肿瘤放射物理学-物理师资料-4.8 放射源的种类及其照射方式
放射源分类
放射源分类办法根据国务院第449号令《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》规定，制定本放射源分类办法。
一、放射源分类原则
参照国际原子能机构的有关规定，按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将放射源分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类，V类源的下限活度值为该种核素的豁免活度。
（一）Ⅰ类放射源为极高危险源。
没有防护情况下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡;
（二）Ⅱ类放射源为高危险源。
没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人死亡;
（三）Ⅲ类放射源为危险源。
没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡;
（四）Ⅳ类放射源为低危险源。
基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤;
（五）Ⅴ类放射源为极低危险源。
不会对人造成永久性损伤。
二、放射源分类表
常用不同核素的64种放射源按下列表进行分类。
放射源分类表
注：1．Am-241用于固定式烟雾报警器时的豁免值为1×105贝可。
2．核素份额不明的混合源，按其危险度最大的核素分类，其总活度视为该核素的活度。
三、非密封源分类
上述放射源分类原则对非密封源适用。
非密封源工作场所按放射性核素日等效最大操作量分为甲、乙、丙三级，具体分级标准见《电离辐射防护与辐射源安全标准》（GB 18871-2002）。
甲级非密封源工作场所的安全管理参照Ⅰ类放射源。
乙级和丙级非密封源工作场所的安全管理参照Ⅱ、Ⅲ类放射源。
放射源分类
放射源分类Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT放射源分类办法根据国务院第449号令《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》规定，制定本放射源分类办法。
一、放射源分类原则参照国际原子能机构的有关规定，按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将放射源分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类，V类源的下限活度值为该种核素的豁免活度。
（一）Ⅰ类放射源为极高危险源。
没有防护情况下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡;（二）Ⅱ类放射源为高危险源。
没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人死亡;（三）Ⅲ类放射源为危险源。
没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡;（四）Ⅳ类放射源为低危险源。
基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤;（五）Ⅴ类放射源为极低危险源。
不会对人造成永久性损伤。
二、放射源分类表常用不同核素的64种放射源按下列表进行分类。
放射源分类表注：1．Am-241用于固定式烟雾报警器时的豁免值为1×105贝可。
2．核素份额不明的混合源，按其危险度最大的核素分类，其总活度视为该核素的活度。
三、非密封源分类上述放射源分类原则对非密封源适用。
非密封源工作场所按放射性核素日等效最大操作量分为甲、乙、丙三级，具体分级标准见《电离辐射防护与辐射源安全标准》（GB 18871-2002）。
甲级非密封源工作场所的安全管理参照Ⅰ类放射源。
乙级和丙级非密封源工作场所的安全管理参照Ⅱ、Ⅲ类放射源。
肿瘤放射物理学基础
基本措施
1.时间防护 尽量缩短受照时间 2.距离防护 增大与辐射源的距离 3.屏蔽防护 人与源之间设置防护屏障
基本照射方式
外照射
位于体外一定距离集中照射人体的某一部位， 叫体外远距离照射，简称外照射。
内照射
将放射源密封直接放入被治疗的组织内或放 入人体的天然腔内进行照射，叫近距离照射，简 称内照射。
外照射技术分类
1、固定源皮距（SSD）照射 2、等中心定角（SAD）照射 3、旋转（ROT）照射
内照射的分类
ICRU 规定的区域定义图
照射区（IV） 治疗区（TV）
肿瘤区(GTV) 临床靶区(CTV)
计划靶区(PTV)
内靶区(ITV)
肿瘤致死剂量
肿瘤致死剂量 TCD95：是达到 95%的肿瘤控制 率所需要的剂量。
正常组织的耐受剂量
串行组织：串行组织的放射性并发症概率 主要决定于最大剂量，如脊髓、神经、小肠等。
源皮距（SSD）放射源到模体表面的 射野中心处距离
源瘤距（STD）放射源到肿瘤内所考 虑点的距离
源轴距（SAD）放射源到机器等中心 的距离
X（γ）射线射野剂量学
百分深度剂量（PDD） 射野中心轴上某一深度d处的吸收剂量
率Dd与参考点深度d0处得剂量率Dd0的百分 比
百分深度剂量表
特点：
近距离治疗的主要特点
根据距离平方反比定律：射线到达介质的 强度与照射距离成平方反比关系。即距放 射源较近处受照剂量高，随距放射源距离 的增加，剂量迅速跌落。
可对正常组织进行保护，但亦造成靶区剂 量分布的不均匀。
内照射不能单独应用于临床，一般作为外 照射的补充。
内照射和外照射的区别
1、内照射的放射源活度较小，治疗距离短 2、外照射射线的利用率低 3、外照射肿瘤剂量受正常组织耐受量的限
放射源和放射治疗设备
2020/11/20
放射源和放射治疗设备
第一节 放射源 一、放射源的种类与照射方式
1、放射源的种类：
（1）α、β、γ射线——放射性同位素 （2） X线——X线治疗机和加速器 （3）电子束、质子束、中子束、负π介子束以及其
它重粒子束——各类加速器
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2、照射方式 ： （1）体外照射：从距离病人体外一定距离集中照射某
组织的射线效应；
放射源和放射治疗设备
3、以重粒子为代表（如碳、氢、氧） ：集中了快 中子的生物学特点和质子的物理学特点，兼备物 理和生物的双重优势，是一种较好的放射源。
它们具有一定的射程； 它们突出的优点是在射程的末端被元素所俘获而使 其爆炸，产生短射程的电离碎片，而致使局部剂量 高且LET高。
放射源和放射治疗设备
放射源和放射治疗设备
3、电子直线加速器的特点：
电子束 ：①肿瘤后剂量骤然下降 ②调节能量可调节电子束的深度 ③皮肤量介于X线和钴-60之间
X射线：深度剂量高 ，皮肤剂量低 加速器设备复杂，对水、电要求高，维修难，价格高， 但在维修和操作时没有射线。
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4、直线加速器X射线、电子束能量
放射源和放射治疗设备
（二）钴-60半影的种类及产生原因
1、半影：射野边缘剂量随离开中心轴距离增加而 急剧变化的范围，用P80%～20% 表示。
80% 20% P80%～20%
放射源和放射治疗设备
2、半影的种类：
几何半影：源具有一定尺寸 穿射半影：准直器端面与边缘射束不平行 散射半影：由于组织中的散射线造成
重粒子 ：快中子、质子、负π介子以及氮、碳、氧、 氖离子等
LET定义为射线粒子在单位厚度的介质中能量损失、 转移的大小
肿瘤放射物理学-第五章 放射源和放射治疗机
2019/10/14
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• 近距离照射与体外照射的四个基本区别：
1、近距离照射，其放射源的活度较小，由几十个MBq（几 个mCi）到大约400GBq（10Ci），而且治疗距离较短， 约在5mm到5cm之间；
2、体外照射，其放射线的能量大部分被准直器、限束器等 屏蔽，只有少部分能达到组织。近距离则相反，大部分 能量被组织吸收。
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3、体外照射，其放射线必须经过皮肤和正常组织才能达到 肿瘤，肿瘤剂量收到皮肤和正常组织耐受量的限制，为 得到高的均匀的肿瘤剂量，需要选择不同能量的射线和 采用多射野照射技术。
4、由于距离平方反比定律的影响，在腔内组织间近距离照 射中，离放射源近的组织剂量相当高，距放射源远的组 织剂量较低，靶区剂量分布的均匀性远比外照射的差。
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二、常用放射性同位素源
放射性同位素放射α、β、γ 三种射线。放疗主要使用 β和γ 两种射线，而且应用γ射线较多。
放疗中使用的放射性同位素，除镭以外都是人工放射 性同位素，并且除了钴－60和铯－137以外，所有这 些同位素只用于近距离照射。
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1、镭－226源(226Ra)
how x ray works.flv
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①X射线球管，里面包括阳极靶和阴极灯丝，真 空度为10-6～10-7托，真空的目的是为了避免电子在 打击靶前损失能量，真空被破坏则X线球管也会损 坏；
②阳极由粗大的铜棒和小钨靶组成。钨原子序 数大，熔点高，作X射线靶很合适。铜散热快，能 及时传走靶上的热。
的电子的辐射损失要比质子大一百万倍），而重带电粒
201子9/10的/14 韧致辐射引起的能量损失可以忽略。
放射源分类办法
附件二：
放射源分类方法
根据国务院第449号令《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》规定，制定本放射源分类办法。
一、放射源分类原则
参照国际原子能机构的有关规定，按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将放射源分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类，V类源的下限活度值为该种核素的豁免活度。
（一）Ⅰ类放射源为极高危险源。
没有防护情况下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡;
（二）Ⅱ类放射源为高危险源。
没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人死亡;
（三）Ⅲ类放射源为危险源。
没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡;
（四）Ⅳ类放射源为低危险源。
基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的
临时性损伤;
（五）Ⅴ类放射源为极低危险源。
不会对人造成永久性损伤。
二、放射源分类表
常用不同核素的64种放射源按下列表进行分类。
放射源分类表
注：1．Am-241用于固定式烟雾报警器时的豁免值为1×105贝可。
2．核素份额不明的混合源，按其危险度最大的核素分类，其总活度视为该核素的活度。
三、非密封源分类
上述放射源分类原则对非密封源适用。
非密封源工作场所按放射性核素日等效最大操作量分为甲、乙、丙三级，具体分级标准见《电离辐射防护与辐射源安全标准》（GB 18871-2002）。
甲级非密封源工作场所的安全管理参照Ⅰ类放射源。
放射源射线分类
监测仪器
用于工作场所监测的仪器，从测量方 法上大体可分为三种：
瞬时剂量率测量仪器， 累计剂量测量仪器， γ谱仪。
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二○○五年十二月二十三日 2
1. 放射源分类原则
参照国际原子能机构的有关规定， 按照放射源对人体健康和环境的潜在 危害程度，从高到低将放射源分为Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类，V类源的下限活度 值为该种核素的豁免活度。
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国家环境保护总局公告 2005年 第62号
Ⅰ类放射源为极高危险源。没有防护情况下，接触这 类源几分钟到1小时就可致人死亡；
装置类别
医用射线装置
非医用射线装置
Ⅰ类射线 能量大于100兆电子伏的医用加 生产放射性同位素的加速器（不
装置
速器
含制备PET用放射性药物的加速
器）
Ⅱ类射线 放射治疗用X射线、电子束加速器
装置
重离子治疗加速器
能量大于100兆电子伏的加速器
工业探伤加速器 安全检查用加速器
质子治疗装置
辐照装置用加速器
制备正电子发射计算机断层显像装 置（PET）用放射性药物的加速器
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外照射防护的基本原则
一、 内外照射的特点
照射方式 辐射源类型
危害方式
常见致电离 照射 粒子 特点
内照射 外照射
多见开放源 电离、化学毒性 α、β 持续
多见封闭源
电离
高能β、质子、 间断 、X、n
二、基本原则：
尽量减少或避免射线从外部对人体的照射，
使之所受照射不超过国家规定的剂量限值。
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外照射防护的基本方法
外照射防护
三要素：
时间 距离 屏蔽
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二、放射性物质进入人体内的途经
放射源的分类和监管课件
按用途分类
根据放射源的具体用途和应用领域，将放射源分为不同的类别。
放射源可分为医用放射源、工业放射源、科研用放射源等。医用放射源用于医疗 设备和仪器的诊断和治疗，工业放射源用于工业无损检测、金属材料表面处理等 ，科研用放射源用于科学研究和实验。不同用途的放射源具有不同的特性和监施进行安全评 价，确保其符合安全标准和规 定。
检查与监督
监管部门对放射源设施进行检 查和监督，确保其符合法规要
求，及时纠正违法行为。
04 放射源的安全与 防护
放射源的安全管理
放射源的分类
根据放射源的潜在危害程度，将其分为五类进行管理，其中一类 放射源危害程度最高，五类最低。
环境监测
对工作场所和周围环境进行定期辐 射监测，确保辐射水平在可接受范 围内。
放射源事故应急处理
应急预案
制定详细的应急预案，明确事故 发生时的应对措施和责任人。
紧急处置
在事故发生时迅速采取紧急处置 措施，如启动应急电源、撤离人
员等。
事故报告
及时向上级主管部门报告事故情 况，并配合相关部门进行调查处
中国
中国国家原子能机构负责制定和实施 放射源管理制度。该国建立了放射源 分类制度，对不同类别的放射源采取 不同的监管措施。
放射源监管的主要内容
许可审批
对所有使用、生产、进口、出 口放射源的单位和个人，必须 经过许可审批，取得相应的许
可证。
登记报告
使用放射源的单位和个人必须 定期向监管部门报告放射源的 使用情况和库存情况。
新的应用领域和市场。
放射源技术的前景展望
随着科技的不断进步和社会需求的增 加，放射源技术的应用领域将不断扩 大。
同时，随着技术的不断进步和应用领 域的拓展，放射源技术的市场规模也 将不断扩大，为相关产业的发展提供 更多机遇和挑战。
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铯-137在组织内具有镭相同的穿透能力和类似的剂量 分布，其物理特点和防护方面比镭优越，是取代镭的最 好同位素。
放射源的种类及其照射方式
放射治疗用的放射源主要有三类：
（1）放出α、β、γ射线的放射性同位素。 （2）产生不同能量的X射线的X射线治疗机
和各类加速器。 （3）产生电子束、质子束、中子束、负π
介子束及其它重粒子束的各类加速器。
基本的照射方式有两种：
（1）外照射：位于体外一定距离，集中照射 人体某一部位，称为体外远距离照射， 简称外照射。
第二节 近距离治疗用放射性同位素源
放射射线：α、β、γ 除镭外，放疗中使用的放射性同位素均为人工放射性同 位素。 除钴-60和铯-137外，所有这些同位素只用于近距离照射。
一、镭-226源（226Ra）
镭-226是一种天然的放射性同位素，它不断衰变为放射性 气体氡。其半衰期为1590年，临床应用的镭是它的硫酸盐，封 在各种形状的铂铱合金封套内。1毫克镭经0.5毫米铂铱过滤后， 距离镭源1cm处每小时的照射量是8.5R。其γ能谱复杂，平均 能量为0.83MeV。
（2）近距离照射：将放射源密封直接放入被 治疗的组织内或放入人体天然腔内，如 舌、鼻咽、食管、宫颈等部位进行照 射，称为组织间照射和腔内照射，简称 近距离照射。
第一类放射源可以作为体内近距离、体外远距离两种照 射；第二、三类放射源只能作体外照射用。
近距离照射和体外Βιβλιοθήκη 射相比有四个区别：（1）近距离照射，其放射源活度较小（几个mCi～10Ci）， 而且治疗距离较短（5mm～5cm）。
此外铱-192的粒状源可以做得很小，使其点源的等效性好， 便于计算。半衰期为74.5d，故铱-192源是较好的放射源， 主要用于高剂量率的腔内照射和组织间插植。距1mCi的铱192源1cm处的每小时照射量为4.9R，铱-192源的半价层为 24mm铅，是较容易防护的放射源。
五、碘-125源
碘-125，半衰期59.6d，射线能量27～35KeV，平均能量 28keV，半价层为0.025mmPb。由于其γ射线的能量较低，适用于 插植治疗。通常做成粒状源，用于高、低剂量率的临时性或永久 性插植治疗。其与铱-192源相比，其缺点是制备粒源需要特定设 备、价格比铱-192源贵，而且其剂量分布明显依赖于被插植组织 的结构。组织的不均匀性将显著影响碘-125插植时的剂量分布， 用常规治疗计划系统计算得到的结果将不可靠，这是因为常规治 疗计划系统是假定组织为均一水样。
镅-241
最早由耶鲁大学开发出来，用于妇科肿瘤的治疗。半衰期 为432.2a，光子能量60keV。其半价层值较小，易于防护， 加之其半衰期较长，有较好的性价比。
钐-145
常做成与碘-125相同的规格，用于组织间插植。它通过 电子俘获产生38～45keV的特征X射线和61keV的微量γ 射线，平均能量为41keV，半衰期为340d。在水中的剂 量分布界于碘-125和镭的替代同位素之间。
六、新型近距离治疗用放射源
近年来，近距离治疗的较大进展是开发使用光子 能量位于23～100keV范围内的放射性同位素。如钯-103（ 103Pd）、镅-241（241Am）、钐-145（145Sm）、镱-169（ 169Yb）等。
钯-103
开发于80年代初，主要用于永久性插植治疗，对细胞倍增时 间不足5d的肿瘤的治疗不仅具有较高的生物效应剂量，而且 治 疗 后 肿 瘤 的 残 存 细 胞 数 较 少 。 钯 -103 的 光 子 平 均 能 量 为 21keV，与碘-125的28keV接近，具有易于防护的特点，半衰 期为17d。
四、铱-192源（192Ir）
铱-192源是一种人工放射性同位素，它是铱-191在核 反应堆中经热中子照射轰击而生成的不稳定的放射性同位素， 其能谱比较复杂，平均能量为0.36MeV。由于铱-192的γ射 线能量范围使其在水中的指数衰减率恰好被散射建成所补偿， 在距离5cm的范围内任意点的剂量率与距离平方的乘积近似 不变。
（4）由于受距离平方反比定律的影响，在腔内组织间近距 离照射中，离放射源近的组织剂量相当高，离放射源远的组 织剂量较低，因此其靶区剂量分布的均匀性远比体外照射的 差，临床应用必须慎重，防止靶区内有剂量过高或过低的情 况发生。（近距离照射时，其靶区剂量分布的均匀性受距离 平方反比定律的影响要比体外照射时大。）
三、钴-60源（60Co）
钴-60也是一种人工放射性同位素，其半衰期为5.27年。 其放出两种能量的γ射线分别为1.17MeV和1.33MeV，因此 γ射线的平均能量为1.25MeV。在组织内的剂量分布也与镭 源相似，可以作为镭源的替代物，制成钴针、钴管等。由 于其放射性活度高，而且容易得到，因此在作近距离照射 时，多用作高剂量率的腔内照射。
镱-169
以电子俘获的方式产生49.8～307.7keV范围的X射 线和γ射线，其平均能量为93keV，半衰期为32d。镱169是由镱-168经中子轰击后得到的，由于其中子俘获截 面大，可产生高放射性比活度的镱-169源。其剂量分布 优于钯-103和碘-125，由于其会产生308keV的光子，因 此不适合用作永久性插植。
（2）体外照射，其放射线的能量大部分被准直器、 限束 器等屏蔽，只有少部分到达组织。近距离照射则相反，其放 射线的能量大部分被组织吸收。
（3）体外照射，其放射线必须经过皮肤和正常组织才能到 达肿瘤，肿瘤剂量受到皮肤和正常组织耐受剂量的限制，为 了得到高的均匀的肿瘤剂量，需要选择不同能量的射线和采 用多野照射技术。
由于镭的获得困难，放射性强度低，只能作近距离照射。 长期以来，镭一直用作内照射。但由于其半衰期过长，衰变过 程中产生氡气，若氡气逸出会造成环境污染，且其射线最高能 量可达3.8MeV，需要厚的防护层等缺点，所以在医学上逐渐被 钴-60、铯-137等人工放射性同位素代替。
二、铯-137源（137Cs）