辐射防护基础知识.

辐射防护

7.1 辐射量的定义、单位和标准

描述X 和γ射线的辐射量分为电离辐射常用辐射量和辐射防护常用辐射量两类。前者包括照射量、比释动能、吸收剂量等。后者包括当量剂量、有效剂量等。

所谓 “剂量”是指某一对象接收或“吸收”的辐射的一种度量。 7.1.1 描述电离辐射的常用辐射量和单位 1、照射量

（1）照射量的定义和单位

照射量是用来表征χ射线或γ射线对空气电离本领大小的物理量。

定义：所谓照射量是指χ射线或γ射线的光子在单位质量的空气中释放出来的所有电次级电子（负电子或正电子），当它们被空气完全阻止时，在空气中形成的任何一种符号的（带正电或负电的）离子的总电荷的绝对值。其定义为dQ 除以dm 的所得

的商，即：

dm dQ P =

式中dQ ——当光子产生的全部电子被阻止于空气中时，在空气中所形成的任何一种符号的离子总电荷量的绝对值。

——体积球的空气质量

用图表示1立方厘米的干燥空气，其质量为0.001293克，这些次级电子是光子从0.001293克空气中打出来的，它们在0.001293克空气中的里面和外面都形成离子，所有这些离子都计算在内，而在0.001293克外产生的次级电子发射形成的离子则不计算在内。

照射量（Ρ）的SI 单位为库仑/千克，用称号1

-CKg

表示，沿用的专用单位为伦

琴，用字母R 表示。1伦的照射量相当于在标准的状况下（即0℃，1大气压）1立方厘米的干燥空气产生1静电位（或2.083×109对离子）的照射量叫1伦琴。

1静电单位=3.33×10-10库伦

13

cm 干燥空气质量为0.001293克=1.293×10-6千克

1伦=6

1010

293.11033.3--⨯⨯=2.58×10-4

库伦/千克 一个正（负）离子所带的电量为4.8×10-10静电单位，1伦是在干燥空气中产生1静电单位的电量，所以产生的电子对数为1/4.8×10-10=2.083×109对离子。照射量只适用于χ、γ射线对空气的效应，而只适用于能量大约在几千伏到3MV 之间。 （2）照射量率的定义和单位

照射量率的定义是单位时间的照射量也就是dp 除以dt 所得的商即：dt

dp P = 照射量率（P ）的SI 单位为库伦/千克时，用符号11--h CKg 或伦/时（1-Rh ）、

伦/秒（1

-RS

）

2、比释动能

比释动能是指不带电粒子与物质相互作用时在单位质量的物质中释放出来的所有带电粒子的初始动能的总和。

=κ

dm

dE t γ

式中γt dE ——不带电粒子在质量dm 的某一物质内释放出来的全部带电粒子的初

始动能的总和。

比释动能只适用于χ、γ，但适用于各种物质。

单位：焦耳/千克（J ·kg -1）其单位“戈瑞”（Gy ）1Gy=1Kg 受照射的物质吸收1J 的辐射能量即：111-⋅=Kg J Gy

。

毫戈瑞()mGy 、微戈瑞()Gy μ，

Gy mGy Gy μ6

310101== 沿用单位拉德()rad ：

Gy rad 2

101-= 比释动能率

()κ

的定义和单位 单位时间内的比释动能dt

d κ

κ

=

单位：戈瑞/秒(

)1

-⋅s

Gy

3、吸收剂量

（1）吸收剂量的定义和单位

吸收剂量是用来表征受照物体吸收电离辐射能量程度的一个物理量。

定义：任何电离辐射，授予质量为dm 的质量的平均能量εd 除以dm 的所得的商，即：dm d D

ε

=

式中ε为平均授予能，或者说：电离辐射传给单位质量的被照射物质的能量叫吸收剂量，吸收剂量的大小，一方面取决于电离辐射的能量，另一方面还取决于被照射物质的种类。它适用于任何电离辐射和任何被照射的物质。

吸收剂量（D ）的单位和比释动能相同，SI 单位是焦耳千克-1表示，其特定名称为戈瑞（Gy ）沿用单位为拉德（rad ） 1戈瑞=1焦耳/千克 1戈瑞=100拉德

（2）吸收剂量率的定义和单位

吸收剂量率（D

）表示单位时间内吸收剂量的增量，严格定义为：某一时间间隔dt 内

吸收剂量的增量dD 除以该时间间隔dt 所得的商即：

dD/dt ，吸收剂量率的单位：戈瑞/时、毫戈瑞/时（h mGy /）

4、照射量、比释动能、吸收剂量的联系和区别 （1）照射量和比释动能的关系：

射线照射空气时，如果忽略次级电子能量转移成热能和辐射能的部分即认为在单位质量空气中所产生的次级电子能量全部用于使空气分子电离，则空气中某点的照射量Ρ和比释动能Κ在带电粒子平衡条件下的关系为：Κ=33.72Ρ，其中33.72eV 是X 、r 在空气中的平均电离能。公式中照射量Ρ的单位库仑/千克()1

-⋅Kg C 、比释动能Κ的

单位为戈瑞（Gy ）

例：已知空气中某点Χ射线的照射量Ρ1.29×1410--⋅Kg C ，求空气中该点的比释动能Κ是多少？

解：4194319

1.291033.27 1.61033.27 1.2910 4.35101.610

Gy κ-----⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯ （2）比释动能和吸收剂量的关系

比释动能和吸收剂量分别反映物质吸收电离辐射的二个阶段。对于一定质量dm 的物质，不带电粒子转移给次级电子的平均能量dr d ε与物质吸收能量εd 相等，则比释

动能Κ和吸收剂量D 相等。即：

D dm

d dm

d tr

===

K ε

ε

上述成立必须满足二个条件：首先要求是带电粒子平衡条件下；其次带电粒子产生的辐射损失可以忽略不计。

（3）照射量和吸收剂量的关系：

A 、将空气中某点的照射量换算成该点空气的吸收剂量。 1）空空

P =72.33D

D 空——吸收剂量（戈瑞）

P 空——空气的照射量（库仑/千克） 2）空空

P ⨯=-31069.8D

D 空——空气的吸收剂量（戈瑞） P 空——空气的照射量（库仑）

B 、将空气中某点的照射量换算成该点被照射物质的吸收剂量

fP D =物质

物质D ——受照物质的吸收剂量Gy

P ——空气的照射量，()

1

-⋅Kg C

f ——转换因子