外照射屏蔽计算方法详解
外照射防护
二、 外照射防护的基本方法
外照射防护三要素：
时间、距离、屏蔽
4
第一节 外照射防护的一般方法
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
5
第一节 外照射防护的一般方法
2．距离防护(Distance)
剂量率与距离的平方成反比（点源） 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。
根据相关标准推算出控制区、监 督区边界的剂量控制值 选择适当的材料，根据透视比确 定屏蔽层厚度
10
第一节 外照射防护的一般方法
居留因子T
居留因 种类 子T
举 例
T＝1
全居 值班室、控制室、工作室、实验室、 留 车间、放射工作人员经常用的休息室； 宿舍；儿童娱乐场所；宽得足以放办 公桌的走廊；暗室。 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
B 取决于：源的形状，光子能量，屏蔽材料的原子序 数，屏蔽层厚度，屏蔽层几何条件 给定辐射源和屏蔽介质的话，只与光子能量E 和介质 厚度（平均自由程数μd）有关，即B（Eγ，μd）。 24
上时，将其视为点源引入的误差在0.5％以内。
18
第二节 X、 γ射线的外照射防护
二、X、γ射线在物质中的减弱规律
（一）、窄束X、γ射线的减弱规律
（二）、宽束X、γ射线的减弱规律
单一均匀介质的积累因子
（三）、宽束X、γ射线的透射曲线
（四）、屏蔽X、γ射线的常用材料
19
第二节 X、 γ射线的外照射防护
第一节 外照射防护的一般方法 第二节 X、γ射线的外照射防护 第三节 带电粒子外照射的防护
放射性γ源的屏蔽计算程序毕业设计展示
设计流程图
开始 输入参数
参数是 否完整 输入
否
是 计算
结果输出 (存盘)
结束程序
运行状况（程序截图）——程序整 体的界面、外观
运行状况（程序截图）——用户 误输入了字母，程序发出提示
运行状况（程序截图）——用户正 确输入各项数据后，可以得出结果
运行状况（程序截图）——本程 序的存盘功能
运行状况（程序截图）——打开 C盘下的“数据存储.txt”文件
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 。
外照射防护的基本知识
剂量限值与剂量约束 1. 剂量限值定义为正常控制条件下 不应超过的剂量水平。 2. 剂量约束可以理解为对每个可能
理论简介——屏障厚度的确定用到的参数
1. 居留因子：从受照位置和受照时间来表征人
员受照情况的一个系数。
2. 衰减倍数：指设置屏蔽之前某关心点处的周
围剂量当量与设置屏蔽之后该点周围剂量当量
的比值。
3. 透射比 ：为衰减倍数的倒数。表征关心点
处穿透屏蔽的射线占初始射线的份额。
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
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。
理论简介——本项目涉及的常数
本项目涉及到了四个γ源，即Cs-137、Co-60、Ir-192、 Ra-226。下表为空气比4Bq
1m
1
0.1mSv/h
04外照射剂量的计算
04外照射剂量的计算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21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：充分准备距离：远距操作减少受照时间任何源不能直接用手操作屏蔽：根据辐射源的类型、射线能量、活度，选择适当材料和厚度进行屏蔽3第一节γ射线剂量的计算一.点源的剂量计算点源是指辐射源的线度远小于源至计算剂量点的距离的辐射源如果辐射场中某点与辐射源的距离，比辐射源本身的几何尺寸大十倍以上，即可把辐射源看成是点状的，称其为点状源，简称点源。
任何其他形状的源，都可视为若干点源的叠加。
42第一节γ射线剂量的计算照射量与吸收剂量的关系照射量的单位为：库仑每千克（C/kg），其专用单位为伦琴（R）1R = 2.58 ×10?4 C / kgDa = 33.85 X戈(国际单位制下) 戈（照射量X用伦琴为单位）Da = 8.69 ×10 ?3 XDa －－空气中同一点处的吸收剂量（Gy） X －－空气中同一点X 或γ射线的照射量（R）(μ / ρ )m 空气中同一点组织中的吸收剂量 D m = 8.69 ×10 ?3 en X = fX 戈( μen / ρ ) a5第一节γ射线剂量的计算一.点源的剂量计算1.γ点源的空气吸收剂量率计算γ射线在空气中吸收剂量率与照射量率之间的关系为：& & Da = 33.85 XGy / s在空气中同一点处γ射线在物质（m）中吸收剂量率与照射率关系为：& & Dm = f m X其中f m = 33.85( μen / ρ ) m ( μen / ρ ) aJ /C63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：μ & D = ? ( en ) Er ρμen ρ戈/秒& D —γ射线在注量率为φ的某一点处，空气的吸收剂量率—空气中在计算剂量点处，γ射线的注量率（1/m2s）－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：μ& D = ? ( en ) Er ρ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1.55×107光子/米2·秒，计算此点的吸收剂量率【查表可得：空气中的（μen/ρ）＝2.787×10-3米2/千克】84第一节γ射线剂量的计算一.点源的剂量计算3.源的活度与照射率的关系γ照射率常数Γ把源的活度A和照射率联系起来，其物理意义：距离照射率常数Γ 活度为1居里的γ点源1米处，在1小时内所产生的照射率，即：Γδ =l 2 dX ( )δ A dtc ? m 2 / kg设源的活度为A居里，离源R米处的照射率用下式计算：& AΓ X = 2 c / kg ? s R 60Co源在1米处的照射率为多少？例题：试计算1居里的在空气和皮下组织内的吸收剂量率是多少？【Г＝2.56×10-18库伦·米2/千克＝1.32伦·米2/小时·居里， fm＝9.5×10-3】9第一节γ射线剂量的计算二.非点源照射率计算在实际工作中，除点源外，如反应堆、放射性工艺管道、放射性料液贮存容器、用于辐射消毒的大型面源、大的表面污染等，必须考虑源的形状、体积、源内的多次散射及自吸收。
第三章Xγ射线的外照射防护
m / 质量衰减系数（cm2/g）
环境工程 Environmental Engineering
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。 N e d / N
环境工程
Environmental Engineering
• 在x射线辐射场中，同一点处以Gy为单位的 比释动能K与以Gy为单位的吸收剂量指数DI， 以及以Sv为单位的剂量当量指数HI数值上 几乎相等。因此可上式算出距离阳极靶r （m）处的吸收剂量指数率、剂量当量指数 率。
环境工程
Environmental Engineering
环境工程
Environmental Engineering
(5） 体 球 源 中 的 射 心 照 量 4As (1 e a ) Q1 : X
环境工程
Environmental Engineering
(6）无限大体积源 任一点的照射量 4As X （不计多次散射） 4As A1 1 A1 ）（计多次散射） X （ 1 a1 1 a2
环境工程
Environmental Engineering
• 2）x射线剂量率的计算 • 在距离靶r（m）处由于x射线机产生的初 级x射线束造成的空气比释动能率可近似按 下式计算：
r0 2 1 K a I x ( ) , 单位：mGy min r I：管电流，mA；r0 1m；
环境工程
Environmental Engineering
辐射屏蔽设计
辐射防护的方法辐射对人体的照射方式有外照射和内照射两种。
体外辐射源对人体的照射称为外照射，进入人体的放射性同位素对人体的照射，称为内照射。
外照射的基本防护原则是，缩短照射时间、加大人员与辐射源的距离和进行适当的屏蔽。
内照射防护最根本的方法是尽量减少放射性物质进入体内的机会。
例如制定合理的卫生管理制度，通风，密闭存放和操作，个人防护等等。
第一节 X 或?射线的外照射防护与X 、?射线相关的辐射源有：X 射线机、加速器X 射线源和放射性核素。
X 射线机的工作电压通常低于400kV ，电子加速器产生的高能X 射线一般为2~30MeV 。
放射性核素产生的X 或?射线一般在几keV 到几MeV 之间。
1．1 X 或?辐射源的剂量计算1、 X 射线机X 射线机的发射率常数?X 定义为：当管电流为1mA 时，距离阳极靶1m 处，由初级射线束产生的空气比释动能率，其单位是mGy ?m 2?mA -1?min -1。
发射率常数?X 与X 射线管类型、管电压及其电压波形、靶的材料和形状、以及过滤片的材料和厚度等因素有关。
准确的发射率常数应通过实验测量得出。
准确度要求不高时，也可查手册中的发射率常数曲线来近似估计。
空气比释动能率.K a 可近似按下式计算： 式中，r 0=1m ；I 是管电流，单位是mA ；.K a 的单位是mGy ?min -1。
例1：为某患者做X 射线拍片，设X 射线管钨靶离患者，曝光时间。
已知管电压为90kV 、管电流50mA ，出口处过滤片为2mm 铝。
试估算患者表面所在处的吸收剂量（忽略人身的散射影响）。
解：查得该条件下，发射率常数?X 为 mGy ?m 2?mA -1?min -1，由公式（2．1）计算.K a 为693 mGy ?min -1，空气比释动能为 mGy 。
吸收剂量值近似等于空气比释动能值，为 mGy 。
2、 加速器X 射线源由加速器输出的电子束产生的X 射线源的发射率，同电子能量、束流强度、靶物质的原子序数以及靶的厚度等因素有关，并随出射角度而异。
用于光子外照射放射防护的剂量转换系数
用于光子外照射放射防护的剂量转换系数用于光子外照射放射防护的剂量转换系数引言：在核能、医学影像和工业领域，放射性材料的应用越来越广泛。
然而，这些应用也带来了辐射的风险。
为了评估辐射对人体和环境的影响，科学家们研究并使用剂量转换系数。
本文将深入探讨用于光子外照射放射防护的剂量转换系数，介绍其定义、计算方法和应用。
一、剂量转换系数的定义剂量转换系数是用于衡量不同类型的辐射对剂量的影响的指标。
它们描述了辐射通过不同介质时剂量的改变程度，从而帮助我们评估不同辐射源对人类和环境的潜在危害。
二、光子外照射剂量转换系数的计算方法对于光子外照射，剂量转换系数通常基于辐射质量因子和能量修正因子计算得出。
辐射质量因子是描述辐射类型对细胞和组织的生物学效应的参数。
能量修正因子则考虑了辐射能量对剂量吸收的影响。
剂量转换系数的计算需要对辐射源的能量谱和辐射场进行测量或模拟。
根据这些测量数据或模拟结果，可以应用相应的数学模型和算法计算出剂量转换系数。
三、剂量转换系数的应用1. 监测和评估辐射风险：剂量转换系数可用于定量评估不同辐射源对人体和环境的潜在危害。
在医学影像领域，通过测量剂量转换系数，可以评估患者接受医学放射诊断和治疗时的辐射风险。
2. 放射防护设计：剂量转换系数可以用于辐射防护措施的设计。
通过了解不同辐射源的剂量转换系数，我们可以选择合适的屏蔽材料、设备和措施来减少人员和环境的辐射暴露。
四、个人观点和理解剂量转换系数在放射防护领域起着至关重要的作用。
它们不仅可以帮助我们评估辐射的生物学效应和潜在风险，还可以指导我们制定合理的放射防护策略。
通过深入研究和了解剂量转换系数，我们可以更好地保护人类和环境免受辐射的伤害。
总结：本文深入探讨了用于光子外照射放射防护的剂量转换系数的定义、计算方法和应用。
剂量转换系数是评估不同辐射源对人类和环境潜在危害的重要指标。
通过测量辐射质量因子和能量修正因子，计算剂量转换系数可以帮助我们有效地监测和评估辐射风险，设计合理的放射防护措施。
开放型实验室辐射屏蔽设计
开放型实验室辐射屏蔽设计1、辐射屏蔽设计原则（1）任何可能对工作人员产生外照射危害的辐射源均应考虑屏蔽，经屏蔽后的剂量率应符合设计规定值。
（2）设计屏蔽层时，应按设备可能操作的最大放射性活度、最危险的距离和可能工作的最长时间进行计算。
此外还应考虑到可能出现的事故及未来的发展。
（3）计算墙壁、地板及天棚的屏蔽层时，除应考虑屏蔽室所在地区的辐射源外，还要考虑到相邻地区存在的辐射源的影响以及因散射辐射带来的照射。
（4）原则上不允许在屏蔽层中存在着人与放射源相对的直通缝隙，由于穿管、物料通道等原因在屏蔽层内开孔，造成屏蔽效果的减弱，设计上应进行屏蔽补偿。
（5）当操作同时存在α、β和含强中子辐射的放射性物质时，除考虑该种射线自身的屏蔽外，设计上还应考虑(α，n)反应、轫致辐射及活化作用产生的辐射的屏蔽。
2、辐射屏蔽设计标准（1）设计屏蔽层时，放射性工作人员正常的工作时间按每年50周，每周40h 计算。
（2）屏蔽层设计时采用的外照射剂量当量率计算限值如下：白区不超过0.25×10-2mSv/h(0.25mrem/h)；绿区不超过0.75×10-2mSv/h(0.75mrem/h)；橙区不超过2.5×10-2mSv/h(2.5mrem/h)；红区热室、工作箱和手套箱间的隔墙，在箱、室内的放射源不撤出情况下，在相邻箱、室内产生的剂量当量率不超过(25～100)×10-2mSv/h(25～100mrem/h)。
（3）屏蔽层局部漏束产生的剂量当量率，可根据操作特性适当放宽。
（4）实验室内放射性物质转运容器，其计算剂量当量率在距容器表面20cm处为(2.5～25)×10-2mSv/h(2.5～25mrem/h)；实验室内放射性检修设备，其计算剂量当量率在距设备表面20cm处为(2.5～100)×10-2mSv/h(2.5～100mrem/ h)。
3、某些屏蔽设计参数的选取（1）直接连接在放射性溶液设备上的排气管道，屏蔽计算时，按管道充满液体考虑，其放射性浓度值按设备内溶液放射性浓度值降一个量级计算。
放射防护屏蔽计算
普通X射线摄影机房初级线束的使用因子(U)
屏蔽类型 地板 穿过床的墙壁 其他墙壁a
使用因子（U）
运用于下述工作负荷分布
0.89 0.09 0.02
X线摄影机房（地板或其它屏蔽） X线摄影机房（地板或其它屏蔽） X线摄影机房（地板或其它屏蔽）
胸部bucky的墙壁
1.00
X线摄影机房（胸部bucky)
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( X barrier X pre ) P /T 0.08 3 3 . 05 * 10 ( 0) 26.22 Kp
。
L混凝土=TVL混凝土×NTVL = TVL混凝土 ×lg(1/BX)=35.6mm×lg(1/(3.05×10-3)) =89.6mm L铅=TVL铅×NTVL = TVL铅×lg(1/BX)=0.58 mm×lg(1/(3.05×10-3))=1.5 mm 因为，此处Xpre=0.3mm铅当量， Xbarrier=1.5-0.3=1.2mm铅当量，针对初级辐 射1-4墙需要1.2mm铅当量的屏蔽。
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
射线屏蔽防护计算
射线屏蔽防护计算(总5页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除射线屏蔽防护屏蔽防护的原理是：射线包括穿透物质时强度会减弱，一定厚度的屏蔽物质能减弱射线的强度，在辐射源与人体之间设置足够厚的屏蔽物（屏蔽材料），便可降低辐射水平，使人们在工作所受到的剂量降低最高允许剂量以下，确保人身安全，达到防护目的。
屏蔽防护的要点是在射线源与人体之间放置一种能有效吸收射线的屏蔽材料。
对于X射线常用的屏蔽材料是铅板和混凝土墙，或者是钡水泥（添加有硫酸钡-也称重晶石粉末的水泥）墙。
屏蔽材料的厚度估算通常利用了半值层(半价层)的概念。
在X射线检测中利用的是宽束X 射线，下表给出了宽束X射线在铅和混凝土中的近似半价层厚度T1/2和1/10价层厚度T1/10。
注意：由于铅板的纯度及纯净度、混凝土的配方以及组织结构上必然存在的差异，因此表中给出的半价层厚度只能作为参考值，在实际应用中必须考虑增加保险量。
在屏蔽防护计算中，需要考虑两个方面的因素，即由射线源直接穿过屏蔽物的初级辐射屏蔽，还有射线在屏蔽物上引起的散射辐射也是需要考虑屏蔽的。
下面结合具体例题予以说明：[1]初级X射线屏蔽：首先确定屏蔽透射量，然后根据由实验测量得到的射线减弱曲线求出所需要的屏蔽层厚度。
屏蔽透射量B=PR2/WUT式中：B—X射线的屏蔽透射量 R/(mA•min) (在1米处) 数值上：1R≈1remP—每周最大容许剂量当量：职业性照射为P=0.1rem/周；放射性工作场所邻近人员P=0.01rem/周（注：根据GB4792-1984《放射卫生防护基本标准》规定放射性工作人员受到全身均匀照射时的年剂量当量不应超过5rem，一年365天共52周，按国家法定工作时间（即扣除周六、日和法定节假日）应为250天约36周，但为了从严考虑（例如加班），取50周计算得到0.1 rem/周的限值，公众人员个人受到的年剂量当量应低于0. 5rem,即为0.1 rem/周的限值。
第3章外照射防护
第二节 X、 γ射线的外照射防护
B－积累因子（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 N N n , col
Bx
X
X n , col
B取决于：源的形状，光子能量，屏蔽材料的原子序 数，屏蔽层厚度，屏蔽层几何条件
Dm fm X
4.比释动能率常数
K
r2 A
K
K
Ak r2
18
第二节 X、 γ射线的外照射防护
5、非点源的照射量率、比释动能率计算
辐射源大小、形状差别，不能简单视为点源； 进行积分计算； 还要考虑源本身的吸收和散射的影响； 线源情况下，当距离比辐射源本身尺寸大5倍以
上时，将其视为点源引入的误差在0.5％以内。
辐射场中某点处设置厚度为d的屏蔽层后 的当量剂量率H(d)，与没有设置屏蔽层时的当量 剂量率H(0)，的比值。
29
第二节 X、 γ射线的外照射防护
（3）透射系数 设置厚度为d的屏蔽层后，离X射线发射点
1m 处 ， 单 位 工 作 负 荷 （ 1mA·min ） 所 造 成 的 当量剂量。 单位：Sv·m2·（mA·min）-1。
（2）窄束单能γ射线在物质中的减弱规律
NN0ed
μ—线衰减系数，cm-1。 21
第二节 X、 γ射线的外照射防护
低能光子更易被高Z物质吸收； 存在一个能量点，μ值最小。
22
（3）两个概念
第二节 X、 γ射线的外照射防护
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。
外照射屏蔽计算方法详解共27页
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
外照射屏蔽计算方法
•
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。
辐射防护(屏蔽计算)
第二节 X、 γ射线的外照射防护
（一）、窄束X或γ射线的减弱规律
（1）窄束（narrow beam）： 不包含散射成分的射线束
（2）窄束单能γ射线在物质中的减弱规律
N N0 e d
μ—线衰减系数，cm-1。
22
• 所谓窄束射线是指不包括散射成份的射线 束，通过吸收片后的γ光子，仅由未经相互 作用或称为未经碰撞的光子所组成。“窄 束”一词是实验上通过准直器得到细小的 束而取名。这里所说的“窄束”并不是指 几何学上的细小，而是指物理意义上的 “窄束”，即使射线束有一定宽度，只要 其中没有散射光子，就可称之为“窄束”。
第6章 外照射的防护
1
第一节 外照射防护的一般方法 第二节 X、γ射线的外照射防护 第三节 带电粒子外照射的防护
第四节 中子外照射的防护
2
第一节 外照射防护的一般方法
第一节 外照射防护的一般方法
一、 外照射防护的基本原则
二、 外照射防护的基本方法
三、 屏蔽材料的选择原则
四、 确定屏蔽厚度所需用的参数和资料
3
第一节 外照射防护的一般方法
一、外照射防护的基本原则
内外照射的特点
照射方式
内照射
辐射源类型
多见开放源
危害方式
电离、化 学毒性
常见致电离 粒子 α、β
照射 特点 持续
外照射
多见封闭源
电离
高能β、质子、 间断 、X、n
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。
T＝ 1/4 T＝ 1/16
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
放射物理与防护___第11章 放射线的屏蔽防护讲解
普通X线透视，医生应充分做好暗适应，有条件应尽 量采用带影像增强的电视透视。
X线摄影，应优选投照条件，不出或少出废片，以减 少重复照射。
第十一章 放射线的屏蔽防护
（二）外照射防护的基本方法_距离防护
距离防护：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。
X线的距离衰减是按平方反比法则衰减，即离X线管 的距离增加一倍，射线强度将衰减为原来的1/4。
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 居留因子
屏蔽用途和距离 工作负荷 利用因子
确定屏蔽厚度的计算方法 透射量计算法、查表法
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
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
第三章X射线的外照射防护
环境工程
Environmental Engineering
(1)线状源 A 1 L 1）Q1：X tg Lr r 2 A 1 L 2)Q2：X tg Lr 2r A [tg 1 L L1 tg 1 L1 ] 3)Q3：X Lr r r A 4)Q4 : X 2 (不考虑自吸收 ) 2 l ( L / 2)
• 1、曲线给出的发射率常数是指不存在被照物 时的空气比释动能率，如果在所考虑位置上 有人体，则由于人体对射线的反射会使靠近 人体表面处的比释动能率常数比曲线所示值 的结果高出20%~40%。
环境工程
Environmental Engineering
• 2、必须注意电压波形的影响 • 当管电压和过滤条件相同时，恒定电压的 发射率常数大约为单相半波整流脉动电压 射线机的2~3倍，对于低电压、大电流状态 下短时的工作脉动电压医用x射线机，如果 改在低电流条件下用于荧光透视，则注意 由于电缆电容的影响，会使管电压波形变 得平稳趋于恒定。
环境工程
Environmental Engineering
• 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
I I 0e
d：屏蔽层厚度（cm）
d
I，I0：设置屏蔽前后的剂量率（强度） 线衰减系数：Linear attenuation coefficient（cm-1）
1 D I I a 2 , 单位：Gy min1 r I：电子束流强度， m A；
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三、γ 辐射源
典型γ辐射剂量计算方法
典型γ辐射剂量计算方法γ辐射剂量计算是为辐射防护提供设计输入数据，判定屏蔽材料选择是否满足人员和公众辐射防护要求。
文章介绍了几种典型模型的γ辐射剂量计算方法，为同类核设施或核技术运行设施辐射防护屏蔽计算提供参考。
标签：典型；辐射；计算引言在国内外核技术应用和核设施中，存在大量γ放射性核素，γ放射性核素会发出一定能量的γ射线。
人员接触后，会产生受照剂量，在不采取辐射防护措施的情况下，一旦超过限值，可能对人员产生辐射损伤。
在已建成的核技术运用设施和核设施，通常设置有固定式或者便携式γ剂量测量设备，用于监测工作现场γ剂量率，根据监测数据确定工作人员辐射防护措施，确保工作人员辐射安全。
但新建的核技术运用设施和核设施，需要通过新建设施内的源项进行γ剂量理论计算，计算结果作为设计输入，进行辐射防护屏蔽设计，确保设施运行过程中工作人员辐射安全。
目前国内外γ辐射剂量计算多数采用蒙卡计算，计算软件较为复杂，而且需要专业技术人员计算，科研研究院所使用较多，厂矿企业使用较少。
因此，为方便厂矿企业开展辐射剂量计算，特开展较为典型模型的辐射剂量计算开展研究。
对于较为复杂的模型，可采用点核计算后进行积分或叠加。
1 γ外照射辐射防护计算原理1.1 Γ常数放射性同位素的Γ常数表示从1mCi点源释放出的未经屏蔽的γ射线在距源1cm处所造成的剂量率（R/h）。
Γ常数分为微分Γ常数和总Γ常数，对某一给定放射性同位素的某一单能γ射线所计算的Γ常数为微分Γ常数，以Γi表示，放射性同位素的总Γ常数简称Γ常数，等于Γi之和。
即：上式可简化为：。
经计算，Cs-137的Γ常数为8.51E-14Gy.m2/（h.Bq），Co-60的Γ常数为3.42E-13Gy.m2/（h.Bq）。
1.2 γ屏蔽计算γ射线与物质的相互作用，主要是光电效应、电子对效应和康普顿散射。
究竟哪种效应是主要的，决定于射线的能量和屏蔽材料的原子序数，三种效应均随屏蔽材料原子序数的增加而不同程度的增加。
电离辐射剂量学基础课件——第九章 内外辐射防护学
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
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• 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）
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
γ放射源
•单能γ射线在物质中的减弱规律
I I0ed
I，I0：设置屏蔽前后的剂量率（强度） 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。
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 作用形式
α
电离、激发
β
电离、激发、轫致辐射
γ、χ 光电、康普顿、电子对
中子
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
• 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 辐射源 方式 类型
危害 方式
常见致电 照射 离粒子 特点
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
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பைடு நூலகம்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。
• 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。
N N0ed /
宽束(broad beam) 辐射的衰减
I I0Bed
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，
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
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
• 常用源：
α放射源
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？
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