表示初级带电粒子通过电子库仑碰撞损失 的能量中，转变成受激原子退激发时放射的特征X射线 和释放的δ粒子在慢化过程中产生的轫致辐射两部分光 子电离辐射能份额。 在低原子序数介质中，Pcol . j 0 ，故D可简化为
在低原子序数取介质中 D E .P

L

dE
（5）过渡平衡
5、比释动能与注量的关系（单能、具有能谱分布的推导）
①.对单能单向的不带电粒子辐射场
在体积元dadl中：
d tr ( tr ) E dadl
dm dadl
K ( tr / ) E ( E tr / ) E
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， 高能电子(S/ρ)r值较大。 散射本领、射程 产生一对离子所消耗的平均能量W N=N0e-μx μ：光子在物质中穿行单位距离时，平均发生总的相互作用的几率。 定义质量衰减系数为μ/ρ。质量能量转移系数μtr/ρ cm2/g 动能占总能量的份额。 cm-1
50

0
50a hj50 t dt I 0
0
50a hj t dt I
0
50a 当Ì =I时， j 50 H 50, j I h j t dt ，所以若每年摄入的指 H 0 定放射性核素的活度为I，则连续射入50年后的 H 等于一
G( Fe ) 3G( H ) G(OH ) 2G( H 2O2 )
3


• 不足氧的情况下，一个三价铁离子的产额对应相同的氢基产额。
10、照射量X (Exposure )
①.定义（Definition） 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。 dQ x dm
dRc ,in dRc ,out div c 0
• 典型例子：
a. PE，C处处相等；
b.均匀的带电粒子发射体 V内存在CPE c.均匀不带电粒子辐射场照射，不带电粒子释放的带电粒子 •对不带电粒子辐射场，在CPE下
D Kc
j

Ecut , j
e , j ,u