輻射劑量學(xué)基礎(chǔ)

輻射劑量學(xué)基礎(chǔ)吉林大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院輻射防護(hù)教研室陳大偉本章主要內(nèi)容劑量學(xué)的基本概念電離輻射場(chǎng)描述相互作用系數(shù)基本劑量學(xué)量放射防護(hù)量檢測(cè)實(shí)用量3.1電離輻射和電離輻射場(chǎng)３.１.１電離輻射的基本概念：一、電離輻射和非電離輻射二、輻射效應(yīng)和輻射劑量電離輻射和非電離輻射統(tǒng)稱電磁輻射輻射非電離輻射電離輻射日常所見(jiàn)的微波、無(wú)線電波、可見(jiàn)光和紫外線帶電粒子（α、β、電子和質(zhì)子等）不帶電粒子（X、γ和中子等）一．電離輻射和非電離輻射激發(fā)過(guò)程電離輻射（1）電離（ionization）：指從一個(gè)原子、分子或其它束縛態(tài)中釋放一個(gè)或多個(gè)電子的過(guò)程。（2）電離輻射（ionizingradiation）：能夠引起電離的粒子（帶電和不帶電）的空間分布(不帶電粒子也能電離，但與帶電粒子相比、幾率小)（3）電離過(guò)程：主要是由具有一定動(dòng)能的帶電粒子與原子中的電子碰撞引起的。一般從一個(gè)原子中釋放出一個(gè)價(jià)電子所需要的能量在4—25ev，當(dāng)電子、質(zhì)子等帶電粒子的動(dòng)能大于該值時(shí)，可將其稱作電離輻射。（4）非電離輻射（non--ionizing

radiation）粒子動(dòng)能小于該值（４－２５ev）光子：非帶電粒子、能量大于１０ev為電離輻射能量小于１０ev為非電離輻射（5）直接電離輻射（directlyionizingradiation）具有一定能量的帶電粒子穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，通過(guò)庫(kù)侖相互作用直接在物質(zhì)中沉積能量并引起電離。（6）間接電離輻射（indirectlyionizingradiation）光子、中子、x射線等不帶電粒子穿過(guò)介質(zhì)時(shí)，首先將能量轉(zhuǎn)移給帶電粒子，隨后這些帶電粒子（次級(jí)）再沉積能量和引起電離?；虼渭?jí)過(guò)程引起電離的不帶電粒子稱作間接電離輻射。二．輻射效應(yīng)和輻射劑量輻射效應(yīng)：電離輻射通過(guò)電離、激發(fā)過(guò)程將能量授予受照物質(zhì)從而導(dǎo)致物質(zhì)的物理、化學(xué)甚至生物性質(zhì)發(fā)生變化，我們把這一變化稱為輻射效應(yīng)。電離輻射生物學(xué)效應(yīng)射線與物質(zhì)的相互作用。。。。。。。。。。。。αβγn物質(zhì)：氣體液體固體 包括人體等

。。。。。。

。。。原子。。。微觀粒子間碰撞的能量傳遞過(guò)程描述輻射與物質(zhì)相互作用電離輻射與物質(zhì)的相互作用是研究輻射效應(yīng)和進(jìn)行劑量測(cè)量的物理基礎(chǔ)。相互作用——能量和運(yùn)動(dòng)方向改變輻射劑量：輻射能量在物質(zhì)內(nèi)沉積的數(shù)量和方式是決定輻射效應(yīng)的重要方面。輻射劑量就是為此提出的物理指標(biāo)。輻射劑量用于預(yù)測(cè)電離輻射導(dǎo)致受照物質(zhì)發(fā)生真實(shí)效應(yīng)或潛在影響程度。需注意的是，某一個(gè)輻射劑量數(shù)值取決于相關(guān)輻射的類型、能量以及受照物質(zhì)的性質(zhì)，同時(shí)也依賴于照射條件(時(shí)間、方式和途徑)。

輻 射 劑 量 與 效 應(yīng)3.1.2電離輻射場(chǎng)及其表達(dá)一、輻射場(chǎng)的定義和相關(guān)要素

二、粒子注量（率）和能量注量（率）三、粒子輻射度和能量輻射度

四、完整描述輻射場(chǎng)的基本量度一、輻射場(chǎng)的定義和相關(guān)要素電離輻射場(chǎng)就是電離輻射在其中通過(guò)、傳播乃至經(jīng)由相互作用傳遞輻射能量的整個(gè)空間范圍。從廣義上講，輻射場(chǎng)涉及的范圍是無(wú)限的。在狹義上，我們通常關(guān)心的某輻射場(chǎng)常常是具體的和有限的。帶電粒子徑跡帶電粒子與物質(zhì)相互作用，可能沿徑跡產(chǎn)生單個(gè)的電離或激發(fā)，也可能交給原子中的電子較大的能量，使電子進(jìn)一步產(chǎn)生電離和激發(fā)，形成分之徑跡。輻射場(chǎng)性質(zhì)的內(nèi)涵包括：1、輻射場(chǎng)的類型（α輻射場(chǎng)，β輻射場(chǎng)，γ輻射場(chǎng)、中子輻射場(chǎng)和混合輻射場(chǎng)等）；2、粒子的能量（單能輻射場(chǎng)、具有能量分布的輻射場(chǎng)）；3、粒子的運(yùn)動(dòng)方向（單向輻射場(chǎng)、多向輻射場(chǎng)）。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是位置、時(shí)間、方向、類型和能量等五個(gè)要素。輻射場(chǎng)的描述

?電離輻射居留的空間稱為電離輻射場(chǎng)。常用以下量來(lái)

描述：粒子數(shù):發(fā)射，轉(zhuǎn)移或接收的粒子數(shù)目。

粒子數(shù)的單位是1。輻射能:發(fā)射，轉(zhuǎn)移或接收粒子的能量（不包括靜止能）。輻射能的單位是J粒子數(shù)密度:單位體積中的粒子數(shù)目，是表征輻射場(chǎng)疏密程度的物理量n=dN/dV

單位是m-3輻射場(chǎng)中每一個(gè)粒子都具有一定的能量，將所有粒子能量（不包括靜止能量）求和，即得輻射能二、粒子注量（率）和能量注量（率）粒子注量：T時(shí)間內(nèi)，進(jìn)入以r點(diǎn)為球心的單位截面積小球的粒子數(shù)，m-2粒子注量率：能量注量：T時(shí)間內(nèi)，進(jìn)入以r點(diǎn)為球心的單位截面積小球的輻射能，J?m-2能量注量率：1.截面da必須垂直每個(gè)入射方向，定義中采用小球體，使得來(lái)自各個(gè)入射方向的粒子都滿足這個(gè)要求。

2.粒子注量的單位：m-2粒子注量說(shuō)明粒子注量是dN除以da所得的商(dN/da)

=

dN/da

其中dN是入射到截面為da的球體內(nèi)的粒子數(shù)。這里所謂的“入射到”或稱進(jìn)入，強(qiáng)調(diào)只穿過(guò)一次，并只考慮進(jìn)入，不考慮流出。三、粒子輻射度和能量輻射度粒子輻射度：?jiǎn)挝?m-2?s-1?sr-1

能量輻射度：?jiǎn)挝唬篔?m-2?s-1?sr-1四、完整描述輻射場(chǎng)的基本量度意指t時(shí)刻單位時(shí)間內(nèi)，沿某方向單位立體角入射到輻射場(chǎng)r點(diǎn)的，單位能量間隔內(nèi)能量為E的粒子數(shù)或輻射能。由于粒子類型是不連續(xù)的，結(jié)合前述，得到輻射場(chǎng)中第i種粒子的粒子輻射度按其能量的微分分布為，這一指標(biāo)完整的考慮了五要素，成為描述輻射場(chǎng)性質(zhì)的基本量度。小結(jié)描述輻射場(chǎng)性質(zhì)的概念總結(jié)如下：3.2基本劑量學(xué)量3.2.1相互作用系數(shù)：

一、阻止本領(lǐng)二、衰減系數(shù)、能量轉(zhuǎn)移系數(shù)和能量吸收系數(shù)一、阻止本領(lǐng)帶電粒子與物質(zhì)相互作用的類型主要有電離、激發(fā)和軔致輻射。前者意味著帶電粒子能量的直接沉積；后者意味著帶電粒子能量轉(zhuǎn)化為具有連續(xù)能譜的X射線。碰撞阻止本領(lǐng)：Scol=（dE/dl）col（電離、激發(fā)）輻射阻止本領(lǐng)：Srad=（dE/dl）rad（軔致輻射）單位：均為J?m-1

帶電粒子與物質(zhì)相互作用質(zhì)量阻止本領(lǐng)：Scol/ρ=（dE/ρdl）colSrad/ρ=（dE/ρdl）radρdl稱為質(zhì)量厚度，表示在物質(zhì)中穿行單位長(zhǎng)度時(shí)遭遇到的質(zhì)量，kg?m2。碰撞過(guò)程和輻射過(guò)程共同損失的總能量為：S=Scol+SradS稱為總阻止本領(lǐng)，單位J?m-1

，相應(yīng)的有總質(zhì)量阻止本領(lǐng)，單位kg?m2。光子與物質(zhì)相互作用光子穿過(guò)物質(zhì):可與原子的核外電子相互作用:主要是光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對(duì)產(chǎn)生效應(yīng)。當(dāng)其能量超過(guò)核反應(yīng)閾能時(shí)，還發(fā)生光核反應(yīng)。對(duì)輻射劑量學(xué)而言，重要的作用類型是光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對(duì)產(chǎn)生效應(yīng)。另外，從輻射防護(hù)（例如高能X射線治療中的防護(hù)）角度，光核反應(yīng)產(chǎn)生的中子也已引起人們的注意。二、衰減系數(shù)、能量轉(zhuǎn)移系數(shù)和能量吸收系數(shù)光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)電子對(duì)生成衰減系數(shù)若忽略空氣對(duì)射線的散射和吸收，則穿過(guò)厚度為dl的物質(zhì)層后，窄束X、γ射線的衰減，符合簡(jiǎn)單的指數(shù)衰減規(guī)律：式中，μ是入射X、γ射線光子的線衰減系數(shù)，單位：m-1，表示：X、γ射線在物質(zhì)中穿行單位長(zhǎng)度路程時(shí)，其光子注量減少的份額：線衰減系數(shù)與光子的原子截面有以下關(guān)系：括號(hào)內(nèi)三項(xiàng)分別為光電效應(yīng)、康普頓散射和電子對(duì)產(chǎn)生的原子截面，是單位體積中物質(zhì)的原子數(shù)；為阿伏伽德羅常數(shù)，為摩爾質(zhì)量。質(zhì)量衰減系數(shù)：?jiǎn)挝唬簃2/kg

表示：X、γ射線在物質(zhì)中貫穿單位質(zhì)量厚度物質(zhì)時(shí)，其光子注量減少的份額。能量轉(zhuǎn)移系數(shù)線能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（m-1

）：質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（m2/kg）：表示：X、γ射線在物質(zhì)中穿行單位路程或質(zhì)量厚度時(shí)，光子能量向次級(jí)電子轉(zhuǎn)移的份額。

線能量轉(zhuǎn)移系數(shù)，與光子的原子截面有如下關(guān)系：能量吸收系數(shù)能量吸收系數(shù)（m-1

）：質(zhì)量能量吸收系數(shù)（m2/kg）：其中，g為次級(jí)電子慢化過(guò)程中，其能量輻射損失的份額。線能量吸收系數(shù)μen

、質(zhì)量能量吸收系數(shù)μen/ρ的劑量學(xué)含意是：X、γ射線在物質(zhì)中穿行單位路程時(shí)，光子能量向次級(jí)電子轉(zhuǎn)移，且通過(guò)次級(jí)電子的電離、激發(fā)過(guò)程被物質(zhì)吸收的份額。/tr/en/區(qū)別和聯(lián)系/：反映入射的射線與物質(zhì)相互作用的總幾率。tr/：這些過(guò)程中光子能量轉(zhuǎn)移給次級(jí)帶電粒子的那部分分額的總和。en/：表示扣除軔致輻射后，入射光子能量真正被物質(zhì)吸收的那部分份額的總和。三個(gè)系數(shù)分別量度有多大比例光子參與了相互作用，能量有多大比例轉(zhuǎn)移給次級(jí)帶電粒子，又有多大比例真正被物質(zhì)吸收了。3.2.2基本劑量學(xué)量一、吸收劑量

二、比釋動(dòng)能三、輻射平衡

一、吸收劑量和吸收劑量率1、吸收劑量（absorbeddose）D的定義：是T時(shí)間內(nèi)，電離輻射授予r點(diǎn)處質(zhì)量為dm物質(zhì)的平均輻射能量。

吸收劑量，與受照物質(zhì)的形狀、大小以及關(guān)注的位置密切相關(guān)。SI單位：J·kg-1專名戈瑞（Gy）過(guò)去常用單位：拉德（rad）1Gy=100rad2、吸收劑量率（absorbeddoserate）D（t）＝dD/dt

單位：Gy/s或rad/s二、比釋動(dòng)能定義：

dEtr（T，r）是T時(shí)間內(nèi)，輻射場(chǎng)r點(diǎn)處，不帶電粒子在質(zhì)量為dm的物質(zhì)中，因相互作用過(guò)程釋出的所有帶電粒子初始動(dòng)能的總和。簡(jiǎn)言之，比釋動(dòng)能就是不帶電粒子在單位質(zhì)量物質(zhì)中，向次級(jí)帶電粒子轉(zhuǎn)移的能量。SI單位：J·kg-1

專名戈瑞gray符號(hào)Gy過(guò)去沿用的專用單位：拉德（rad）或（rd）

1rad=10-2Gy.出于實(shí)際需要，依次級(jí)電子的能量歸宿，光子的比釋動(dòng)能K(T,r)分為兩個(gè)組分：碰撞比釋動(dòng)能Kc（T,γ）和輻射比釋動(dòng)能Kγ（T,γ）：若次級(jí)電子能量輻射損失的平均份額為，則：光子的碰撞比釋動(dòng)能是單位質(zhì)量物質(zhì)中，光子釋出的所有次級(jí)電子的初始動(dòng)能，而后以電離、激發(fā)方式損失的能量總和。必須注意的是，按定義，比釋動(dòng)能、碰撞比釋動(dòng)能、乃至輻射比釋動(dòng)能，只用于不帶電的電離輻射（中子和光子）。三、輻射平衡定義：若由每一種給定能量、特定類型的電離粒子從輻射場(chǎng)某點(diǎn)一個(gè)無(wú)限小體積內(nèi)帶走輻射能的期望值（），與相同能量、同類粒子帶進(jìn)該體積的輻射能的期望值（）正好相等，則稱：輻射場(chǎng)這一點(diǎn)存在了“輻射平衡”（RE）。簡(jiǎn)言之，輻射平衡下，進(jìn)入輻射場(chǎng)某點(diǎn)一個(gè)無(wú)限小體積的輻射能，正好補(bǔ)償離開(kāi)該體積的輻射能：1、“完全輻射平衡”所謂“完全輻射平衡”，就是：每一種輻射成分，帶進(jìn)輻射場(chǎng)某點(diǎn)一個(gè)無(wú)限小體積的輻射能，能夠充分補(bǔ)償同類輻射成分從該體積帶走的輻射能；于是，所關(guān)心的體積內(nèi)，便同時(shí)存在各類輻射成分的平衡。內(nèi)照射情況下，如果器官、組織內(nèi)均勻分布了α、β放射性核素，那么，相關(guān)器官、組織內(nèi)，將會(huì)有相當(dāng)好的完全輻射平衡情況；除非所關(guān)心的位置，離開(kāi)器官、組織邊界太近，距離小于α、β粒子的最大射程。2、帶電粒子平衡CPE

（chargedparticleequilibrium）

帶電粒子平衡示意圖pBAd△v

均勻場(chǎng)均勻介質(zhì)

CPE條件下，關(guān)注的體積內(nèi)，物質(zhì)吸收劑量D(T,r)，與相應(yīng)的碰撞比釋動(dòng)能Kc(T,r)，數(shù)值相等。r點(diǎn)處的吸收劑量值，可按下列方式取得：或者K(T,r)是總的比釋動(dòng)能；Ψ(T,r)是入射不帶電粒子的能量注量；則是物質(zhì)對(duì)不帶電粒子質(zhì)量能量吸收系數(shù)的平均值。照射量和照射量率（1）、照射量定義：X＝dQ/dmdQ的值是光子在質(zhì)量dm的空氣中釋放的全部電子完全被空氣阻止時(shí)，在空氣中所產(chǎn)生的一種符號(hào)的離子總電荷的絕對(duì)值。（并不包括dm體積內(nèi)由于軔致輻射而引起的電離電荷）P．X或rdm

圖2X或γ在空氣中的電離過(guò)程。o.（2）、定義說(shuō)明：1

，2，3（3）、SI單位：c·kg-1

無(wú)專名

照射量曾用單位：倫琴，符號(hào)R1R=2.58×10-4

c·kg-1

（4）、照射量率定義：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的照射量增量。

X＝dx/dt單位SI制，ckg-1s-1

曾用過(guò)的單位R·S-1D、K和X三者之向的關(guān)系1、吸收劑量與比釋動(dòng)能的關(guān)系：

CPE條件下：D=Kc2.吸收劑量和比釋動(dòng)能隨物質(zhì)深度的變化3、吸收劑量D與照射量X的關(guān)系：

D=

（W/e）aX=fX

在空氣中：D（Gy）=8.73×10-3

X（R）4．照射量X與空氣碰撞比釋動(dòng)能kca的關(guān)系：

X=Kc·a

（W/e）a5.照射量x與能量注量ψ的關(guān)系：

X=ψ·（μen/ρ）（e/W）

6.電離室的能量晌應(yīng)：

S（E）=〔（μen/ρ）m/（μen/ρ）a〕E3.3放射防護(hù)量和監(jiān)測(cè)實(shí)用量3.3.1放射防護(hù)量：一、基本放射防護(hù)量二、集體量和人均量一、基本放射防護(hù)量1、器官劑量，DT一個(gè)器官、組織T范圍內(nèi)的平均吸收劑量，定義為：其中，V是相關(guān)器官、組織范圍的體積；D(X,Y,Z)是該范圍內(nèi)質(zhì)量密度為ρ(X,Y,Z)的(X,Y,Z)點(diǎn)處的吸收劑量值。實(shí)際工作中，平均吸收劑量，常見(jiàn)寫作DT，單位：Gy。2、當(dāng)量劑量，HT器官、組織T的當(dāng)量劑量（equivalentdose）HT是，以各自輻射權(quán)重因子wR修正后，相關(guān)輻射對(duì)特定器官、組織T的劑量總和，亦即：其中，DT,R是器官、組織T或其特定靶區(qū)范圍內(nèi)，由輻射R產(chǎn)生的平均吸收劑量；wR是，與入射到人體或滯留于人體的放射性核素發(fā)出的第R種輻射相應(yīng)的，輻射權(quán)重因子，其實(shí)，是：依據(jù)第R種輻射的生物學(xué)效能，對(duì)器官、組織的平均劑量DT,R施加修正的一個(gè)因子。表3.1ICRP最新的輻射權(quán)重因子數(shù)值（2007）輻射類型wR光子1電子，μ子1質(zhì)子，帶電的π介子2α粒子、裂變碎片、重原子核

20中子En＜1MeV2.5+18.2×exp{-[ln(En)]2/6}1MeV≤En≤50MeV5.0+17.0×exp{-[ln(2En)]2/6}En＞50MeV2.5+3.25×exp{-[ln(0.04En)]2/6}輻射類型1990年推薦值2007年推薦值光子(X、γ射線)11電子和μ介子11質(zhì)子和帶電π介子5(沒(méi)有π介子)2α粒子、裂變碎片、重離子2020中子依中子能量分5個(gè)區(qū)間,分別為:5、1020、10、5能量En的連續(xù)函數(shù)2010-12-01輻射權(quán)重因子吉林大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院例如：肺受α射線照射的吸收劑量為：

D肺，α=1mGy=1mJ/kg，以α射線輻射權(quán)重因子修正后的肺劑量為：

H肺=wαD肺，α=20×1mJ/kg=20mJ/kg原來(lái)，肺的α射線劑量1mJ/kg，經(jīng)輻射權(quán)重因子修正后變成了20mJ/kg，也就是，以輻射權(quán)重因子wα計(jì)權(quán)修正后，已不再是α射線的吸收劑量，其含意是：為與1mJ/kgα射線吸收劑量，對(duì)肺組織造成的影響程度大致相仿，X、γ射線的吸收劑量，需要20mGy。正是這個(gè)緣故，為與吸收劑量相區(qū)別，特別，對(duì)當(dāng)量劑量HT的SI導(dǎo)出單位“J/kg”，賦于另一個(gè)專門名稱：希沃特（sievert）,國(guó)際代號(hào)：Sv（希）。當(dāng)量劑量HT的實(shí)質(zhì)就是：為與特定輻射對(duì)器官T造成的輻射影響程度相仿，低LET輻射需要的吸收劑量。放射防護(hù)評(píng)價(jià)中，當(dāng)量劑量HT的意義在于：對(duì)于特定器官T，無(wú)論對(duì)它造成照射的是何種輻射,只要當(dāng)量劑量HT值相同，該器官蒙受隨機(jī)性效應(yīng)的影響程度大致相仿。3、有效劑量，E有效劑量E是，以各自組織權(quán)重因子（tissueweightingfactor）wT計(jì)權(quán)修正后，人體相關(guān)器官、組織當(dāng)量劑量的總和，亦即：

wT是，與器官、組織T相應(yīng)的組織權(quán)重因子；它是依器官、組織隨機(jī)性效應(yīng)的輻射敏感性，對(duì)器官當(dāng)量劑量施加修正的一個(gè)因子。

wT的實(shí)質(zhì)是：全身各器官均勻受到相同當(dāng)量劑量照射時(shí)，個(gè)人蒙受的隨機(jī)性健康危害中，T器官所占的份額。表3.2ICRP最新的組織權(quán)重因子值（2007）器官、組織涉及的器官組織數(shù)目wT合計(jì)肺、胃、結(jié)腸、紅骨髓、乳腺、其余組織60.120.72性腺(卵巢、睪丸)20.080.08食道、膀胱、肝、甲狀腺40.040.16骨表面、皮膚、腦、唾液腺40.010.04全身151.00

組織或器官1990年推薦值2007年推薦值

紅骨髓、結(jié)腸、肺、胃0.120.12

乳腺0.050.12

其余組織

0.05(只規(guī)定10個(gè)組織進(jìn)行計(jì)算)0.12(分男女各取13個(gè)組織)*

性腺0.200.08

膀胱、食道、肝、甲狀腺0.050.04

骨表面、腦、唾液腺、皮膚0.01(沒(méi)有規(guī)定腦和唾液腺)0.01

組織權(quán)重因子WT吉林大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院放射防護(hù)評(píng)價(jià)中，有效劑量E的意義在于：放射防護(hù)關(guān)注的低劑量率、小劑量范圍內(nèi)，無(wú)論哪種照射情況（外照射、內(nèi)照射、全身照射抑或局部照射），只要有效劑量值相等，人體蒙受的隨機(jī)性健康危害，程度大致相仿。包括有效劑量在內(nèi)，放射防護(hù)量，都無(wú)法直接測(cè)量，只能根據(jù)外照射的輻射場(chǎng)量、內(nèi)照射的放射性核素?cái)z入量進(jìn)行計(jì)算，或者通過(guò)其它可以測(cè)量的那些量來(lái)加以估計(jì)。為規(guī)范有效劑量計(jì)算，ICRP規(guī)定了劑量計(jì)算的參考人數(shù)學(xué)模型，提出了具體計(jì)算有效劑量的程序和公式。有效劑量，主要，也是最基本的用途是，論證照射情況是否遵循放射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。輻射事故情況下，如果出現(xiàn)組織反應(yīng)，絕不能依據(jù)有效劑量，評(píng)估效應(yīng)程度、計(jì)劃必要行動(dòng)。此時(shí)，必須估計(jì)：組織反應(yīng)所在的那些器官、組織的吸收劑量；如果該吸收劑量是由高LET輻射引起的，則要用與組織反應(yīng)對(duì)應(yīng)的相對(duì)生物效應(yīng)（RBE）對(duì)劑量計(jì)權(quán)，即計(jì)算：RBE·D

。這里，RBE不僅依賴輻射的類型和能量，而且與照射當(dāng)時(shí)劑量的分布有關(guān)。4、待積量器官、組織的待積當(dāng)量劑量是，單次攝入放射性核素后，時(shí)間內(nèi),器官、組織當(dāng)量劑量的累計(jì)值：其中，是，t0時(shí)刻攝入放射性核素，在此后的t時(shí)刻，對(duì)器官、組織T所致的當(dāng)量劑量率；劑量的累計(jì)時(shí)間τ取:成人50年、兒童70年。待積有效劑量E(τ)是，經(jīng)組織權(quán)重因子wT計(jì)權(quán)修正后，受照人體相關(guān)器官、組織的待積當(dāng)量劑量值的總和:內(nèi)照射情況下，人體蒙受的隨機(jī)性健康危害的程度，與待積有效劑量成正比。待積量的單位，依然是Sv。二、集體量和人均量輻射實(shí)踐系指，使人類受照水平、受照可能性或受照人數(shù)額外增加的社會(huì)活動(dòng)；例如：核武器制造、原子能發(fā)電、放射性同位素的生產(chǎn)和應(yīng)用，等等。放射防護(hù)的任務(wù)，不僅在于保護(hù)個(gè)人，還要減少、優(yōu)化輻射實(shí)踐涉及的職業(yè)人員、公眾成員受到的照射；力求從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)角度言，使：放射防護(hù)的收益，與為之付出的代價(jià)恰如其分，正好相抵，成為最佳組合，即所謂：“防護(hù)的最優(yōu)化”。為評(píng)估特定輻射實(shí)踐對(duì)受照群體造成的影響，便于放射防護(hù)的代價(jià)-利益分析，作為放射防護(hù)最優(yōu)化的工具，放射防護(hù)領(lǐng)域引用了“集體量”。輻射實(shí)踐防護(hù)最優(yōu)化集體量對(duì)于同一輻射實(shí)踐，由于所處地理位置不同、生活習(xí)慣差異，受照群體中，不同個(gè)體未必都會(huì)受到相同水平的照射。例如，特定Δt時(shí)間內(nèi)，受照群體中，有效劑量介于E至E+dE的個(gè)體人數(shù)是dN/dE，則相關(guān)時(shí)間內(nèi)群體的集體有效劑量SE(E1，E2，Δt)定義為：其中，E1，E2是集體劑量累加的劑量范圍。需注意，計(jì)算中，劑量累加的下限E1，不得低于10μSv/a。Δt時(shí)間內(nèi)，有效劑量處于劑量段的人數(shù)為：不難看出，集體劑量，其實(shí)是，受照群體中，以人數(shù)計(jì)權(quán)后，個(gè)體劑量的總和。集體劑量的單位是：man·Sv（人希）。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，給出集體劑量數(shù)值時(shí)，必須同時(shí)說(shuō)明：相關(guān)的輻射實(shí)踐、涉及的時(shí)間范圍Δt和該時(shí)間范圍內(nèi)群體的人數(shù)N。因?yàn)樾∪巳捍髣┝?、大人群小劑量，可能?duì)應(yīng)相同的集體劑量值，所以，為有效識(shí)別、保護(hù)受到高水平照射的亞群，給出集體量的同時(shí)，還宜給出：各個(gè)劑量、時(shí)間、年齡、地域段甚至每個(gè)性別的人均劑量。例如，Δt時(shí)間內(nèi)，有效劑量處于E1~E2劑量段的人均有效劑量為：3.3.2外照射監(jiān)測(cè)實(shí)用量:一、基本概念二、實(shí)用量一、基本概念1、輻射測(cè)量設(shè)備的響應(yīng)：輻射測(cè)量設(shè)備的響應(yīng)是指，設(shè)備對(duì)“待測(cè)量”的讀數(shù)，與“待測(cè)量”真值的比值。輻射測(cè)量設(shè)備的能量響應(yīng)則是，其響應(yīng)隨入射輻射能量變化的趨勢(shì)。如果該變化是常量，則稱設(shè)備的能量響應(yīng)是均勻的，否則是非均勻的。能量響應(yīng)的均勻性是輻射測(cè)量設(shè)備性能優(yōu)劣程度的重要標(biāo)志。輻射監(jiān)測(cè)儀的方向響應(yīng)是指輻射測(cè)量設(shè)備響應(yīng)隨輻射入射方向變化的趨勢(shì)。如果該變化是常量，則稱設(shè)備的方向響應(yīng)是各向同性的，否則是各向異性的。若隨輻射入射方向變化，監(jiān)測(cè)儀的方向響應(yīng)與軟組織吸收劑量具有雷同的變化趨勢(shì)，則稱設(shè)備的方向響應(yīng)與軟組織劑量是等方向的。對(duì)設(shè)備方向響應(yīng)的要求，將隨“待測(cè)量”種類的變更而改變。特定照射條件下，照射的控制，常有一個(gè)主要的制約因素，例如：人體受到能量低于20keV光子的全身照射時(shí)，只要皮膚當(dāng)量劑量低于劑量限值，則有效劑量也將遵從相應(yīng)的限值。若特定照射條件下，皮膚、眼晶體當(dāng)量劑量占相應(yīng)限值的份額為f

皮膚或眼晶體，有效劑量占有效劑量限值的份額為f

有效。則當(dāng)f皮膚或眼晶體≥f有效時(shí),稱入射輻射為：“弱貫穿輻射”；當(dāng)f皮膚或眼晶體

<f有效時(shí)，稱入射輻射為：“強(qiáng)貫穿輻射”。2、強(qiáng)貫穿輻射和弱貫穿輻射強(qiáng)、弱貫穿輻射的界定，不是絕對(duì)的，會(huì)因照射條件的變化而改變。能量低于20keV的光子、能量低于2MeV的電子或β輻射，通常便視為:弱貫穿輻射；中子，則總視為:強(qiáng)貫穿輻射。3、品質(zhì)因子和劑量當(dāng)量輻射的品質(zhì)因子Q是：依據(jù)授予物質(zhì)能量的帶電粒子的生物學(xué)效能RBE，對(duì)特定位置上軟組織吸收劑量施加修正的一個(gè)權(quán)重。按ICRP(1990)建議，品質(zhì)因子Q與帶電粒子在水中的傳能線密度L(keV/μm)，有下列數(shù)值依賴關(guān)系：Q(L)=1(當(dāng)L≤10)0.32·L-2.2(當(dāng)10＜L＜100)300·L-0.5≥(當(dāng)L≥100)組織中所關(guān)注一點(diǎn)r處的劑量當(dāng)量H(r)是同一點(diǎn)處軟組織吸收劑量D(r)與該點(diǎn)處輻射品質(zhì)因子的Q(r)乘積:

即：劑量當(dāng)量H(r)是:經(jīng)同一點(diǎn)處輻射品質(zhì)因子Q(r)計(jì)權(quán)修正后，受照軟組織的吸收劑量。劑量當(dāng)量的SI單位是：J/kg，專門名稱亦為：Sv。注意：常規(guī)的放射防護(hù)場(chǎng)合，切不用于已造成大劑量急性照射的事故情況。4、擴(kuò)展場(chǎng)和齊向擴(kuò)展場(chǎng)擴(kuò)展場(chǎng)和齊向擴(kuò)展場(chǎng)是，為定義場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè)的實(shí)用量，而引入的兩個(gè)虛擬輻射場(chǎng)。若某一空間體積V內(nèi)，每一點(diǎn)上的粒子注量的譜、角分布,與所關(guān)注的輻射場(chǎng)r點(diǎn)處的粒子注量的譜、角分布均相同,即：ΦΩ,E(體積V中的每一點(diǎn))=ΦΩ,E（r），則稱空間體積內(nèi)存在的輻射場(chǎng)為與上述點(diǎn)相應(yīng)的擴(kuò)展場(chǎng)。若與r點(diǎn)相應(yīng)的擴(kuò)展場(chǎng)內(nèi)，粒子都是朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的，則稱空間體積V內(nèi)存在的輻射場(chǎng)為與r點(diǎn)相應(yīng)的齊向擴(kuò)展場(chǎng)。5、體模與ICRU球體模是模擬人體對(duì)入射輻射散射、吸收特性的一類物體。ICRU球是：由軟組織等效物質(zhì)構(gòu)成的直徑為30cm的一個(gè)球體，系模擬人體軀干的一種體模。因?yàn)樗怯蓢?guó)際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)最先提出的，故放射防護(hù)領(lǐng)域稱之為“ICRU球”。ICRU球軟組織等效物質(zhì)的元素質(zhì)量百分比分別是：氫10.1、碳11.1、氮2.6、氧76.2。二、實(shí)用量1．周圍劑量當(dāng)量

輻射場(chǎng)r點(diǎn)處的周圍劑量當(dāng)量H*(d)是與r點(diǎn)實(shí)際輻射場(chǎng)相應(yīng)的齊向擴(kuò)展場(chǎng)