辐射防护与放射损伤基础知识
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• H＝D•Q•N， N为其他修正因数（ICRP指定N为
1） • 单位为J/kg，专用名为希沃特（Sievert），符号
为Sv，旧单位：雷姆，rem
• 1wenku.baidu.comv=1J/kg=100rem
h
16
辐射类型
Q值
X、、射线
1
热中子
2.3
快中子和质子
10
粒子
20
h
17
• 有与官效组或剂织组量权织E重求就因和是子 ，组即W织T的或乘器积官，的并当对量所剂有量器HT
•
电离辐射
•
非电离辐射
• 辐射按本质和性质分类：
•
电磁辐射
•
粒子辐射
h
10
• 电磁辐射：以相互垂直的电场和磁场， 随时间变化而交变振荡，形成向前运动 的电磁波
• 能引起电离的是X射线和γ射线
• 粒子辐射：高能粒子通过消耗自身的动 能把能量传递给其它物质
• 高速粒子、带电粒子
h
11
电离辐射
X,γ射线
h
5
• 钨原子的能级示意图 能量单位:eV
h
6
• ⑵放射性：不稳定的核素自发地放出射线，转 变为另一种核素，这种现象称为放射性，这个 过程称为放射性衰变，这些核素称为放射性核 素。
• 发出的射线种类：可能有α射线、β射线、γ射 线，还可能有正电子，质子，中子等其他粒子。
• 原子序数从84起的所有元素都是不稳定的，具 有天然放射性；而原子序数小于84的元素只有 少量的某些同位素是不稳定的，具有天然放射 性；人工产生的同位素都是不稳定的，具有人 工放射性。
• 曾用单位是拉德 （rad），现在国际单位 是焦耳/ 千克（J/kg），又称戈瑞（Gray， 符号是Gy），
• 1Gy=1J/kg，1Gy=100rad
h
15
• 当量剂量是描述辐射防护剂量学的基本量，是 在严格意义上的吸收剂量。机体组织中某一点
的当量剂量（H）等于某一组织或器官所接受的
平均的吸收剂量（D），经过以辐射质的辐射权 重因子（辐射品质Q）加权处理的吸收剂量：
辐射防护与放射损伤基础知识
山东大学齐鲁医院 程孝国
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1
主要内容
• 第一节 辐射防护基础知识 • 第二节 放射损伤基础知识
h
2
第一节 辐射防护基础知识
• 一、核辐射物理学基础 • 二、辐射源及其分类 • 三、核和放射事件分级 • 四、辐射防护体系
h
3
一、核辐射物理学基础
1、放射性
• ⑴、原子结构
电磁辐射
α、β、中子 质子、负π
粒子辐射
h
12
电磁辐射--波谱
h
13
3、常用辐射量和单位
• ⑴照射量：是描述X（γ）射线电离空气 能力的量
• 单位是C/kg，未定义专用名，曾用单位 是伦琴（R），1R=2.58×10-4C/kg
h
14
• ⑵吸收剂量：是描述射线与物质作用的 基本量。
• 它定义为单位质量受照射物质吸收的辐 射能量。
h
24
二、辐射源及其分类 1、放射源的种类
• 放射治疗使用的放射源主要有三类： • （1）放射性同位素放出的α、β、γ线。 • （2）X射线治疗机和各类加速器产生的不同能
量的X射线。 • （3）各类加速器产生的电子束、质子束、中
子束、负π介子束，以及其他重离子束等。 • 照射方式有两种： • （1）外照射；（2）内照射
h
25
2、近距离治疗用放射性同位素
放射源 铱-192
来源
人工放射 性同位素
释放射线 γ射线
平均能量 半衰期 使用情况
h
7
• ⑶放射性衰变：不稳定的重核元素趋向稳 定的过程。
•
例如： 2932U 8 2930 T 4 h
• 放射性衰变服从指数规律。
• 放射性活度：放射性核素在单位时间内衰 变的个数。
• 半衰期：放射性核素其原子核数目衰减到 原来数目
•
一半所需的时间 T1/2=ln2/λ=0.693/λ
• 衰变类型：α衰变
• E =ΣWT·HT • 式中，HT、WT分别是器官或组织T的当
量剂量和组织权重因子。组织权重因子 是组织或器官T的随机效应危险系数与全 身均匀照射总危险系数的比值。
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18
h
19
4、电离辐射与物质的相互作用
• 带电粒子与物质原子发生以下几种作用： • （1）与核外电子发生非弹性碰撞； • （2）与原子核发生非弹性碰撞； • （3）与原子核发生弹性碰撞； • （4）与原子核发生核反应。
h
20
• X（γ）射线与物质主要发生三种作用机制 ：
• （1）光电吸收 ，主要发生在射线能量较低的 情况，在10～30keV的能量范围占优势。
h
21
• （2）康普顿散射 ，康普顿效应的发生率
与原子序数没有太大关系，而主要取决 于电子密度，在30keV～25MeV的能量范 围占优势。
h
22
• （3）电子对效应 ，光子能量超过 1.02MeV才能发生这种吸收
h
4
电子的壳层结构
壳层
K L M N O P Q
能级次序
1s 2s,2p 3s,3p 4s,3d,4p 5s,4d,5p 6s,4f,5d,6p 7s,5f,6d,
各能级的电子数
2 2,6 2,6 2,10,6 2,10,6 2,14,10,6 2,14,10,…
满壳层电子总数
2 10 18 36 54 86
•
β衰变
•
γ跃迁和内转换
h
8
• 天然放射性系：
• 釷系、铀－镭系和锕系
• 感生放射性：
• 核粒子轰击较轻的元素可以产生放射性元 素
• 例如：2 5C 7 9 n ,o2 6C 7 0 o 2 6N 8 0 i
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9
2、电离辐射
• 电离辐射：是指一切能引起物质电离的辐射总称。
• 辐射按与物质作用分类：
• 原子核：占原子体积的1/10000
•
质子，中子，
•
1.007277u ，1.008665u
• 电子： 围绕原子核旋转，0.000548u
•
1u=12/NA×1/12=1.6605655×l0-27kg
•
NA=6.022045×l023是阿伏伽德罗常数
• 原子序数：质子数，在元素周期表中的位置
• 同位素：原子序数相同而质量数不同的核素
其它还有相干散射 、光核反应
h
23
• 中子与原子核的相互作用分为两大类： • ①散射： • ②吸收：包括辐射俘获、核裂变、（n，α） • 和（n，p）反应等。
• 对于某些重核（如235U和239Pu），其热中子 引起
• 的核反应主要有两种类型: • 1.“辐射俘获”，即（n,γ）反应， • 例如235U（n,γ）236U; • 2.裂变反应，即235U俘获热中子后发生裂变中 • 子在物质中有较强的贯穿能力。
1） • 单位为J/kg，专用名为希沃特（Sievert），符号
为Sv，旧单位：雷姆，rem
• 1wenku.baidu.comv=1J/kg=100rem
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辐射类型
Q值
X、、射线
1
热中子
2.3
快中子和质子
10
粒子
20
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• 有与官效组或剂织组量权织E重求就因和是子 ，组即W织T的或乘器积官，的并当对量所剂有量器HT
•
电离辐射
•
非电离辐射
• 辐射按本质和性质分类：
•
电磁辐射
•
粒子辐射
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10
• 电磁辐射：以相互垂直的电场和磁场， 随时间变化而交变振荡，形成向前运动 的电磁波
• 能引起电离的是X射线和γ射线
• 粒子辐射：高能粒子通过消耗自身的动 能把能量传递给其它物质
• 高速粒子、带电粒子
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电离辐射
X,γ射线
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• 钨原子的能级示意图 能量单位:eV
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6
• ⑵放射性：不稳定的核素自发地放出射线，转 变为另一种核素，这种现象称为放射性，这个 过程称为放射性衰变，这些核素称为放射性核 素。
• 发出的射线种类：可能有α射线、β射线、γ射 线，还可能有正电子，质子，中子等其他粒子。
• 原子序数从84起的所有元素都是不稳定的，具 有天然放射性；而原子序数小于84的元素只有 少量的某些同位素是不稳定的，具有天然放射 性；人工产生的同位素都是不稳定的，具有人 工放射性。
• 曾用单位是拉德 （rad），现在国际单位 是焦耳/ 千克（J/kg），又称戈瑞（Gray， 符号是Gy），
• 1Gy=1J/kg，1Gy=100rad
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• 当量剂量是描述辐射防护剂量学的基本量，是 在严格意义上的吸收剂量。机体组织中某一点
的当量剂量（H）等于某一组织或器官所接受的
平均的吸收剂量（D），经过以辐射质的辐射权 重因子（辐射品质Q）加权处理的吸收剂量：
辐射防护与放射损伤基础知识
山东大学齐鲁医院 程孝国
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1
主要内容
• 第一节 辐射防护基础知识 • 第二节 放射损伤基础知识
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2
第一节 辐射防护基础知识
• 一、核辐射物理学基础 • 二、辐射源及其分类 • 三、核和放射事件分级 • 四、辐射防护体系
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一、核辐射物理学基础
1、放射性
• ⑴、原子结构
电磁辐射
α、β、中子 质子、负π
粒子辐射
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12
电磁辐射--波谱
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3、常用辐射量和单位
• ⑴照射量：是描述X（γ）射线电离空气 能力的量
• 单位是C/kg，未定义专用名，曾用单位 是伦琴（R），1R=2.58×10-4C/kg
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14
• ⑵吸收剂量：是描述射线与物质作用的 基本量。
• 它定义为单位质量受照射物质吸收的辐 射能量。
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二、辐射源及其分类 1、放射源的种类
• 放射治疗使用的放射源主要有三类： • （1）放射性同位素放出的α、β、γ线。 • （2）X射线治疗机和各类加速器产生的不同能
量的X射线。 • （3）各类加速器产生的电子束、质子束、中
子束、负π介子束，以及其他重离子束等。 • 照射方式有两种： • （1）外照射；（2）内照射
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2、近距离治疗用放射性同位素
放射源 铱-192
来源
人工放射 性同位素
释放射线 γ射线
平均能量 半衰期 使用情况
h
7
• ⑶放射性衰变：不稳定的重核元素趋向稳 定的过程。
•
例如： 2932U 8 2930 T 4 h
• 放射性衰变服从指数规律。
• 放射性活度：放射性核素在单位时间内衰 变的个数。
• 半衰期：放射性核素其原子核数目衰减到 原来数目
•
一半所需的时间 T1/2=ln2/λ=0.693/λ
• 衰变类型：α衰变
• E =ΣWT·HT • 式中，HT、WT分别是器官或组织T的当
量剂量和组织权重因子。组织权重因子 是组织或器官T的随机效应危险系数与全 身均匀照射总危险系数的比值。
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19
4、电离辐射与物质的相互作用
• 带电粒子与物质原子发生以下几种作用： • （1）与核外电子发生非弹性碰撞； • （2）与原子核发生非弹性碰撞； • （3）与原子核发生弹性碰撞； • （4）与原子核发生核反应。
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• X（γ）射线与物质主要发生三种作用机制 ：
• （1）光电吸收 ，主要发生在射线能量较低的 情况，在10～30keV的能量范围占优势。
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21
• （2）康普顿散射 ，康普顿效应的发生率
与原子序数没有太大关系，而主要取决 于电子密度，在30keV～25MeV的能量范 围占优势。
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22
• （3）电子对效应 ，光子能量超过 1.02MeV才能发生这种吸收
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4
电子的壳层结构
壳层
K L M N O P Q
能级次序
1s 2s,2p 3s,3p 4s,3d,4p 5s,4d,5p 6s,4f,5d,6p 7s,5f,6d,
各能级的电子数
2 2,6 2,6 2,10,6 2,10,6 2,14,10,6 2,14,10,…
满壳层电子总数
2 10 18 36 54 86
•
β衰变
•
γ跃迁和内转换
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• 天然放射性系：
• 釷系、铀－镭系和锕系
• 感生放射性：
• 核粒子轰击较轻的元素可以产生放射性元 素
• 例如：2 5C 7 9 n ,o2 6C 7 0 o 2 6N 8 0 i
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2、电离辐射
• 电离辐射：是指一切能引起物质电离的辐射总称。
• 辐射按与物质作用分类：
• 原子核：占原子体积的1/10000
•
质子，中子，
•
1.007277u ，1.008665u
• 电子： 围绕原子核旋转，0.000548u
•
1u=12/NA×1/12=1.6605655×l0-27kg
•
NA=6.022045×l023是阿伏伽德罗常数
• 原子序数：质子数，在元素周期表中的位置
• 同位素：原子序数相同而质量数不同的核素
其它还有相干散射 、光核反应
h
23
• 中子与原子核的相互作用分为两大类： • ①散射： • ②吸收：包括辐射俘获、核裂变、（n，α） • 和（n，p）反应等。
• 对于某些重核（如235U和239Pu），其热中子 引起
• 的核反应主要有两种类型: • 1.“辐射俘获”，即（n,γ）反应， • 例如235U（n,γ）236U; • 2.裂变反应，即235U俘获热中子后发生裂变中 • 子在物质中有较强的贯穿能力。