辐射防护第七章.doc

第七章 外辐射剂量学与防护学（External radiation dosimetry and Protection ）

Ⅰ外辐射剂量学

ERD 研究以人身为主的各种客体受体外辐射源照射的剂量学问题

第一讲 体摸和射束

一、体摸（Phantom ）

·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。

·体模的形状、材料和尺寸

形状：

可根据模拟对象做成任意形状⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧似人的

椭球形

球形正方形

矩形

材料：

组织等效指的是材料对不带电粒子的衰减系数、能量转移系数和能量吸收系数以及对带电粒子的碰撞阻止本领、辐射阻止本领和散射本领等均与组织的接近，因而对电离辐射的吸收，衰减和散射作用与组织的近似。

例如：对于光子和电子，水具有较好的组织等效性；

对于中子，组织等效塑料（A150）聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA ）。

尺寸：

未受照部分（射束周围）的宽度，测量点以下的深度的大小须提供充分的反散射物质。

·典型的体模

ICRU 球⎪⎩

⎪⎨⎧==-%6.2:%;1.10:%;1.11:%;2.76:.1303N H C O cm g cm d ρ

MIRD 体模：见P.198.图7-1

中国人体模：四川大学林大全教授

·深度剂量分布：体模中D 沿参考轴的分布（参考轴为源的几何中心与光栏中心

的直线）

·水等效厚度：如果平行射束垂直照射水体模时深度Z w 处的吸收剂量，与照射

介质m 组成的体模时深度Z m 处的吸收剂量相等，则称Z w 为介质

层Z m 的水等效厚度。

定义：标度因子（Scaling factor ） m

w m w Z Z SF =,； 对于不带电粒子射束：w m w

m m w SF ,,)(ρμρρ=； 对于电子束：om

ow w m m w r r SF ⋅=ρρ,； 若对非平行射束：

2)(w

m m w Z f Z f D D ++= 二、电子束的特性参数

1.能量参数

2.射程参数

三、光子束的品质 γ射线：用放射性核素的原子序数和原子量表征

X 射线：

·半价层厚度（Half-value thickness ）是使X 射线平行窄束的照射量减小

到原来的1/2时所需要的铝，铜或铅的厚度。

·NACP(Nordic Association of Clinical Physics)

⎩⎨⎧⨯==mm W cm f J J 100100100/0

200100 其中，100J 为100mm 深处的电离量；200J 为200mm 深处的电离量。

四、核粒子束特性

Bragg 峰

第二讲 体模中吸收剂量的测量

一、参考点吸收剂量的测量

1.为什么测参考点的D ？

·参考点附近的剂量剃度小，受散射辐射等干扰因素影响的程度也较小，容易实现D 的准确测量；

·参考点的D 测准后，体模中的D 分布可以用相对方法测量；

参考点D 的精确测量是体模中D 测量的关键。

2.测量参考点D 的方法的要求及选择

方法选择要求：所选择的剂量计必须是经过国家标准实验室刻度或由国家标准传

递的剂量计。

（1）电离室法

·特点：应用普及、操作简便、精密度高； ·u g st u g st P r D D ,,=，其中g st r ,为由空腔气体的平均g D 到组织等效材料（体模）中st D 的转换因子；u P 为干扰修正因子。

（2）量热计

·特点：①作为一次基准对其它剂量计进行刻度或给出各种剂量计测定D 所必需的参数；

②量热计作为绝对测量装置处于剂量学测量仪器刻度链的顶点； ·u

g w en gc w P D D ,)(ρμ =；pc r r gc k H C D )(= ，其中刻度因子c c mH IVT C = 二、剂量分布的测量

三、非均匀体模中D 的测量

四、射束监测

五、辐射加工中的剂量测量

六、测量数据的归一化表示

1. 百分深度剂量（PDD ）和离轴比

百分深度剂量（Percentage depth dose ）

·定义：体模中射束轴上某一深度z 处的吸收剂量z D 与最大值点的吸收剂量m D 以百分数表示的比值。用)(z p 表示：m z D D z p 100)(=，),,,()(Q f w z p z p m ⇒。P.209图7.17 描述光子在水体模中的百分深度剂量分布特点。

·用)(z p 和a c K ,表示z D

)%()%(,z p e b K f z p D D zm m a c k m z μ-==

离轴比（off-axis ratio, OAR ）

·定义 z z D x z D x g ),()(=

·)(x g z 和)(z p 可以给出体模中D 的二维分布。

2. 组织-空气比（Tissue-air ratio, TAR ）

·定义：体模中射束轴上给定点的z D 与空气中同一点处小块体模材料达到电子平衡时0D 之比，0

)(D D z T z =； ·用空气中a c K ,和)(z T 表示z D

)()(,,0z T K f D z T D z f a c k z +==

习题：P ·237· 1、2、4、6