第三讲:辐射剂量学基础

合集下载

《辐射剂量学基础》PPT课件

《辐射剂量学基础》PPT课件
第3章 辐射剂量学基础
吉林大学 公共卫生学院 辐射防护教研室
陈大伟
本章主要内容
• 剂量学的基本概念 • 电离辐射场描述 • 相互作用系数 • 基本剂量学量 • 放射防护量 • 检测实用量
3.1 电离辐射和电离辐射场
• 3.1.1电离辐射的基本概念:

一、电离辐射和非电离辐射

二、辐射效应和辐射剂量
精选课件ppt
18
二、 粒子注量(率)和能量注量(率)
• 粒子注量:T时间内,进入以 r 点为球心的单位截面积小 球的粒子数,m-2
• 粒子注量率: (t,r)d (T,r)/dt
• 能量注量:T时间内,进入以 r 点为球心的单位截面积小 球的辐射能,J ∙m-2
• 能量注量率: (t,r)d (T,r)/dt
一.电离辐射和非电离辐射
激发过程
辐射
电离辐射
带电粒子(α、β、电子和质子等)
不带电粒子(X、γ和中子等)
非电离辐射
日常所见的微波、无线电波、紫外线和可见光
电离辐射和非电离辐射统称电磁辐射
电离辐射
• (1)电离(ionization):指从一个原子、分子或其它束缚 态中释放一 个或多个电子的过程。
粒子注量说明
•1.截面da必须垂直每个 入射方向,定义中采用 小球体,使得来自各个 入射方向的粒子都满足 这个要求。
• 2.粒子注量的单位:m-2
粒子注量 是dN除以da所得的商(dN/da)
= dN/da
其中 dN是入射到截面为da的球体内的粒子数。这里所谓的“入射
到”或称进入,强调只穿过一次,精并选只课件考p虑pt 进入,不考虑流出。
R ,E(t,r)d R (t,r)/dE

辐射剂量学基础课件

辐射剂量学基础课件
辐射剂量学在核医学成像中起到关键作用,确保 图像质量和患者安全。
辐射防护与安全
辐射防护与安全是为了保护工作人员 和公众免受辐射危害而采取的措施。
辐射剂量学在辐射防护与安全中起到 关键作用,提供测量、评估和控制辐 射剂量的方法,确保工作人员和公众 的安全。
辐射防护与安全需要遵循国家和国际 标准,确保辐射源的安全管理和使用 。
在核设施周围区域以及放射性废物处理和 处置场所,辐射剂量学用于监测环境辐射 水平和评估其对生态系统的潜在影响。
02
辐射剂量学基础知识
辐射类型
电磁辐射
01
包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线和X射线等。
电离辐射
பைடு நூலகம்
02
包括质子、中子、电子、离子和光子等。
非电离辐射
03
包括无线电波、微波和可见光等。
放射诊断是通过放射线检查身体内部结构和病变 的方法。
2
放射诊断中使用的辐射剂量通常较低,但也需要 精确控制,以避免对正常组织造成损伤。
3
辐射剂量学在放射诊断中起到关键作用,确保图 像质量和患者安全。
核医学成像
核医学成像利用放射性核素标记的示踪剂在体内 分布的差异,进行疾病诊断和功能研究。
核医学成像中使用的辐射剂量较低,但需要精确 控制,以避免对周围正常组织造成损伤。
辐射单位
伦琴(R)
表示X射线和γ射线的辐射剂量,是国际单位制中的基本单位。
拉德(rad)
表示电离辐射剂量,是常用的单位。
希沃特(Sv)
表示全身剂量当量,是国际单位制中的基本单位。
人体对辐射的响应
急性辐射病
当人体受到大剂量辐射时,会出现恶心、呕吐、腹泻 等症状,严重时会导致死亡。

第03章 人体辐射计量学PPT课件

第03章 人体辐射计量学PPT课件

6ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
放射物理与防护学
第三章 人体辐射计量学
3.细胞水平(微剂量学):在这个水平一般考虑能量沉积范围 相当于细胞核大小。当核素分布是非均匀的,微剂量学方法最 适用于α粒子和Auger电子发射核素,但微剂量学方法所得到的 结果很难直接应用于临床治疗。
4.DNA(纳米)水平:这个水平主要考虑α粒子和Auger电子 对DNA的损伤。DNA水平的微剂量学研究,促进了径迹结构 方法和Monte Carlo计算理论的发展。有人已报道了在1~ 100nm直径的靶体积内能量沉积绝对频率分布的Monte Carlo计 算结果并与RBE(相对生物效应)联系起来。这方面的研究已逐 渐从简单的圆柱或球形模型向实际的DNA体积过渡。
根据能量沉积的范围,放射剂量学大概可划分为4个水平:
1.器官(宏观)水平:在这个水平(线性几何尺寸大于1cm)剂 量计算的基本方法是基于1968年医学内辐射剂量(MIRD)委员 会推荐的方法和其后发表的一系列补充报告。
2.半微观(毫米)水平:这个水平主要是使用β粒子和α粒子 发射体去治疗非常小的肿瘤。
小球,进入该小球的粒子数dN与垂直于每个粒子 φ d N
入射方向的截面积dS之比,称之为粒子注量。
dS
单位时间内粒子注量的变化,称为粒子注量率。
能量注量 ψ :在辐射场中进入截面积dS的球 ψ d E 体内的所有粒子的总能量dE(总动能,不包括静
d S 止能量)与截面积dS之比,称之为能量注量。
单位时间内能量注量的变化,称为能量注量率。
二、吸收剂量D
由于照射量不能适用于光子以外的其他粒子的射线,而且不
能描述人体真实组织受到辐射剂量的大小,因此引入吸收剂量。
1.吸收剂量D的概念

放射治疗辐射剂量学

放射治疗辐射剂量学
监测与调整
在治疗过程中,通过定期的影像学 检查和剂量监测,及时调整照射参 数,确保治疗的有效性和安全性。
放射治疗辐射剂量学在正常组织保护中的应用
1 2 3
保护关键器官
通过精确计算正常组织的耐受剂量,合理安排照 射野和剂量分布,以最大程度地减少对关键器官 的损伤。
降低并发症风险
通过优化放射治疗技术,降低正常组织的损伤程 度,从而减少并发症的发生风险,提高患者的生 活质量。
新型放射源和能量
研发新型放射源和能量,以实现对肿瘤的更有效 治疗和对正常组织的更好保护。
未来展望与研究方向
01
剂量学基础研究
深入研究剂量学的基本原理和技 术,为未来的技术发展奠定基础

03
个性化治疗研究
开展个性化放射治疗的研究,根 据患者的具体情况制定最合适的
治疗方案。
02
多学科交叉研究
加强放射治疗学、医学影像学、 生物学等学科的交叉研究,以推
放射治疗技术与方法
常规放疗
根据肿瘤大小和位置,给予固定 剂量的照射,主要用于早期肿瘤 的治疗。
立体定向放疗
利用先进的定位和照射技术,对 肿瘤进行高剂量、短疗程的治疗, 具有定位精确、剂量集中、损伤 小的优点。
调强放疗
通过调整照射野内各点的剂量强 度,使肿瘤得到均匀照射,同时 减少周围正常组织的损伤。
重要性及应用领域
重要性
精确的辐射剂量是保证放疗效果的关键,过少剂量可能无法控制肿瘤,过多剂 量则可能损伤正常组织。
应用领域
广泛应用于临床肿瘤放射治疗、放射生物学研究、放疗设备研发及质量保证等 领域。
02
放射治疗辐射剂量学基础
电离辐射与物质相互作用
01

第三节 辐射剂量学中使用的量

第三节  辐射剂量学中使用的量

6.比释动能与吸收剂量在物质中的变化
kerma Absorbed dose
Build up region
Electronic equilibrium
depth
N Absorbegion there is not strict electronic equilibrium
3.比释动能率
dK K dt
单位:J.Kg-1.s-1=Gy.s-1
4.比释动能与能量注量的关系 (1)单能不带电粒子
K (
utr

) utr )dE
(2)有谱分布的的不带电粒子
K E (

(3)若能量注量Ψ 相等,则
( )1 K1 K 2 ( utr ) 2
utr

5.比释动能与吸收剂量的关系 在满足电子平衡的条件下,轫致辐射可以忽略
K
d tr d D dm dm
在满足电子平衡的条件下,轫致辐射不可以忽略
d d tr D (1 g ) K (1 g ) dm dm
高能电子在高原子序数内,g大;在低原子序数内,g小,可以忽略, D=K 中子:E<30MeV时,D=K
旧单位名称为拉德(rad),1 rad 指 1g 受照物质吸收的平 均辐射能量为100尔格(erg),1 erg=10-7 J,拉德与戈瑞的 换算关系为: 1Gy=100 rad 1rad=10-2Gy
3. 吸收剂量率
吸收剂量 D 是单位时间内的吸收剂量。
dD D dt
单位:J.Kg-1.s-1=Gy.s-1
2.照射量率(exposure rate): 单位时间(dt)内的照射量(dX)。
d dt
单位:Ckg-1s-1; Rs-1; mRh-1

人体辐射计量学基础教学课件PPT

人体辐射计量学基础教学课件PPT

为什么吸收剂量相同但产生的生物效应不同?



吸收剂量反映单位靶物质(动物)吸收 辐射能量的多少,不能够反映所产生生 物效应的差别, 不同电离辐射虽然它们的吸收剂量(辐 射能量)相同,但对生物组织的破坏作 用存在着明显的差异 评价指标考虑生物效应必须对吸收剂量 加以适当的修正。
电离辐射计量单位

移动电话等使用比吸收率评价指标
核磁共振
(nuclear magnetic resonance,NMR)



医学诊断上也称为磁共振成像(magnetic resonance imaging‎ MRI‎ ,它是随着计算机 , ) 技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅 速形成的一种生物磁学核自旋成像技术 人体放置在磁场中时,利用磁场与射频脉冲使 人体组织内氢原子核发生运动产生射频信号经 计算机处理而成像 MRI系统对人体造成伤害的可能因素包括静磁 场、时间梯度场、射频场等。
—102 —103 —104 —105 —106 —107 —108 —109 —1010 —1011 —1012 —1013 —1014 —1015 —1016 —1017 —1018 —1019 —1020 —1021 —1022 电磁波辐射谱图
—10-31 —10-30 —10-29 —10-28 —10-27 —10-26 —10-25 —10-24 —10-23 —10-22 —10-21 —10-20 —10-19 —10-18 —10-17 —10-16 —10-15 —10-14 —10-13 —10-12 —10-11
电磁辐射场所分为远区场(感应场)和近区场 (辐射场) 观察点在三个波长之外的区域称为远场区,远 场区电磁波能流密度与电场强度和磁场强度有 如下关系: E = 377H S= E H = E2/37 电场强度E: 伏(特)/米(V/m) 磁场强度H:安(培)/米(A/m) 电磁波能流密度S:(W/m2)

辐射剂量学

辐射剂量学


膀ห้องสมุดไป่ตู้ 乳腺
0.12
0.05 0.05
骨表面
其余器官
0.01
0.05
天然辐射
天然辐射源对人的照射是持续的和不可避免 的,也是人类接受辐射照射的主要来源; 天然辐射源包括: (1)宇宙射线(初级射线与次级射线引起的 外照射); (2)天然放射性核素(内照射与外照射);
天然辐射
来自天然辐射源 ——宇宙射线引起的照射
组织或器官的当量剂量 组织或器官的当量剂量,HT可用 下式计算:
H

T
R DT , R
R
(2.4)
R是R辐射的权重因子(表2-3);
DT,R是辐射分量R在一个组织或器 官中引起的平均吸收剂量。
有效剂量(effective dose)
2.5.2 有效剂量 有效剂量,E可用下式计算,其中T是组织 权重因子,其值列在表2-4中。
医疗照射包括:X射线诊断(含CT)、放射性药物诊断、远 近距离体外照射治疗、放射性药物治疗、介入治疗等;
我国全国平均医疗照射的年均剂量约为0.09mSv,其中X射线 0.07mSv,核医学检查与治疗0.02mSv。
人体接受电离辐射的年均剂量
我国公众 辐射源 年平均 (mSv) 0.34 0.54 0.725 0.230 0.42 0.09 0.006 0.002 <0.0002 ~2.4 份额 (%) 14.1 23.4 30.2 9.6 17.5 3.8 0.2 0.1 -100
来自天然辐射源 ——陆地辐射的外照射
来自天然辐射源 ——氡及子体的照射
人工辐射
与核相关的人为活动引起的对公众的照射主 要包括: (1)核武器生产、试验; (2)核能生产; (3)核技术应用; (4)核事故; (5)电离辐射在医学诊断和治疗中的应用 环境中,大气核试验是地域分布最广的人工 辐射源(人人有份); 环境中,医疗照射是公众接受人工照射的最 大来源,约占所有人工辐射照射的95%。

辐射剂量基本概念

辐射剂量基本概念

组织 或 器官 食道 膀胱 肝 乳腺 甲状腺 其余
?w T
组织权重 因子 w T 0.04 0.04 0.04 0.12 0.04 0.12 1.00
有效剂量 E 受照人体中以组织权重因子修正后的
器官当量剂量的总和。
? ? ? E ? wT ?HT ? wT ?( wR ?DT,R)
T
T
R
评价内照射危害的待积量 Committed Quantity
辐射俘获 (重核 )
1 k - 10 k 弹性散射
10 k – 10 M 弹性散射
E n > 0.1 M 非弹性散射
10 M 以上
去弹性散射
散裂过程
人体组织中:
快中子 、中能中子
主要与
H 、C 、N 、O 原子核发生
弹性散射
人体 H 核最多(~70 %),σ 弹 性 , H 最大, 转移的能量 最多 入射快中子能量 85 % ~ 95 % 是交给反冲质子 ( H 核 )的
散射: 非弹性散射( n;γ, n'),中子损
失部分能量,使原子核变成激发态,退 激时放出 γ 光子。
散射: 去弹性散射( n;多个 n'),中子
与原子核作用后产生多个中子,核内质 子数照旧。
唯有高能中子才能有此过程。
吸收: 俘获过程,( n;γ)或(n;p)
原子核吸收中子,以发射 γ光子或带电 粒子的形式释出多余能量。 如:1H (n;γ) 2H,辐射俘获
慢中子 、热中子
主要发生
: 1 H ( n ;γ ) 2 H 和 1 4 N ( n ; p ) C 1 4
高能中子 能引发 去弹性散射
和 散裂过程 ,如
1 4 N ( n ;2 n ) 1 3 N 、 C ( n ; n' 、α ) 7 Be 、 1 4 N ( n ; 2 α ) 7 Li 等
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

辐射防护与安全基础 照射量率
就是单位时间内的照射量。
X
dX dt
照射率的国际单位单位为(C/kg· 。非法定单 s) 位为伦琴每秒(R/s)
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
伦琴的定义:在1伦琴X射线照射下,
0.001293g空气(标准状况下,1立方厘米 空气的质量)中释放出来的次级电子,在 空气中总共产生电量各为1静电单位的正离 子和负离子。 1静电单位电量=3.33×10-10C
在剂量与随机性效应的发生率之间存在着线性无 阈的关系 。
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
(2)辐射品质 指的是电离辐射授与物质的能量在微观空间分布上的 那些特征,不同种类和不同能量的射线授与物质的能 量在微观空间分布上是不相同的 ,某一点的辐射品 质由品质因数Q来表征,某一组织或器官的辐射品 质由辐射权重因数WR来描述 ,Q、 WR 可在 GB18871—2002国家标准(电离辐射防护与辐射源安 全基本标准)192、193页中查到。
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
辐射
是指某种物质或设备发出的粒子。
如X射线、 γ射线、中子、质子、电子、α
射线、β射线。
辐射分为电离辐射和非电离辐射。
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
电离
是当具有一定能量的带电和非带电粒子与靶原子的轨道 电子发生库仑及其它相互作用(其它相互作用针对非 带电粒子)时,把本身的部分或全部能量传给靶原子 轨道电子,如果轨道电子获得的动能足以克服原子的 束缚,逃出原子壳层而成为自由电子。
33 . 85
( en ) m ( en ) a
X fm X
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
同理当照射量 率 X 的单位为C/kg· s时,处于空气中 同一点处组织中的吸收剂量率
Dm fm X
各种物质的fm值可由培训教材表3.2得到 ,fm是 由照射量(C/kg)(率)换算到吸收剂量(Gy)(率)的一 个换算因子,其单位是J/C。
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
——对于给定能量的X或γ射线 在组织中的质量能量吸收系数。
(
en
)m
——对于给定能量的X或γ射线 在空气中的质量能量吸收系数
(
en
)a
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
假定用剂量仪测得空气的照射量率为20 R/h,问该点的吸收剂量率为多少?
间接电离辐射
又叫间接电离粒子,是能够释放出直接电离粒子的非
带电粒子,如光子、中子等等。
无论在空间,还是在介质内部,凡电离辐射在其中通过、传 播以至经由相互作用发生能量传递的整个空间范围,称之
为电离辐射场。
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
二、辐射量和单位
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
8 . 69 10 3 X ( Gy / s ) Da
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础 当照射量X的单位为C/kg时,处于空气中同一 点的组织中的吸收剂量Dm
Da Dm ( en ) a ( en ) m Dm Da ( en ) m ( en ) a
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
2.非随机性效应,又叫确定性效应 (Deterministic effect) ICRP(国际放射防护委员会,International Commission on Radiological Protection)在其 建议书草案(征求意见稿,2006)中将确定性效应也 称为组织反应,确定性效应与组织反应作为同 义词在该建议书草案中使用。
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
电离辐射
分为直接电离辐射(即直接电离粒子)和间接电离
辐射(即间接电离粒子)。
直接电离辐射
又叫直接电离粒子,是指能引起物质电离的带电粒子,如
β射线、质子和α粒子等(也就是带电电离粒子)
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
辐射防护与安全基础
照射量
定义:X或γ射线在单位质量的空气中击出的全部次级电子完 全被阻停时,在空气中产生一种符号的带电粒子(电子或正 离子)的总电荷量dQ。
X
dQ dm
照射量X的国际单位单位为C/kg,非法定单 位为伦琴(R)1R=106 R =103mR
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
细胞是由一个核和围绕细胞核的细胞质、细胞膜构 成 。 核内有特定数目的染色体,染色体是生物遗传、变 异的物质基础 。 染色体的主要成分是两种重要的有机化合物―DNA( 脱氧核糖核酸)和蛋白质 。 DNA是长的双链状的大分子,一个DNA分子上包含多 个基因(决定着遗传特性)。
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
吸收剂量
即电离辐射沉积于某一小体积元中物 质的平均授与能除以该体积元中物质 的质量而得的商。即
D
d
d dm
是电离辐射授与质量为dm的物质的 平均能量,即平均授与能
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
吸收剂量的国际单位为J/kg,法定 单位为戈瑞(Gy),非法定单位为拉 德(rad)
A X 2 R
其单位为: C kg
1
S
1
照射量率常数 的SI单位为: C m 2 kg 1
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
三、辐射的生物学效应
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
1.细胞结构和组成
中华人民共护与安全基础
辐射粒子与DNA分子作用,可能造成DNA分子的 单链断裂或双链断裂。单链断裂细胞可自行 修复,双链断裂可造成错误修复(变异),甚 至细胞死亡。
辐射造成DNA分子的双链断裂将造成细胞损伤 ,损伤分为两种情况:
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
1).细胞死亡:体细胞死亡将造成功能障碍,生
1戈瑞(Gy)=1焦耳/千克(J/kg)=100拉德(rad) 1(Gy)=106微戈瑞( Gy ) =103毫戈瑞(mGy)
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
吸收剂量率
就是单位时间内物质的吸收剂量
D (t )
dD dt
吸收剂量率的法定单位是“Gy/s”,非法 定单位为“rad/s”。
殖细胞死亡将造成不孕
2).细胞变异(错误修复):体细胞变异将造成肿
瘤,生殖细胞变异将造成遗传效应(刚好变异
的精子或卵子结合形成授精卵时)。
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
3.辐射对人体健康的有害 效应的分类
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
电离辐射作用于人体,可能造成器官或组织的损伤, 因而表现出对人体健康有害的各种生物效应,我们 把这些有害的效应分为两类: 1.随机性效应(Stochastic effect):是指辐射效 应的发生几率与剂量大小有关的效应,不存在剂量 阈值,它主要是针对小剂量(小于0.2Gy )、小剂量 率(小于0.1 mGy/min )的慢性照射,如致癌效应和 遗传效应。
如果照射量X用伦琴为单位则有 :
3
D a 8 . 69 10
X
Gy
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
在空气中照射量率与吸收剂量率的关系
在照射量率为国际单位C/kg〃s下有:
D a 33 . 85 X ( Gy / s )
如果照射量率
X
用伦琴/秒为单位则有 :
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
4.影响辐射生物学效应的因素
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
辐射防护的目的:防止有害的非随机 性效应(确定性效应或组织反应), 即是说对于非随机性效应即事故照 射要尽力避免。限制随机性效应的 发生率,使之合理达到尽可能低的 水平。
比释动能的法定单位为戈瑞(Gy),非法定 单位也与吸收剂量相同。
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
比释动能率
就是单位时间内物质的比释动能
dK K dt
比释动能率的法定单位是戈/秒、戈/小 时等。它的非法定单位与吸收剂量率 单位相同。
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
1伦琴 1静电单位电量 0 . 001293 g 2 . 58 10
4

3 . 33 10 1 . 293 10
10 6
C kg
C kg
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础
在空气中照射量与吸收剂量的关系
在照射量为国际单位C/kg下有:
D a 33 . 85 X Gy
中华人民共和国环境保护部辐射防护与安全培训
辐射防护与安全基础 辐射引起的白内障、皮肤的良性损伤、骨髓内 血细胞减少致造血障碍、性细胞受损致生育 能力减退、血管和结缔组织受损等。 无论是随机性效应还是确定性效应,若辐射效 应显现在受照者本人身上的,称为躯体效应; 出现在受照者后代身上的称为遗传效应。
相关文档
最新文档