輻射劑量與防護(hù)rev

第1.3節(jié)劑量學(xué)基本概念

引言1.劑量學(xué)的研究對(duì)象：研究輻射能量在物質(zhì)中的轉(zhuǎn)移過(guò)程、能量沉積的分布以及它的測(cè)量和計(jì)算的方法。2.劑量防護(hù)學(xué)中（三類物理量）輻射量（Radiationquantities）Radiometricquantities（輻射計(jì)量學(xué)量）：描述輻射場(chǎng)自身固有特性。Dosimetricquantities（劑量學(xué)量）：描述輻射能量在物質(zhì)中的轉(zhuǎn)移和沉積（K、X、D）。Radiationprotectionquantities（輻射防護(hù)量）：用品質(zhì)因數(shù)加權(quán)的吸收劑量。當(dāng)前第1頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)1Ionizationradiationfield（電離輻射場(chǎng)）：電離輻射居留的空間。1、粒子數(shù)和輻射能Particlenumber（粒子數(shù)）N：發(fā)射、轉(zhuǎn)移或接受的粒子數(shù)目，單位是1。Radiantenergy（輻射能）R：發(fā)射、轉(zhuǎn)移或接受的輻射粒子的能量（不包括靜止能），單位是J。前節(jié)回顧當(dāng)前第2頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)2

2、通量、注量和注量率（1）Flux（通量）：表征輻射場(chǎng)中粒子或能量在時(shí)間上的頻繁程度。Particleflux（粒子通量），s-1Energyflux（能量通量），j.s-1

θda┴da（2）Fluence（注量）：表征輻射場(chǎng)的空間疏密程度。特例：?jiǎn)蜗蜉椛鋱?chǎng)當(dāng)前第3頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)3

3.角分布和輻射度Angulardistribution（角分布）：描述粒子入射方向的分布。當(dāng)前第4頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)4Energyradiance（能量輻射度）r：

單位：w.m-2.sr

-1Radiance（輻射度）：注量率的角分布Particleradiance（粒子輻射度）p：

P=當(dāng)前第5頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)54輻射度譜分布

pE,J(r)能揭示輻射場(chǎng)的最詳盡的內(nèi)涵，是完整的描述輻射場(chǎng)的一個(gè)輻射學(xué)量。當(dāng)前第6頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)65、相互作用系數(shù)A、帶電粒子（e、、重帶電粒子）總阻止本領(lǐng): 總線阻止本領(lǐng)帶電粒子通過(guò)物質(zhì)時(shí)在單位路程上損失的能量。－dE是dl距離上損失能量的數(shù)學(xué)期望值。總線阻止本領(lǐng)與帶電粒子的性質(zhì)（電荷、質(zhì)量、能量）和物質(zhì)的性質(zhì)（原子序數(shù)、密度）有關(guān)。去除物質(zhì)密度的影響可得到總質(zhì)量阻止本領(lǐng)公式：Jm-1Jm2kg-1當(dāng)前第7頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)7總質(zhì)量阻止本領(lǐng)描述帶電粒子在物質(zhì)中穿過(guò)單位路程時(shí)，因各種相互作用而損失的能量。它可分解為各種相互作用阻止本領(lǐng)之和。質(zhì)量輻射阻止本領(lǐng)（由非彈性輻射相互作用導(dǎo)致的初級(jí)帶電粒子的能量損失決定）質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng)（包括電離和激發(fā)對(duì)能量損失的貢獻(xiàn)）當(dāng)前第8頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)8B、不帶電粒子（X、、中子）質(zhì)量減弱系數(shù)（/）：描述物質(zhì)中入射不帶電粒子數(shù)目的減小，不涉及具體物理過(guò)程。單位：m2kg-1質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（tr/）：描述不帶電粒子穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，其能量轉(zhuǎn)移給帶電粒子數(shù)值。只涉及帶電粒子獲得的能量，而不涉及這些能量是否被物質(zhì)吸收。單位：m2kg-1質(zhì)量能量吸收系數(shù)（en/）：描述不帶電粒子穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，不帶電粒子被物質(zhì)吸收的能量。單位：m2kg-1當(dāng)次級(jí)帶電粒子動(dòng)能較小、物質(zhì)原子序數(shù)較低時(shí)，軔致輻射弱，g值接近于零，此時(shí)en/值近似tr/值。數(shù)值上：質(zhì)量減弱系數(shù)（/）>質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（tr/）>質(zhì)量能量吸收系數(shù)（en/）當(dāng)前第9頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)9本節(jié)主要內(nèi)容比釋動(dòng)能K(Kerma)

照射量X(Exposure)

吸收劑量D(AbsorbedDose)輻射平衡(RadiationBalance)

當(dāng)前第10頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)10一、比釋動(dòng)能K(Kerma)1.1描述對(duì)象：

不帶電粒子在物質(zhì)中傳遞能量過(guò)程：

第一階段：由不帶電粒子→次級(jí)帶電粒子（PE、CE、PP等）第二階段：次級(jí)帶電粒子→作用介質(zhì)（碰撞）

兩個(gè)階段的能量轉(zhuǎn)移發(fā)生在介質(zhì)中的不同地點(diǎn)

研究不帶電粒子在介質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)移，有必要對(duì)二個(gè)階段（過(guò)程）分別考慮

比釋動(dòng)能是描述不帶電粒子在物質(zhì)中轉(zhuǎn)移能量的第一階段的一個(gè)物理量當(dāng)前第11頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)11PP

電子對(duì)生成過(guò)程中反應(yīng)能為Q=-2mc2，mc2為正負(fù)電子的靜止質(zhì)量能。

1.2、Energytransferred（轉(zhuǎn)移能）εtr

(1)定義

在指定體積V內(nèi)由不帶電粒子釋放出來(lái)的所有帶電的電離離子初始動(dòng)能之和，用εtr表示，單位是J。當(dāng)前第12頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)121.2、Energytransferred（轉(zhuǎn)移能）εtr

(1)定義在指定體積V內(nèi)由不帶電粒子釋放出來(lái)的所有帶電的電離離子初始動(dòng)能之和，用εtr表示，單位是J。

電子對(duì)生成過(guò)程中反應(yīng)能為Q=-2mc2，mc2為正負(fù)電子的靜止質(zhì)量能。

PP+EA電子對(duì)中的正電子發(fā)生了湮沒(méi)，該情況下對(duì)出射光子的記錄是否需要統(tǒng)計(jì)光子對(duì)hν1、hν2？？？結(jié)論：不需要統(tǒng)計(jì)出射光子對(duì)能量，原因光子對(duì)能量來(lái)源于正電子，正電子能量屬于轉(zhuǎn)移能。當(dāng)前第13頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)13(3)εtr通用表示方法綜上分析:在指定體積中的轉(zhuǎn)移能εtr可表示為式中：∑Eu,in是進(jìn)入體積V的所有不帶電粒子的能量,但不包括帶電粒子的靜止能量。

∑Enγu,out是從體積V逸出的不帶電粒子的能量,但不包括不帶電粒子的靜止質(zhì)量能和次級(jí)帶電粒子動(dòng)能輻射損失逸出的部分。

∑Q是入射的不帶電粒子在體積V內(nèi)引起的任何核和基本粒子的轉(zhuǎn)變中,所有相關(guān)的核和基本粒子靜止質(zhì)量能改變(質(zhì)量減少時(shí)為正,增加時(shí)為負(fù))的總和。當(dāng)前第14頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)141.3、比釋動(dòng)能K(1)定義其中,是由不帶電粒子在質(zhì)量為的無(wú)限小體積內(nèi)釋放出來(lái)的所有帶電粒子的初始動(dòng)能之和(即轉(zhuǎn)移能)的期望值.單位:戈瑞(gray)，簡(jiǎn)寫(xiě)Gy，1Gy=1JKg-1;拉德(rad),1rad=10-2Gy。當(dāng)前第15頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)15(2)討論擴(kuò)展定義：比釋動(dòng)能K是感興趣點(diǎn)P處單位質(zhì)量介質(zhì)中轉(zhuǎn)移給帶電粒子的能量（動(dòng)能）的期望值，其中包括軔致輻射損失的能量，但不包括由一個(gè)帶電粒子轉(zhuǎn)移給另一個(gè)帶電粒子的能量。擴(kuò)展定義中帶電粒子的能量不僅包括不帶電粒子轉(zhuǎn)移給帶電粒子的初始動(dòng)能，還包括介質(zhì)內(nèi)分布的電離輻射源通過(guò)自發(fā)核轉(zhuǎn)變過(guò)程釋放的帶電粒子的初始動(dòng)能。εtr是一個(gè)隨機(jī)量（Stochasticquantity），但K是一個(gè)非隨機(jī)量（Nonstochasticquantity）。

隨機(jī)量：時(shí)空變化不連續(xù)，服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，觀測(cè)值不能預(yù)測(cè)，某一值出現(xiàn)的幾率可以由分布函數(shù)確定。當(dāng)前第16頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)161.4比釋動(dòng)能與注量的關(guān)系（TherelationshipofKermaandFluence）(1)對(duì)單能單向的不帶電粒子輻射場(chǎng)在體積元dadl中：當(dāng)前第17頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)17(2)對(duì)任意方向分布的單能不帶電粒子

ΦdV是不帶電粒子在小體積元dV內(nèi)的總徑跡長(zhǎng)度。顯然(3)對(duì)于各種不帶電粒子構(gòu)成的輻射場(chǎng)，且各種粒子存在譜分布ΦE,j和ΨE,j當(dāng)前第18頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)18(4)比釋動(dòng)能因子k（Kermafactor）

比釋動(dòng)能K通過(guò)比釋動(dòng)能因子k與不帶電粒子注量或其譜分布聯(lián)系起來(lái)。當(dāng)前第19頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)191.5碰撞比釋動(dòng)能Kc若定義：則：根據(jù)我們前面已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識(shí)，不帶電粒子轉(zhuǎn)移給帶電粒子的全部動(dòng)能中，最終損失于電離碰撞的那一部分所占的份額為：，則：對(duì)單能且只有一種不帶電粒子輻射場(chǎng)，有：特別對(duì)中子有：當(dāng)前第20頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)201.6比釋動(dòng)能率(Kermarate)(1)定義單位：JKg-1s-1或Gys-1或rads-1對(duì)單能不帶電粒子的輻射，有：當(dāng)前第21頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)21(2)空氣比釋動(dòng)能率常數(shù)Γδ（AirKerma-rateconstant）

單位活度的指定放射性核素點(diǎn)源在空氣中1m處釋放的光子產(chǎn)生的比釋能動(dòng)率。對(duì)于點(diǎn)源，活度為A，各粒子產(chǎn)額為ni,能量為hυi，則定義則有當(dāng)前第22頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)221.7不同介質(zhì)中的比釋動(dòng)能(1)含義(2)關(guān)系

rWVVrVK(V中r點(diǎn)）K（V中r點(diǎn)）當(dāng)前第23頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)23二、照射量

2.1照射量X(Exposure)(1)定義（Definition）dQ為光子在質(zhì)量為dm的空氣中釋放的全部電子（包括負(fù)電子和正電子）完全被空氣阻止時(shí)，在空氣中所產(chǎn)生的一種符號(hào)離子總電荷的絕對(duì)值。單位：C·kg-11R=2.58×10-4C·kg-1dm當(dāng)前第24頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)24照射量單位（歷史上使用的單位） 倫琴：在1倫琴X射線照射下，0.001293克空氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1立方厘米空氣的質(zhì)量）中釋放出來(lái)的次級(jí)電子，在空氣中總共產(chǎn)生電量各為1靜電單位的正離子和負(fù)離子。1R＝2.5810-4C/kg倫琴：Roentgenunit當(dāng)前第25頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)25(2)特性（properties）次級(jí)電子的軔致輻射被吸收而產(chǎn)生的電離電荷，不包括在dQ之內(nèi)；dm之外釋放的次級(jí)電子，在dm之內(nèi)產(chǎn)生的電離電荷，不包括在dQ之內(nèi)；

其中(e/W)a表示照射量是X或γ射線在空氣中的碰撞比釋動(dòng)能的電離當(dāng)量。當(dāng)前第26頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)26對(duì)于單能光子2.2照射量率（Exposurerate）(1)定義

單位：C·kg-1s-1或Rs-1=dX/dt對(duì)單能光子輻射場(chǎng):當(dāng)前第27頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)272.3X和值得說(shuō)明的問(wèn)題含義:自由空間或不同于空氣的材料內(nèi)某一點(diǎn)的照射量或照射量率的概念可以用空氣碰撞比釋功能Kc,a來(lái)取代照射量原因：a.由電離電荷量到能量的換算（乘以(w/e)a因子）很不方便b.Exposure的含義容易混c只適用于X、γ射線；d只對(duì)空氣；e測(cè)量時(shí)必須滿足電子平衡；f不能作為劑量的單位，歷史誤會(huì)。當(dāng)前第28頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)282.4照射量因子計(jì)算公式：照射量因子當(dāng)前第29頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)29[例：]137Cs源發(fā)射的射線能量為0.662MeV，離源1m處測(cè)得光子的注量率φ為1×107m-2·s-1，求該點(diǎn)的照射量率。解：由且得當(dāng)前第30頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)303.1授與能ε（energyimparted）

（1）能量沉積事件（energydepositionevent）由某個(gè)電離粒子或某組相關(guān)的電離粒子給指定沉積內(nèi)物質(zhì)授與能量的事件。

（2）.某一能量沉積事件的授與能ε

1某個(gè)電離粒子或某一組相關(guān)的電離粒子在指定體積V內(nèi)發(fā)生的所有的相互作用中沉積能之和。①定義②通用表達(dá)式三吸收劑量D（Absorbeddose）當(dāng)前第31頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)31hυBe+α13Chυe-En16O(n,αγ)13CEe’δ一次能量沉積事件的授與能示意圖Q=-2.215MeV當(dāng)前第32頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)323.1吸收劑量D（Absorbeddose）①.定義電離輻射授與質(zhì)量為dm的物質(zhì)的平均能量,與質(zhì)量dm內(nèi)發(fā)生的核轉(zhuǎn)變和輻射相互作用有關(guān)。

單位為：J.Kg-1(Gy)，也可用rad當(dāng)前第33頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)33電離輻射不帶電粒子自身提供的吸收劑量可以忽略（特定體積內(nèi)不帶電粒子引發(fā)的相互作用次數(shù)很少），絕大部分吸收劑量是通過(guò)次級(jí)帶電粒子提供的。帶電粒子δ粒子在特定區(qū)域沉積能量（吸收劑量）軔致輻射脫離特定區(qū)域退激特征X射線當(dāng)前第34頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)34特定時(shí)間內(nèi)，受照物質(zhì)中任何一點(diǎn)r處的吸收劑量D(r)，最終都是由到達(dá)該點(diǎn)的各類帶電粒子共同造成的，其簡(jiǎn)化表達(dá)式:D=Kcol,j：發(fā)生相互作用的帶電粒子與原子電子碰撞時(shí)損失的動(dòng)能中變?yōu)槌练e能（即不以δ粒子、俄歇電子、特征X射線或中和過(guò)程釋放的光子形式輻射出的能量）的份額吸收劑量的計(jì)算當(dāng)前第35頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)35思考題一個(gè)10MeVγ射線進(jìn)入體積V中并且遭遇了“電子對(duì)生成”這種類型的相互作用，由于這個(gè)相互作用，γ射線消失了，并產(chǎn)生能量相等的一個(gè)電子和一個(gè)正電子。在電子逃逸出體積之前，其動(dòng)能的一半消耗于碰撞相互作用中。正電子將在飛行中淹沒(méi)掉，在淹沒(méi)之前，其動(dòng)能的一半消耗于在體積V中所遭遇的碰撞相互作用。由正電子的淹沒(méi)而形成的光子將逃出體極V。求上述事件中：（1）轉(zhuǎn)移能為多大？（2）碰撞轉(zhuǎn)移能為多大？（3）授予能為多大？

當(dāng)前第36頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)36四輻射平衡與吸收劑量(1)完全輻射平衡（Completeradiationsequilibrium,CRE）定義輻射平衡dVRinRout當(dāng)前第37頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)37典型例子（a）PE=常數(shù)(b)介質(zhì)和源的均勻分布D的表達(dá)式表示輻射源每次核轉(zhuǎn)變相關(guān)聯(lián)的由靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)變成的輻射能的期望值當(dāng)前第38頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)38(2)帶電粒子平衡（chargedparticleequilibrium,CPE）定義：典型例子：a.PE，C處處相等；b.均勻的帶電粒子發(fā)射體V內(nèi)存在CPEc.均勻不帶電粒子輻射場(chǎng)照射，不帶電粒子釋放的帶電粒子對(duì)不帶電粒子輻射場(chǎng)，在CPE下當(dāng)前第39頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)39帶電粒子平衡：總能量平衡譜分布平衡每有一個(gè)帶電粒子從所考慮體積出來(lái)，就有一個(gè)相同類型、相同能量的帶電粒子從外面進(jìn)入，要求一一對(duì)應(yīng)。當(dāng)前第40頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)40平衡厚度（Equilibriumthickness，ET）不帶電粒子在某一體積元的物質(zhì)中，轉(zhuǎn)移給帶電粒子的平均能量，等于該體積元物質(zhì)所吸收的平均能量。發(fā)生在物質(zhì)層的厚度大于次級(jí)帶電粒子在其中的最大射程深度處。當(dāng)前第41頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)41帶電粒子平衡的條件：（1）離介質(zhì)邊界有一定距離，dRmax；（2）均勻照射條件；（3）介質(zhì)均勻條件：介質(zhì)對(duì)次級(jí)帶電粒子的阻止本領(lǐng)，對(duì)初級(jí)輻射的質(zhì)能吸收系數(shù)不變。帶電粒子平衡不成立：（1）輻射源附近；（2）兩種物質(zhì)的界面；（3）高能輻射。當(dāng)前第42頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)42帶電粒子平衡與準(zhǔn)平衡入射輻射在物質(zhì)中沒(méi)有衰減并存在帶電粒子平衡的情況入射輻射在物質(zhì)中有衰減從而出現(xiàn)帶電粒子準(zhǔn)平衡的情況當(dāng)前第43頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)43帶電粒子準(zhǔn)平衡受照物質(zhì)中，入射輻射總有衰減。如物質(zhì)受到均勻照射，暫且忽略散射光子影響，則隨物質(zhì)深度增加，其比釋動(dòng)能（K）、碰撞比釋動(dòng)能（Kc）和吸收劑量（D）變化如圖3-10所示。當(dāng)前第44頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)44帶電粒子準(zhǔn)平衡（chargedparticlequasi-equilibrium）峰值吸收劑量(peakdose，Dm）：受照物質(zhì)中最大的吸收劑量參考深度(referencedepth，dm）：受照物質(zhì)中峰值劑量所在深度電子積累或劑量建成（build-upofelectronordose)吸收劑量隨受照物質(zhì)深度增加而提升的一種趨勢(shì)，與之對(duì)應(yīng)的物質(zhì)層厚度稱為“電子積累區(qū)”或“劑量建成區(qū)”。隨受照物質(zhì)深度增加，吸收劑量值按比釋動(dòng)能、碰撞比釋動(dòng)能變化規(guī)律同步改變的一種趨勢(shì)。當(dāng)前第45頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)45比釋動(dòng)能與吸收劑量的關(guān)系：條件：帶電粒子平衡其中：對(duì)低能帶電粒子，韌致輻射可以忽略時(shí)，則D＝K一般在10-3~10-2之間當(dāng)前第46頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)46比釋動(dòng)能和吸收劑量概念的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織中吸收劑量的間接測(cè)量目的：γ射線：中子：注意譜的問(wèn)題，此外還需要進(jìn)行組織厚度的劑量修正當(dāng)前第47頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)47Dm－吸收劑量，Gy；fm－因子，J/C；X－照射量，C/kg.吸收劑量與照射量的關(guān)系Dm－吸收劑量，Gy；fm－因子，Gy/R；X－照射量，R.當(dāng)前第48頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)48當(dāng)前第49頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)49當(dāng)前第50頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)506.3吸收劑量、比釋動(dòng)能和照射量的區(qū)別當(dāng)前第51頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)51且電子平衡時(shí)當(dāng)前第52頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)52第四講輻射防護(hù)中使用的量劑量學(xué)量描述的內(nèi)容及特點(diǎn)1、電離輻射與物質(zhì)發(fā)生相互作用能量轉(zhuǎn)移多少，作用的強(qiáng)弱K,X;作用介質(zhì)接受能量大小D。2、特點(diǎn)沒(méi)有跟生物效應(yīng)相關(guān)聯(lián);沒(méi)有考慮輻射類型和能量對(duì)生物效應(yīng)的影響;沒(méi)有考慮受體對(duì)于輻射的相對(duì)敏感性。當(dāng)前第53頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)53

一、

與個(gè)體相關(guān)的輻射量1．

當(dāng)量劑量2．

有效劑量3．

待積當(dāng)量劑量與待積有效劑量二、

與群體相關(guān)的輻射量1．

集體當(dāng)量劑量2．

集體有效劑量三、用于環(huán)境和個(gè)人監(jiān)測(cè)的ICRU量輻射防護(hù)學(xué)量當(dāng)前第54頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)54器官劑量雖然受照物質(zhì)中每一點(diǎn)都有特定的吸收劑量，然而，為了放射防護(hù)目的，作為可以接受的近似方法，常取一段時(shí)間內(nèi)較大組織體積中吸收劑量的平均值。一個(gè)器官、組織T范圍內(nèi)的平均吸收劑量DT定義為：當(dāng)前第55頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)55一、

與個(gè)體相關(guān)的輻射量式中：WR－輻射權(quán)重因子；DT,R－器官、組織的平均劑量SI單位：希沃特，1Sv＝1J/kg歷史上曾使用過(guò)的單位：雷姆，1rem＝0.01Sv器官或組織T中的平均吸收劑量DT,R與輻射權(quán)重因子WR的乘積1．當(dāng)量劑量HT,R(equivalentdose)當(dāng)前第56頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)56輻射權(quán)重因子WR的值按照輻射在水中的傳能線密度（linearenergytransfer,LET）確定不同射線通過(guò)生物體（例如細(xì)胞時(shí)），由于其LET不同，所產(chǎn)生的電離事件的線性分布亦異。電離密度較大的輻射穿過(guò)此生物體時(shí)一次或多次擊中靶的幾率較大，而電離密度較小的輻射則中靶的幾率較小，甚至在通過(guò)靶時(shí)在靶內(nèi)不發(fā)生電離。1——射線；2——深部X射線；3——軟X射線；4——粒子當(dāng)前第57頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)57在放射生物學(xué)領(lǐng)域，用相對(duì)生物學(xué)效應(yīng)（RBE）表征輻射生物學(xué)效能的差異。特定輻射的RBE是相同照射下，參考輻射（通常是X、γ射線的）吸收劑量與產(chǎn)生相同效應(yīng)程度的特定輻射所用吸收劑量的比值。效應(yīng)RBEM效應(yīng)RBEM腫瘤誘發(fā)15~60染色體畸變40~50腫瘤所致壽命縮短15~45哺乳動(dòng)物遺傳效應(yīng)10~45細(xì)胞轉(zhuǎn)化35~70微核6~60表1裂變中子相對(duì)于60Coγ射線的RBEM值當(dāng)前第58頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)58輻射權(quán)重因子WR：為輻射防護(hù)目的，對(duì)吸收劑量乘以的因數(shù)，用以考慮不同類型的輻射對(duì)健康的相對(duì)危害效應(yīng)。（radiationweightingfactor）ICRP601997當(dāng)前第59頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)59輻射權(quán)重因子WR：為輻射防護(hù)目的，對(duì)吸收劑量乘以的因數(shù)，用以考慮不同類型的輻射對(duì)健康的相對(duì)危害效應(yīng)。（radiationweightingfactor）輻射種類與能量范圍輻射權(quán)重因子ωR光子1電子及μ介子1質(zhì)子及π介子2α粒子，裂變碎片，重離子20中子連續(xù)函數(shù)ICRP1032007輻射權(quán)重因子當(dāng)前第60頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)60中子輻射權(quán)重因子與能量計(jì)算公式當(dāng)前第61頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)612.有效劑量E式中：－組織T的權(quán)重因子；HT－器官或組織的當(dāng)量劑量SI單位：希沃特，1Sv＝1J/kg歷史上曾使用過(guò)的單位：雷姆，1rem＝0.01Sv當(dāng)所考慮的效應(yīng)是隨機(jī)效應(yīng)時(shí)，在全身受到不均勻照射的情況下，人體所有組織或器官的加權(quán)后的當(dāng)量劑量之和。(effectivedose)

WT當(dāng)前第62頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)62組織權(quán)重因子WT：（tissueweightingfactor）為輻射防護(hù)的目的，器官和組織的當(dāng)量劑量所乘的因數(shù)，乘以該因數(shù)是為了考慮不同器官和組織對(duì)發(fā)生輻射隨機(jī)性效應(yīng)的不同敏感性。ICRP601997當(dāng)前第63頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)63組織權(quán)重因子WT：（tissueweightingfactor）為輻射防護(hù)的目的，器官和組織的當(dāng)量劑量所乘的因數(shù)，乘以該因數(shù)是為了考慮不同器官和組織對(duì)發(fā)生輻射隨機(jī)性效應(yīng)的不同敏感性。組織或器官ωT∑ωT骨髓（紅），結(jié)腸，肺，胃，乳腺，其余組織*0.120.72性腺0.080.08膀胱，食道，肝，甲狀腺0.040.16骨表面，腦，唾液，皮膚0.010.04總計(jì)1.0組織權(quán)重因子（ICRP103，2007）*其余組織：腎上腺，外胸區(qū)，膽囊，心臟，腎，淋巴結(jié)，肌肉，口腔黏膜，胰腺，前列腺，小腸，脾，胸腺，子宮/子宮頸當(dāng)前第64頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)64概念理解當(dāng)量劑量針對(duì)某個(gè)器官或組織，是平均值；

有效劑量針對(duì)全身而言，取平均值。輻射權(quán)重因子描述了輻射類型、能量的不同對(duì)生物效應(yīng)的影響；

組織權(quán)重因子則描述了不同器官、組織對(duì)全身總危害的貢獻(xiàn)。當(dāng)前第65頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)65有效劑量主要用來(lái)對(duì)防護(hù)設(shè)計(jì)和優(yōu)化中的預(yù)期劑量進(jìn)行評(píng)價(jià)，衡量是否符合監(jiān)管劑量限值要求。針對(duì)參考人而非照個(gè)人進(jìn)行評(píng)價(jià)，不推薦用于流行病學(xué)估算，也不應(yīng)用于個(gè)人照射和危險(xiǎn)的詳細(xì)、專門(mén)回顧性調(diào)查。當(dāng)前第66頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)66包括有效劑量在內(nèi)，輻射防護(hù)量都無(wú)法直接測(cè)量，只能通過(guò)其他可以測(cè)量的那些量來(lái)加以估計(jì)，或者根據(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。有效劑量估算體外測(cè)量輻射防護(hù)實(shí)用量測(cè)量理論計(jì)算經(jīng)驗(yàn)近似公式蒙特卡羅計(jì)算方法當(dāng)前第67頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)673.待積當(dāng)量劑量（committedequivalentdose）與待積有效劑量（committedeffectivedose）待積當(dāng)量劑量待積有效劑量成年人－50年；兒童－70年人體單次攝入放射性物質(zhì)后，某一器官或組織在50年內(nèi)將要受到的累積的劑量當(dāng)量。當(dāng)前第68頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)68二、與群體相關(guān)的輻射量2.集體有效劑量SK：?jiǎn)挝唬喝讼Ｗ⒁猓簳r(shí)間、人群1.集體當(dāng)量劑量ST：受照群體每個(gè)成員的劑量當(dāng)量的總和。(collectiveequivalentdose)(collectiveeffectivedose)受照群體每個(gè)成員的有效劑量的總和。單位：人希當(dāng)前第69頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)69劑量負(fù)擔(dān)HC，T或EC劑量負(fù)擔(dān)HC，T或EC

由于某一指定事件，諸如單位實(shí)踐（例如一年的實(shí)踐）造成的人均劑量率（HT或E）在無(wú)限長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的積分。劑量負(fù)擔(dān)——某一指定事件，內(nèi)外照射都有，如核爆炸。當(dāng)前第70頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)70截尾劑量負(fù)擔(dān)在某種實(shí)踐以恒定（攝入）速率無(wú)限期進(jìn)行的情況下，指定人群未來(lái)的最大人均劑量率等于一年實(shí)踐造成的劑量負(fù)擔(dān)。如果該實(shí)踐只在某一事件間隔τ內(nèi)連續(xù)進(jìn)行，未來(lái)的最大年人均劑量將等于相應(yīng)的截尾劑量負(fù)擔(dān)。當(dāng)前第71頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)71三、用于環(huán)境和個(gè)人監(jiān)測(cè)的ICRU量外照射監(jiān)測(cè)中使用的劑量當(dāng)量在外照射情況下，為了將個(gè)人監(jiān)測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè)中得到的結(jié)果，與人體的有效劑量及皮膚當(dāng)量劑量聯(lián)系起來(lái)，國(guó)際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)（ICRU）定義四個(gè)運(yùn)用量是很有用的，即周圍劑量當(dāng)量、定向劑量當(dāng)量、深部個(gè)人劑量當(dāng)量和淺表個(gè)人劑量當(dāng)量。這些量都是基于ICRU球中某點(diǎn)處的劑量當(dāng)量而不是以當(dāng)量劑量的概念為依據(jù)[輻射在器官或組織中的當(dāng)量劑量定義為當(dāng)前第72頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)72輻射品質(zhì)因子（Q）是依據(jù)授予物質(zhì)能量的帶電粒子的相對(duì)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。Q值按照輻射在水中的傳能線密度（linearenergytransfer,LET）確定。3.1品質(zhì)因子和劑量當(dāng)量當(dāng)前第73頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)735MeV

5MeV電子5MeV

5MeVn當(dāng)前第74頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)74其中Q(r)是該處輻射品質(zhì)因子，D(r)同一點(diǎn)處軟組織吸收劑量。劑量當(dāng)量：劑量當(dāng)量（H（r）與當(dāng)量劑量的差別劑量當(dāng)量是與受照軟組織中特定一點(diǎn)r處的吸收劑量相關(guān)聯(lián)，實(shí)際中可測(cè)。當(dāng)量劑量是與器官、組織相關(guān)體積內(nèi)的平均吸收劑量相關(guān)聯(lián)，無(wú)法直接測(cè)量，僅用于評(píng)價(jià)、比較輻射的健康危害。當(dāng)前第75頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)753.2擴(kuò)展場(chǎng)和齊向擴(kuò)展場(chǎng)擴(kuò)展場(chǎng)(expandedfield）和齊向擴(kuò)展場(chǎng)(alignedexpandedfield)是為定義場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè)實(shí)用量而引入的兩個(gè)虛擬輻射場(chǎng)。擴(kuò)展場(chǎng)：若某一空間體積V內(nèi)，每一點(diǎn)上的粒子注量的譜、角分布與特定輻射場(chǎng)r點(diǎn)處的粒子注量的譜、角分布均相同，則稱空間體V內(nèi)存在的輻射場(chǎng)與上述r點(diǎn)相應(yīng)的擴(kuò)展場(chǎng)。當(dāng)前第76頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)76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)。當(dāng)前第77頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)77ICRU球：一個(gè)組織等效球形體模，球的直徑為30cm，密度1g/cm3，材料的質(zhì)量成分為氧76.2%、碳11.1%、氫10.1%、氮2.6%。稱ICRU球。所以ICRU球可用來(lái)模擬人體對(duì)輻射量最敏感的軀干部的受照情況，被規(guī)定為確定外部輻射源產(chǎn)生劑量的受體。

當(dāng)前第78頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)78為了環(huán)境和場(chǎng)所監(jiān)測(cè)的目的，引入二個(gè)概念把外部輻射場(chǎng)與有效劑量和皮膚當(dāng)量劑量聯(lián)系起來(lái)。第一個(gè)概念是適用于強(qiáng)貫穿輻射的周圍劑量當(dāng)量；第二個(gè)概念是適用于弱貫穿輻射的定向劑量當(dāng)量。這些用于監(jiān)測(cè)的劑量當(dāng)量均屬于實(shí)用量，它們具有可測(cè)性。

當(dāng)前第79頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)793.3.環(huán)境監(jiān)測(cè)周圍劑量當(dāng)量H*(d)：定向劑量當(dāng)量H(d,Ω)：輻射場(chǎng)中某點(diǎn)處的周圍劑量當(dāng)量H*(d)是相應(yīng)的擴(kuò)展齊向場(chǎng)在ICRU球內(nèi)、逆齊向場(chǎng)的半徑上深度d處產(chǎn)生的劑量當(dāng)量。對(duì)于強(qiáng)貫穿輻射，推薦d＝10mm。(ambientdoseequivalent)(directionaldoseequivalent)輻射場(chǎng)中某點(diǎn)處的周圍劑量當(dāng)量H(d,Ω)是相應(yīng)的擴(kuò)展場(chǎng)在ICRU球內(nèi)、沿指定方向Ω的半徑上深度d處產(chǎn)生的劑量當(dāng)量。對(duì)于弱貫穿輻射，推薦d＝0.07mm。值取0.07mm，這相當(dāng)于皮膚基底層的深度。

當(dāng)前第80頁(yè)\共有88頁(yè)\編于星期三\15點(diǎn)80實(shí)際的輻射場(chǎng)往往是錯(cuò)綜復(fù)雜的。如果已知輻射場(chǎng)中某參考點(diǎn)的注量及其能譜和角分布（它可能與其周圍的不同），設(shè)想將該點(diǎn)的輻射場(chǎng)參數(shù)擴(kuò)展到某一感興趣的區(qū)域或體積中，使該范圍內(nèi)的輻射場(chǎng)，即在其中的整個(gè)有關(guān)體積內(nèi)，注量及其角分布和能量分布處處與參考點(diǎn)的相同。這個(gè)輻射場(chǎng)就