三、輻射劑量與輻射防護中常用的量及其單位

輻射防護

姚紅英

2010/3/231一、日常生活中所遇到的輻射二、輻射方式及防護的方法三、輻射防護中常用的量及其單位四、輻射防護基本標準及評價五、電離輻射警示符號2一、日常生活中所遇到的輻射3人工輻射

生活中的輻射來源天然輻射天然輻射是人類的主要輻射來源，天然輻射不比人工輻射更可愛?？煽康慕y(tǒng)計數據顯示，日常生活中天然輻射占我們所接受劑量的85%，人工輻射約占15%。4天然輻射宇宙射線宇生放射性核素原生放射性核素

一般場所：天然本底為2.4mSv/a,

多為內照射(222Rn,60%)

天然本底照射人類活動引起的天然輻射的增加

5在任何一個大的群體中，約65％的人預期年有效劑量在1-3mSv之間，約25％的人預期年有效劑量小于1mSv，其余10％的人年有效劑量大于3mSv。個人劑量變化范圍很大。6使用空調對室內氡濃度的影響隨著人們生活水平的不斷提高，有些因素可導致居室中氡濃度的升高，使用空調就可能導致居室中氡濃度明顯增高，有的調查結果表明：使用空調的房間為35.9Bq/m3，沒有使用空調的房間為15.7Bq/m3，二者相差約1倍。7

天然輻射的組成8醫(yī)療輻射是最大的人工輻射來源，一般地區(qū)醫(yī)療輻射為天然輻射的20％；各種人工放射性核素，大約80％用于醫(yī)學目的。人工輻射

放射診斷

放射治療

核醫(yī)學

反應堆運行

后處理2.核電站3.核爆炸1.醫(yī)療輻射

放射性落下灰9人工輻射的組成10類型劑量水平(mSv)看電視每天2小時<0.01mSv/a夜光表0.02mSv/a乘飛機2000km0.005mSv/h眼鏡（局部）0.01～0.04mSv/a家用天然氣（局部）0.06～0.09mSv/a假牙（局部）1μSv/a吸煙每天20支（“釙彈”）0.5～1mSv/a診斷X射線人均年有效劑量0.3CT人均單次有效劑量8.6使用火力發(fā)電廠帶來的照射0.005核電站附近人均年有效劑量0.001-0.02核設施附近人均年有效劑量0.001-0.2表1日常生活中可能遇到的輻射11二、輻射作用人體的方式及防護1.外照射：是指輻射源位于人體外對人體造成的輻射照射，包括均勻全身照射、局部受照。

2.內照射：存在于人體內的放射性核素對人體造成的輻射照射稱為內照射。3.放射性核素的體表沾染：是指放射性核素沾染于人體表面(皮膚或粘膜)。沾染的放射性核素對沾染局部構成外照射源，同時尚可經過體表吸收進入血液構成體內照射。12射線對人體的作用根據目前的認識，大致可分為兩類：

有益的：人類生存條件之一，天然輻射提高免疫力、刺激作用。

有害的：大劑量照射時，可能得各種放射病。小劑量照射時，有三個大家關心的問題：遺傳、致癌、壽命。根據目前所掌握的知識來看，這些影響可忽略，可被接受。射線對人體作用時，有三種生化指標可能會發(fā)生變化：白血球、血小板、染色體。13外照射防護的基本原則

內外照射的特點

基本原則：盡量減少或避免射線從外部對人體的照射，使之所受照射不超過國家規(guī)定的劑量限值。照射方式輻射源類型危害方式常見致電離粒子照射特點內照射多見開放源電離、化學毒性α、β持續(xù)外照射多見封閉源電離高能β、質子、、X、n間斷14

（1）α射線是高速運動的氦原子核（又稱α粒子）組成的，所以它在磁場中的偏轉方向與正離子流相同。它的電離作用大，貫穿本領小。它在空氣中的射程只有幾個厘米。（2）β射線是高速運動的電子流，它的電離作用較小，貫穿本領較大,在空氣中的射程因其能量的不同而有較大差異，一般為幾米至十幾米。（3）γ射線是波長很短的電磁波，所以在磁場中不發(fā)生偏轉。它具有間接電離作用，貫穿本領很大,在空氣中的射程通常為幾百米。幾種常見射線的特點15α、β、γ射線的相對危害性

α射線穿透能力很弱，射程很短，天然放射性核素如鈾、釷等所放射出來的α粒子,在人體組織中只有幾十微米的射程，因而α射線對人體不存在外照射危害，但是由于α射線電離本領極強，因而α射線具有強電離和短射程的特點，這使得它對人體內照射危害較大，因此，如果α輻射體進入（吸入或食入等）人體,就有可能使人體某些組織器官受到損傷，如果α輻射體集中蓄積于某一部位時，該部位甚至有可能引起嚴重損傷，損傷程度取決于蓄積量多少及放射性核素種類，故應該特別注意防止α輻射物質進入體內。16

β射線比α射線具有較大的穿透能力，如在空氣中，β射線的射程可以達到幾米。大約70keV的β射線就能穿透人體皮膚角質層而使活組織受到傷害。因此，β射線對人體可以構成外照射危害。危害大小同β射線能量及通量密度等有關。但是β射線很容易被有機玻璃、塑料以及薄鋁片等材料屏蔽。較大劑量的β外照射可能使皮膚“灼傷”，使眼睛角膜引起損傷。17

γ射線的穿透本領與α、β射線比較起來要大得多，即使在離開放射源較遠的地方也可能使人體受到照射，所以在外照射防護中，最主要的防護因素之一是γ射線，操作時注意控制一定距離和時間，或者用原子序數較高的金屬材料如鐵、鉛或混凝土等做屏蔽材料進行防護。18

外照射防護的基本方法

外照射防護三要素：

時間距離屏蔽19[1]．時間防護(Time)

累積劑量與受照時間成正比

措施：充分準備，減少受照時間20[2]．距離防護(Distance)

照射率與距離的平方成反比

措施：

遠距離操作；

任何源不能直接用手操作；

注意β射線防護。21[3].屏蔽防護(Shielding)措施：

設置屏蔽體

屏蔽材料和厚度的選擇：輻射源的類型、射線能量、活度

2223三、輻射防護中常用的量

及其單位

輻射劑量學量：1.照射量X2.比釋動能K3.吸收劑量D輻射防護學量：4.與個體相關的輻射量

當量劑量H

有效劑量E24

1.照射量X定義：定義：

X、γ射線，在空氣中，單位體積 元內產生的全部電子均被阻留在空 氣中時，形成的總電荷除以該體積 元空氣質量。式中：

dQ

－在一個體積元的空氣中，產生的一 種符號的離子總電荷的絕對值；

dm－體積元內空氣的質量。照射量SI單位：C/kg庫倫/千克25

2.比釋動能K定義：間接帶電粒子在體積元內產生的所有帶電粒子的初始動能的和除以物質質量的商。SI單位：J/kg專門名稱戈［瑞］，1Gy=1J/kg式中，是不帶電粒子在質量dm的物質中釋出的全部帶電粒子的初始動能總和的平均值，它既包括這些帶電粒子在韌致輻射過程中放出的能量，也包括在該體積元內發(fā)生的次級過程所產生的任何帶電粒子的能量。

定義：（歷史上曾用單位：拉德，1rad

＝0.01Gy）26它也是一個與無限小體積相聯(lián)系的輻射量。在受照物質中每一點上都有它特定的比釋動能數值。所以在給出比釋動能數值時，也必須同時指出與該比釋動能相聯(lián)系的物質和在該物質的部位。比釋動能K應用條件對不帶電粒子適用；所有受照物適用；針對“點”的概念。27電離輻射授與某一體積元中物質的平均能量除以該體積元中物質的質量的商定義：3.吸收劑量D定義：（歷史上曾用單位：拉德，1rad＝0.01Gy）單位：戈瑞，1Gy

＝1J/kg28

對所有射線適用；適用于所有介質；針對“點”的概念。吸收劑量D的使用條件29式中：wR－輻射權重因子；DT,R－器官、組織的平均劑量（歷史上曾用單位：雷姆rem，1rem

＝0.01Sv

）

4.與個體相關的輻射防護量器官或組織T中的平均吸收劑量DT,R與輻射權重因子wR的乘積（1）當量劑量HT,R單位：希［沃特］，1Sv

＝1J/kg30（2）有效劑量E式中：wT－組織T的權重因子；HT－器官或組織的當量劑量當所考慮的效應是隨機效應時，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后的當量劑量之和。(effectivedose)31歷史上曾使用過的單位：雷姆，rem

1Sv

＝100rem

有效劑量表示了在非均勻照射下隨機性效應發(fā)生率與均勻照射下發(fā)生率相同時所對應的全身均勻照射的當量劑量。有效劑量也可表示為身體各器官或組織的雙疊加權的吸收劑量之和：意義：評價隨機效應的危險度，使輻射防護走向定量化。SI單位：希沃特，Sv1Sv

＝1J/kg32

組織權重因子wT

（tissueweightingfactor）

為輻射防護的目的，器官和組織的當量劑量所乘的因數，乘以該因數是為了考慮不同器官和組織對發(fā)生輻射隨機性效應的不同敏感性。33概念理解

當量劑量

針對某個器官或組織，是平均值；

有效劑量

針對全身而言，取平均值。

輻射權重因子

描述了輻射類型、能量的不同對生物效應的影響；

組織權重因子

則描述了不同器官、組織對全身總危害的貢獻。34四、輻射防護基本標準1913年出現國家級防護組織。1928年“國際X射線和鐳防護委員會”。

在第二次國際放射學大會上決定成立國際放射防護委員會1950年“國際放射防護委員會”。（InternationalCommissiononRadiologicalProtection—簡稱ICRP）1957年國際原子能組織（InternationalAtomicEnergyAgency，IAEA）35

輻射防護標準的各種限值

②次級限值③內外混合照射（2）導出限值（3）管理限值（4）參考水平（5）劑量限值的安全評價①有效劑量限值和當量劑量限值（1）基本限值36應用劑量限值職業(yè)人員公眾有效劑量20mSv·a-1

連續(xù)5年內平均1mSv·a-150mSv·a-1在任一年年當量劑量眼睛150mSv

15mSv皮膚500mSv

50mSv四肢500mSv

表2有效劑量限值和當量劑量限值37說明

限值不包括天然本底和醫(yī)療照射；

限值不是安全與不安全的分水嶺。

38我們實驗室放射源的安全1.照射率與放射性活度的關系

對于點源：

Γ：照射量率常數:取決于自身的衰變特性（光子的數目和能量），恒等于A=1mCi,R=1m處的照射量率?？刹楸淼贸觥?92.在NaI(Tl)譜儀實驗中，60Co源活度為2

Ci，R為0.8m，60Co的

為1.32R·

m2/h·

Ci，一次實驗8小時所接受的照射量為：

X=t·A·

/R2=3.310-6R

劑量D=3.310-6

rad=3.310-8Gy當量劑量

H=3.310-8Sv10個源H=3.310-7Sv公眾1mSv·a-1職業(yè)人員20mSv·a-1

連續(xù)5年內平均50mSv·a-1在任一年天然本底為2.4mSv/a1年H=0.12mSv40表3全世界醫(yī)用X射線檢查的頻率、有效劑量和集體劑量（1991-1996）

檢查每1000人口檢查次數每次檢查的有效劑量，mSv年集體劑量，人Sv

胸部X射線攝影870.1471200胸部X射線透視371.1234700腰椎151.8159000胸椎4.11.433400骨盆和腹部110.8353300上胃腸道133.727400041胸部X射線攝影每次檢查的有效劑量0.14mSv公眾1mSv·a-11年10次E=1.4mSv1年7次E=0.98mSv3.一年可以做多少次胸部X射線攝影42

隱含著對最優(yōu)化的劑量約束值一年中不應超過20mSv；超出劑量限值將使指定的實踐帶來附加的危險，而這種危險可以合理地描述為正常情況下“不可接受”的；

劑量限值只是防護體系的一部分，剛好達到可忍受程度的邊緣上的一個點；不能作為防護體系嚴格程度的唯一度量。不是“安全”與“危險”的分界線43輻射劑量：劑量－效應關系中的決定因素。

20mSv44五、電離輻射警示符號電離輻射標志45警告標志的含義是使人們注意可能發(fā)生的危險。電離輻射警告標志46國際原子能機構公布輻射警告新標志

國際原子能機構（IAEA