輻射防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)

10輻射防護(hù)輻射量的定義、單位和標(biāo)準(zhǔn)Xγ射線的輻射量分為電離輻射常用輻射量和輻射防護(hù)常用輻射量?jī)深?。前者包括照耀量、比釋?dòng)能、吸取劑量等。后者包括當(dāng)量劑量、有效劑量等。所謂“劑量”是指某一對(duì)象接收或“吸取”的輻射的一種度量。描述電離輻射的常用輻射量和單位1、照耀量照耀量的定義和單位照耀量是用來(lái)表征χ射線或γ射線對(duì)空氣電離本領(lǐng)大小的物理量。定義：所謂照耀量是指χ射線或γ射線的光子在單位質(zhì)量的空氣中釋放出來(lái)的全部電次級(jí)電子〔負(fù)電子或正電子種符號(hào)的〔帶正電或負(fù)電的〕dQdm的所得PdQdmdQ——當(dāng)光子產(chǎn)生的全部電子被阻擋于空氣中時(shí)，在空氣中所形成的任何一種符號(hào)的離子總電荷量確實(shí)定值?！w積球的空氣質(zhì)量用圖表示1立方厘米的枯燥空氣，其質(zhì)量為0.001293克，這些次級(jí)電子是光子從0.0012930.0012930.001293在內(nèi)。照耀量〔Ρ〕的SI單位為庫(kù)侖/千克，用稱號(hào)CKg 1表示，沿用的專用單位為倫琴，用字母R1〔0℃，1〕11〔2.083×109對(duì)離子〕11=3.33×10-10庫(kù)倫33

枯燥空氣質(zhì)量為0.001293克=1.293×10-6千克3.3310101倫= =2.58×10-4庫(kù)倫/千克1.293106負(fù)〕4.8×10-10靜電單位，111/4.8×10-10=2.083×109對(duì)離子。照耀量只適用于χ、γ3MV照耀量率的定義和單位dp dt

dp

除以 所得的商即： dt

SI/CKg1h1或倫/〔Rh

1、倫/秒〔RS

1〕2、比釋動(dòng)能帶電粒子的初始動(dòng)能的總和。dE tdmdEt——不帶電粒子在質(zhì)量dm的某一物質(zhì)內(nèi)釋放出來(lái)的全部帶電粒子的初始動(dòng)能的總和。比釋動(dòng)能只適用于、γ，但適用于各種物質(zhì)。單位：焦耳/千克〔J·kg-1〕〔Gy〕1Gy=1Kg1J的輻射能量即：1Gy1JKg1。毫戈瑞mGy、微戈瑞Gy，

1Gy103mGy106Gy

rad

：1rad102Gy比釋動(dòng)能率的定義和單位

ddt單位：戈瑞/秒Gys13、吸取劑量吸取劑量的定義和單位吸取劑量是用來(lái)表征受照物體吸取電離輻射能量程度的一個(gè)物理量。定義：任何電離輻射，授予質(zhì)量為dm的質(zhì)量的平均能量d 除以dm的所得的商，即：Dd dm式中 為平均授予能，或者說(shuō)：電離輻射傳給單位質(zhì)量的被照耀物質(zhì)的能量叫吸取劑種類。它適用于任何電離輻射和任何被照耀的物質(zhì)。吸取劑量〔D〕的單位和比釋動(dòng)能一樣，SI單位是焦耳千克-1表示，其特定名稱為戈瑞〔Gy〕沿用單位為拉德〔rad〕1=1/千克=100吸取劑量率的定義和單位吸取劑量率〔〕dt吸取劑量的增量dD除以該時(shí)間間隔dt所得的商即：dD/dt，吸取劑量率的單位：戈瑞/時(shí)、毫戈瑞/時(shí)〔mGy/h〕4、照耀量、比釋動(dòng)能、吸取劑量的聯(lián)系和區(qū)分照耀量和比釋動(dòng)能的關(guān)系：射線照耀空氣時(shí)，假設(shè)無(wú)視次級(jí)電子能量轉(zhuǎn)移成熱能和輻射能的局部即認(rèn)為在量Ρ和比釋動(dòng)能ΚΚ=3372Ρ33.72eVXr在空氣中的平均電離能。公式中照耀量Ρ的單位庫(kù)侖/千克單位為戈瑞〔Gy〕

CKg1

、比釋動(dòng)能Κ的Χ射線的照耀量Ρ1.29×104CKg1Κ是多少？1.29104 33.271.610191.61019比釋動(dòng)能和吸取劑量的關(guān)系

33.271.29104

4.35103Gy比釋動(dòng)能和吸取劑量分別反映物質(zhì)吸取電離輻射的二個(gè)階段。對(duì)于肯定質(zhì)量dm的dr物質(zhì)，不帶電粒子轉(zhuǎn)移給次級(jí)電子的平均能量d 與物質(zhì)吸取能量ddrΚDtrd d Ddm dmtr

相等，則比釋射損失可以無(wú)視不計(jì)。照耀量和吸取劑量的關(guān)系：A、將空氣中某點(diǎn)的照耀量換算成該點(diǎn)空氣的吸取劑量?？誅空

33.72空D——吸取劑量〔戈瑞〕空P——空氣的照耀量〔庫(kù)侖/千克〕空D空

8.69103空D——空氣的吸取劑量〔戈瑞〕空P——空氣的照耀量〔庫(kù)侖〕空B、將空氣中某點(diǎn)的照耀量換算成該點(diǎn)被照耀物質(zhì)的吸取劑量D fP物質(zhì)D Gy P——CKg1f——轉(zhuǎn)換因子描述輻射防護(hù)的常用輻射量和單位：照耀量、比釋動(dòng)能及吸取劑量之間的關(guān)系：輻射量種類 照耀量Ρ劑量的含義 表征χγ在關(guān)心的體積內(nèi)用于電離空氣的能量

比釋動(dòng)能Κ表征χγ在所關(guān)心的體積內(nèi)交給帶電粒子的能量

吸取劑量D量適輻射場(chǎng)χ、γ不帶電粒子電離輻射用范圍介質(zhì)空氣任何物質(zhì)任何物質(zhì)單位CKg1Gy、radGy、rad換算關(guān)系1CKg13.877103R1Gy102rad1Gy102rad1、當(dāng)量劑量和單位HT個(gè)因子叫做輻射權(quán)重因子W 對(duì)不同種類和能量的輻射進(jìn)展修正用輻射權(quán)重R因子修正吸取劑量叫當(dāng)量劑量。在輻射防護(hù)中，我們關(guān)心的往往不是受照體某點(diǎn)的吸取劑量，而是某個(gè)器官或組的。用輻射權(quán)重因子修正的平均吸取劑量即為當(dāng)量劑量。T,R對(duì)于某種輻射R在某個(gè)組織或器官T中的當(dāng)量劑量T,RH D WT,R T,R R式中：W R——輻射R的輻射權(quán)重因子DT,RRT假設(shè)某一器官或組織受到幾種不同種類和能量的輻射的照耀，則應(yīng)分別將吸取劑量用不同的WR所對(duì)應(yīng)的輻射種類進(jìn)展修正，而后相加即可得出總的當(dāng)量劑量。對(duì)于受到多種輻射的組織或器官其當(dāng)量劑量應(yīng)表示為：H WT R

DT,R特定種類和能量的輻射在小劑量時(shí)誘發(fā)生物效應(yīng)的機(jī)率大小。χ、γ射線不管其能量大小其輻射權(quán)重因子W當(dāng)量劑量的單位由于W 是無(wú)量綱的，當(dāng)量劑量的SI單位為JR

＝1RKg1，專用名稱為希沃特S，VV因此，1SV

1JKg

1。VV此外還有毫希沃特〔mS〕和微希沃特〔μS〕VV2、當(dāng)量劑量率及單位

1S 103mSV V

106SV 是單位時(shí)間內(nèi)的當(dāng)量劑量。SI單位為希沃特﹒秒-1〔S T V

1〕3、有效劑量組織權(quán)重因子：輻射防護(hù)中通常遇到的狀況是小劑量慢性照耀，在這種狀況下引起的輻射效應(yīng)主TW表示。T每個(gè)W均小于1，對(duì)射線越敏感的組織，W越大，全部組織的權(quán)重因子的總和為1。T T有效劑量及單位：經(jīng)過(guò)組織權(quán)重因子WT

加權(quán)修正后的當(dāng)量劑量稱為有效劑量，用字母E表示。由于W為無(wú)量綱，所以EHJKg1，專用單位S通常在承受T T VW分別對(duì)相應(yīng)的器TE量的總和。用公式表示如下：E WHT TT由當(dāng)量劑量定義可得到：H WDT R TRREWT

WDR TRT RHTTW TTRTE——有效劑量，單位：JKg1，稱為希沃特〔S 〕V460以“確定性效應(yīng)”取代“非隨機(jī)性效應(yīng)”為在輻射防護(hù)感興趣的低劑量范圍內(nèi)這種效應(yīng)的發(fā)生不存在劑量閾值。高則效應(yīng)的嚴(yán)峻程度愈大。進(jìn)一步明確吸取劑量定義：T吸取劑量均指某一組織或器官的平均吸取劑量〔D 〕單位JKg專用名稱：戈瑞T〔Gy〕對(duì)于隨機(jī)性效應(yīng)的概率，可以用平均劑量來(lái)指示：這主要基于這樣一種關(guān)系：即誘發(fā)某一個(gè)效應(yīng)的概率與劑量的關(guān)系是線性的，這在有限的范圍內(nèi)是合理的近似。分布是相當(dāng)均勻的，把平均吸取劑量直接用于確定性效應(yīng)是不貼切的。定義的放射防護(hù)劑量單位——當(dāng)量劑量HTR

D WTR RHDQND——吸取劑量Q——品質(zhì)因素劑量測(cè)定方法和儀器輻射監(jiān)測(cè)的內(nèi)容及分類：1、工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)透照室內(nèi)輻射場(chǎng)測(cè)定四周環(huán)境劑量場(chǎng)分布測(cè)定掌握區(qū)和監(jiān)視區(qū)劑量場(chǎng)分布測(cè)定安全措施，以便在正常工作條件下能有效掌握照耀劑量和防止?jié)撛谡找?。治理〕區(qū)：是指掌握區(qū)以外通常不需要實(shí)行特地防護(hù)手段和安全措施，但要不斷檢查其職業(yè)照耀條件的區(qū)域?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：射線照相：掌握區(qū)邊界的空氣比釋動(dòng)能率40Gyh1來(lái)劃分。2.5Gyh1來(lái)劃分。2、個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)GB18871-2023《電離輻射防護(hù)及輻射源安全根本標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)的三種狀況：對(duì)于任何在掌握區(qū)工作的工作人員有時(shí)進(jìn)入掌握區(qū)工作并可能受到顯著職業(yè)照耀的工作人員5mSv/a時(shí)間的資料對(duì)工作人員的職業(yè)照耀做出評(píng)價(jià)。對(duì)在監(jiān)視區(qū)或只間或進(jìn)入掌握區(qū)工作的工作人員，假設(shè)估量其職業(yè)照耀劑量在這種評(píng)價(jià)應(yīng)以個(gè)人監(jiān)測(cè)或工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)的結(jié)果為根底。1mSv/a劑量測(cè)定儀器的工作原理1、利用射線通過(guò)氣體時(shí)的電離效應(yīng)；2、利用射線通過(guò)某些固體時(shí)的電離和激發(fā)；3、利用射線對(duì)某種物質(zhì)的核反響或彈性碰撞所產(chǎn)生的易于探測(cè)的次級(jí)粒子；4、利用射線的能量在物質(zhì)中所產(chǎn)生的熱效應(yīng)；5、利用射線〔α、β等〕所帶的電荷；6、利用射線和物質(zhì)作用而產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng)。劑量?jī)x器的選擇及其校準(zhǔn)1、儀器的選擇監(jiān)測(cè)射線的種類儀器的能量響應(yīng)和測(cè)量范圍所謂能量響應(yīng)是指儀器的探測(cè)元件在不同能量χ、γ光子照耀下，同樣的照耀引起〔即讀數(shù)〕隨光子能量的變化。假設(shè)這種差異小就稱為能量響應(yīng)好或能量依靠性小。儀器的量程儀器使用條件和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量要求2、儀器的校準(zhǔn)準(zhǔn)確度：當(dāng)最大劑量當(dāng)量與最大容許劑量可以比較時(shí)，準(zhǔn)確度應(yīng)達(dá)±30%；3承受的；大的努力來(lái)提高輻射測(cè)量準(zhǔn)確度。場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè)儀器1、電離室巡測(cè)儀、G-M3、閃耀巡測(cè)儀個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀器1、個(gè)人劑量筆2、熱釋光劑量計(jì)輻射防護(hù)的原則、標(biāo)準(zhǔn)和輻射損傷機(jī)理輻射防護(hù)的目的和根本原理1〕防止有害確實(shí)定性效應(yīng)；1〕輻射實(shí)踐的正值化(justificationofradiologicalpractice);輻射防護(hù)的最優(yōu)化(optimisationofradiologicalprotection);個(gè)人劑量限值(individualdoseandriskslimits);劑量限值規(guī)定依據(jù)GB18771-2023《電離輻射防護(hù)與輻射源安全根本標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定：1、職業(yè)照耀劑量限值：應(yīng)對(duì)任何工作人員的職業(yè)水平進(jìn)展掌握，使之不超過(guò)下述限值：〔但不行作任何追溯性平均〕20mSv。b〕任何一年中的有效劑量：50mSv。c〕眼晶體的年當(dāng)量劑量：150mSv。d〕四肢〔手和足〕或皮膚年當(dāng)量劑量：500mSv。16-18過(guò)程中需要使用放射源的學(xué)生應(yīng)掌握其職業(yè)照耀使之不超過(guò)下述限值：a〕年有效劑量：6mSv。b〕眼晶體的年劑量：50mSv。c〕四肢或皮膚的年當(dāng)量劑量：150mSv。特別狀況照耀：依照審管部門(mén)的規(guī)定，可將劑量平均期由510此期間內(nèi)，任何工作人員所承受的平均有效劑量不應(yīng)超過(guò)20mSv，任何單一年份不應(yīng)超100mSv時(shí)，應(yīng)對(duì)這種狀況進(jìn)展審查。50mSv，臨時(shí)變52、公眾照耀劑量限值：a〕年有效劑量：1mSv。1mSv，則某一單一年份的有效劑量可5mSv。眼晶體的年當(dāng)量劑量：15mSv?！彩趾妥恪郴蚱つw年當(dāng)量劑量：50mSv。輻射損傷的機(jī)理：1、關(guān)于確定性效應(yīng)和隨機(jī)性效應(yīng)的進(jìn)一步說(shuō)明；確定性效應(yīng)：隨機(jī)性效應(yīng)：2、影響輻射損傷的因素：輻射性質(zhì)：劑量大?。簞┝柯蚀笮。赫找椒ǎ赫找课唬赫找娣e：3、輻射損傷的機(jī)理：射線的間接作用——游離基理論射線首先與細(xì)胞中的水起作用生成一種自由基〔游離基，再去破壞生物大分子導(dǎo)致細(xì)胞損傷。這個(gè)過(guò)程叫射線的間接作用。HO2輻射

HO2

次電子HOeH2

O2水的正、負(fù)離子不穩(wěn)定要分解：HO2

H OHOHH

HO HOH2OHHRHRHHRHR—生物大分子的自由基

2RHOHRHO2可見(jiàn)生物大分子遭到破壞引起的生物效應(yīng)。射線的直接作用3%以下的化合物受到幾十萬(wàn)倫的照耀時(shí)，才有可能產(chǎn)生直接作用。輻射防護(hù)的根本方法和防護(hù)計(jì)算輻射防護(hù)的根本方法距離防護(hù)——遠(yuǎn)離射線源。屏蔽防護(hù)——在射源和人體之間加一層屏蔽物。1、時(shí)間：劑量=劑量率×?xí)r間2、距離：在輻射源肯定時(shí)，照耀劑量或劑量率與距離平方成反比，即：D R21 2D R22 1

或DR21 1

DR22 2DR1 1DR2 2R11R223、屏蔽

IIeO

所受的射線強(qiáng)度將大大的減弱，直到降到安全劑量為止。屏蔽方式：固定式和活動(dòng)式屏蔽材料：鉛和混凝土為優(yōu)。照耀量的計(jì)算1、照耀量和毫克鐳當(dāng)量的關(guān)系：P8.4MtR2式中：P——照耀量〔R〕R——到射源的距離〔cm〕t——受照耀時(shí)間〔h〕8.4——1 毫克鐳當(dāng)量的γ源在空氣中距射源1cm處的照耀率為8.4R/h〔倫/時(shí)。

照耀率與毫克鐳當(dāng)量的關(guān)系：P

8.4MR2553=30005=500

30008.45002

0.1倫/時(shí)Pt5倫2、照耀量和居里的關(guān)系式：AtP

(R)R2式中：P——照耀量〔R〕A——放射性強(qiáng)度〔Ci〕——照耀率常數(shù)〔Rm2hCi〕到射源的距離〔m〕t——受照時(shí)間〔h〕照耀率和居里的關(guān)系：

AR2Co601.32921.57Cs1370.3222.30.39Tm1700.00140.0970.0017Ir1920.47232.90.56Se750.2013.90.02γ源名稱Rmγ源名稱Rm2 hCi106 Cm2 KghBqCigRe防護(hù)計(jì)算1、時(shí)間防護(hù)劑量=劑量率×?xí)r間0.025mSv/時(shí)，在不超過(guò)一周的最大允許劑量狀況下，問(wèn)工作人員每周最多只能工作幾小時(shí)？2、距離防護(hù)11DR211

DR22 21：今有一臺(tái)χ18.35mSv/h，以每天工作〔2〕102：210mSv/h〔1〕6？〔2〕假設(shè)工2083、屏蔽防護(hù)的近似計(jì)算利用半價(jià)層近似計(jì)算屏蔽層厚度。所謂半價(jià)層是指χ、γ射線照耀率或照耀量減弱d1/2表示。利用半價(jià)層計(jì)算屏蔽層厚度的公式：1II

2n Ion2n II InLg2Lg oI

nLg oI

Lg2dnd1/2式中：Io——屏蔽前的輻射線強(qiáng)度n——半價(jià)層個(gè)數(shù)——半價(jià)層厚度計(jì)算步驟：1、先求出屏蔽前的射線強(qiáng)度2、確定屏蔽后的安全劑量3n47—85dnd1/2例1：Co68源，強(qiáng)度為5Ci，工作地點(diǎn)離源6米，工作點(diǎn)的允許劑量為4.17毫倫/時(shí)，試計(jì)算在源與工作點(diǎn)之間需加防的厚度為多少？2〔1〕假設(shè)某物質(zhì)對(duì)某線質(zhì)的χ射線的=1.6mm，1/20什么？例3：某單位95年1月1日進(jìn)口了一臺(tái)Co60源，當(dāng)時(shí)的射源強(qiáng)度為50Ci，2023105每天的安全劑量為4.17/例4γ射線的能量為1.25MevPbPb？〔Pbμ=0.693/厘米〕5：1652.5，材料對(duì)該射線的6：Ir19215Ci，用來(lái)作球罐的周向曝光，該球外徑為10工