辐射剂量与防护重点
辐射剂量与防护的名词解释
辐射剂量与防护的名词解释辐射是指从放射性物质、电磁波等物质或能量传递到周围环境的过程。
在人类活动和日常生活中，我们经常面临各种形式的辐射，包括电离辐射和非电离辐射。
辐射剂量是用于度量辐射的指标，而辐射防护是为了保护人类和环境免受辐射的危害。
本文将解释辐射剂量和辐射防护的相关术语，让读者更加深入地了解这个领域。
一、辐射剂量1. 辐射剂量单位：辐射剂量的单位是希沙（Sievert，缩写为Sv），用于测量辐射对人体组织造成的伤害。
国际协定规定，1希沙等于1焦耳/千克（J/kg）。
为了更好地描述辐射剂量的大小范围，常用微希沙（microSievert，缩写为μSv）或毫希沙（milliSievert，缩写为mSv）。
2. 有效剂量：有效剂量是指考虑不同类型辐射对不同组织的不同影响程度后得出的剂量。
它是以希沙为单位，表示人体接受辐射后受到的影响，包括局部组织损伤、遗传效应等。
有效剂量的计算方法会根据不同类型的辐射进行调整。
3. 等效剂量：等效剂量也是以希沙为单位，用来度量各种不同类型辐射对生物体产生的相同效应。
等效剂量的计算方法会考虑不同类型辐射的能量传递和生物体对辐射的敏感程度。
4. 个人剂量：个人剂量是指个体在一定时间内接受到的辐射剂量，监测个人剂量可以帮助评估他们的辐射暴露情况，从而采取适当的防护措施。
二、辐射防护1. 辐射防护措施：辐射防护措施旨在减少人体暴露于辐射的风险。
这些措施包括保持距离、减少时间和使用防护设备等。
保持距离可以减少辐射暴露，特别是与放射源保持足够距离。
减少时间可以减少接受辐射的时间，例如尽量缩短在受辐射环境中的停留时间。
使用防护设备，如屏蔽材料和防护服，可以减缓辐射对人体的伤害。
2. 辐射防护原则：辐射防护有三个基本原则，即限制时间、最大距离和最小剂量。
限制时间是指尽量减少个人接受辐射的时间，最大距离是与辐射源保持足够的距离，以减少辐射暴露，最小剂量是尽量减少个人接受到的辐射剂量。
辐射剂量与防护(1.2)
Ee：电子能量 Z： 介质原子序数 ：
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2.5 散射本领
重带电粒子，非常靠近原子核，才发生散射。 电子，质量小，离原子核较远时也会发生弹性散 射。 大量电子观测发现，电子偏转角θ服从高斯分布， 且其均方值θ2与穿过物质层厚度成正比，称θ2为散 射均方角。单位质量厚度散射均方角增量定义为质 量散射本领（T/ρ）: 1 dθ 2 (T / ρ ) = ⋅ ρ dl 均方角增量。
d θ 2电子在密度为ρ的介质中穿行距充为dl时产生的散射
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2.6 射程
定义：带电粒子所能穿过的介质厚度称为射程， 定义：带电粒子所能穿过的介质厚度称为射程，是带 电粒子在入射方向上的投影长度，因而又称为投影长度。 电粒子在入射方向上的投影长度，因而又称为投影长度。 透射带电粒子数随吸收体厚度变化的曲线， 透射带电粒子数随吸收体厚度变化的曲线，称为射程 曲线。 曲线。
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Hale Waihona Puke 18•极化效应（Polarization effect）使（S/ρ）c减少 运动带电粒子产生的电场使介质中的原子极化，减弱了运 动的带电粒子产生的电场，降低了与较远的电子作用，从而减 少了碰撞能量损失。介质密度越大，近距离原子的极化对较远 电子的影响就大（密度效应（Density effect））。
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2.4 辐射阻止本领
辐射损失 ∝ Z z2/m2
其中： Z 物质的原子序数； z — 带电粒子的电荷数； m 带电粒子的质量。 在同一物质中，α粒子能量的辐射损失比能 量相同的电子约小107倍。
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β粒子的能量损失
β粒子能量损失的主要方式：（1）电离 粒子能量损失的主要方式：（1 ：（ 损失；（ ；（2 辐射损失（轫致辐射） 损失；（2）辐射损失（轫致辐射） 辐射损失与电离损失的比值
辐射剂量与防护
1Rad=100尔格/克 1Gy=100Rad, 1Rad=10-2Gy
D
d dm
反映单位质量受照射物质中从辐 射中吸收能量多少的物理量，适用 于仼何类型辐射和仼何介质 。 吸收剂量率 Gy/sec
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太阳热核反应的二个循环方式
p p CN 1H 1H 2 H e 1 H 12C 13N 2 H 1H 3He 13 N 13C e 3He 3He 4 He 21H 13 C 1H 14 N 2 H 2 H 3He n 3.26 MeV 14 N 1H 15O 3H 1H 4.04MeV 15 2 H 3H 4 He n 17.6 MeV O 15 N e 3He 2n 2.98MeV 15 N 1H 12C 4 He
R H OH R H 2O
*
O2 H * H * H 2O2
电离辐射对细胞直接损伤：
直接作用于 细胞核染色 质DNA(脱氧 核糖酸)和 RNA(核糖酸) 生物大分子 上，使分子 中鐽发生断 裂，细胞受 到破坏。
辐射使组成细胞的原子或分子发生电 离或激发，而引起细胞许多重要分子的变 化，可能会改变细胞原来的功能。如细胞 不能正常线状分裂、或引起基因变异，基 因行为改动可引起细胞遗传记忆的畸变或 导致癌症发生。
计算了Am-Be源中子场的周围剂量当量， 单位中子注量下为373.0 pSv· 2。利 cm
用本实验室计算的国产Am-Be源的中子能 谱，算得相应中子场的周围剂量当量为 374.0 pSv· 2，距离该源1 m远处空 cm 气对中子和γ射线的吸收剂量率分别为 1.457×10－2 和0.158 μGy/(GBq· h)。
辐射剂量与防护复习(全)
第一章（1）什么是辐射？辐射是指以电磁波或高速粒子的形式向周围空间或物质发射并在其中传播的能量的统称。
（2）辐射的分类非电离辐射：能量小于12.4eV，如紫外线、可见光、红外线和射频辐射电离辐射：能量大于12.4eV，如X射线、γ射线、中子、α射线、β射线等电离能量12.4eV作为界限有重要生物学意义，它是辐射使组织发生电离所需的最低能量。
电离：从一个原子、分子从其束缚状态释放一个或多个电子的过程。
电离辐射：与物质直接或间接作用时能使物质电离的辐射。
在辐射防护领域，凡是静止能量大于电子的带电粒子，习惯上称为重带电粒子。
带电粒子在物质中的损失能量的主要途径：电离和激发。
其次是轫致辐射。
带电粒子通过物质时，其中最重要作用是带电粒子非弹性碰撞直接使原子电离或激发。
非带电粒子则一般通过次级效应产生次带电粒子使原子电离或激发。
带电粒子与物质的相互作用(1)电离和激发入射带电粒子与靶原子的核外电子通过库仑作用，使电子获得能量而引起原子的电离或激发。
电离——核外层电子克服束缚成为自由电子，原子成为正离子。
激发——传递能量小时，使核外层电子由低能级跃迁到高能级而使原子处于激发状态，退激发光。
退激——（1）外壳层电子向内壳层空位填补使原子回到基态，跃迁时多余的能量以特征X 射线的形式释放出来；（2）多余的激发能直接使外层电子从原子中发射出来，这样发射出来的电子称为俄歇电子。
(2)韧致辐射（高能电子在物质中损失能量的主要方式）当带电粒子在原子核附近穿过时，入射粒子在原子核电场中产生加速运动。
按经典物理学的观点，带电粒子将以正比于其加速度的平方（即z2Z2/M2）辐射电磁波，这就是轫致辐射。
（3）弹性散射带电粒子与靶原子核的弹性散射入射粒子既不辐射光子，也不激发或电离原子核，但入射粒子受到偏转，其运动方向改变。
作用前后系统的动能与动量不变。
（1）重带电粒子发生弹性散射的几率较小，轻带电粒子的几率大。
（2）小角度散射远远大于大角度的散射几率。
辐射剂量与防护 复习
B E r , a ( d a d b ) Bt max B E r , b ( d a d b )
（2）两种原子序数相差很大
a) 低Z在前,高Z在后
Bt B E r , ( d )高
即总积累因子值,可以用高Z介质的代替，原因是光
描述辐射场本身的性 质，集中体现在辐射传 输方程；
描述辐射能量在物质 中的转移和沉积；
用品质因数加权的吸 收剂量
二、射线与物质相互作用
1、带电粒子与物质的相互作用 带电粒子类别: 电子、重带电粒子（质子、α粒子、
重离子）
主要作用类型: •非弹性碰撞 •辐射相互作用
•弹性碰撞
2、γ(X)射线与物质的相互作用 （1）与物质的作用类型（按能量吸收多少划分）
完全吸收：光电效应、电子对生成、光核反
应和光介子生成等。
部分吸收：康普顿散射和核共振散射。
不吸收：弹性散射。
3、中子与物质的相互作用 1 分类 高能中子 能量大于10MeV 快中子 100keV------10MeV 中能中子 1keV--------100keV 慢中子 0-------1keV（热中子----与周围物质处 于热平衡的中子。在常温20.40C下，热中子的平 均能量为0.0253eV）
第一篇 辐射防护基础
概念定义
电离：从一个原子、分子或其它束缚状态释放一 个或多个电子的过程； 电离辐射：由能通过初级过程或次级过程引起电 离的带电粒子或不带电粒子组成的，或者由它们 混合组成的辐射；
概念定义（续）
电离辐射场：电离辐射无论在空间，还是在介质 内部通过、传播以至经由相互作用发生能量传递 的整个空间范围，由此形成的场；
L 2
辐射剂量与防护
辐射对人体的危害放射性物质对人体的危害主要是由其产生的辐射引起的。
辐射对人体的效应是从细胞开始的。
它会使细胞的衰亡加速，使新细胞的生成受到抑制，或造成细胞畸形，或造成人体内生化反应的改变。
在辐射剂量较低时，人体本身对辐射损伤有一定的修复能力，可对上述反应进行修复，从而不表现出危害效应或症状。
但如果剂量过高，超出了人体内各器官或组织具有的修复能力，就会引起局部或全身的病变。
下表为目前国际上公认的辐射的生物效应。
从中可以看到：人体能够耐受一次250豪希伏的集中照射而不致遭受损伤。
当然各个人的抵抗能力和体质是有所不同的。
全身受照射剂量可能发生的效应0-0.25希伏没有显著的伤害0.25-0.50希伏可以引起血液的变化，但无严重伤害0.50-1.0希伏血球发生变化且有一些损害，但无疲劳感1.0-2.0希伏有损伤，而且可能感到全身无力2.0-4.0希伏有损伤，全身无力，体弱者可能死亡4.0希伏50%的致命伤6.0希伏以上可能因此而死亡1希伏(sv)=1000豪希伏(msv)=1000000微希伏(μsv)人体每千克体重每小时接受的辐射能量为1焦耳时，受到的辐射剂量为1希伏。
我们身边的辐射说起辐射，人们就会有些害怕，因为它看不见，摸不着，却会给人体造成伤害。
其实辐射并不是一种稀罕物，我们的周围到处存在着辐射。
在日常生活中，我们晒太阳、看电视、戴夜光表、乘飞机、拍X光片等，都会受到一定的辐照。
只是生活中的辐照都是微量的，不会对人体造成伤害，所以人们也感觉不到它的存在。
而大量的辐射对人体是非常有害的，因此我们应该通过采取一些相应的保护措施来防止和减少辐射对我们人体的伤害。
天然本底辐照自然界中放射性是到处存在的，我们一直在接受天然本底的辐照。
天然辐射的“本底”有两个来源：一个是高能粒子形式的辐射，它来自外层空间，统称宇宙射线；另一个来源是天然放射性，即天然存在于普通物质（如空气、水、泥土和岩石，甚至食物）中的放射性辐射。
辐射防护考试重点
宣贯内容（仅仅是要点，关键还请大家自己关注辐射防护专栏）1、辐射防护基本常识核电厂常见的辐射为α辐射、β辐射、γ辐射和中子辐射；γ射线(包括X射线)和中子主要为外照射危害；α、β射线主要为内照射危害；放射性物质表面污染分松散污染和固定污染；松散污染有空气污染风险；通常减少外照射的防护方法主要是减少时间、增加距离、源项屏蔽；2、防护用品的使用控制区内七件套防内污染的特殊防护用品：气衣、气面罩、防尘半面罩、防尘全面罩、密闭式呼吸保护器；穿气衣的正确穿法是：除纸帽和安全帽的五件套+纸衣+乳胶手套；出污染控制区脱附加防护用品的顺序是：乳胶手套、纸衣、塑料鞋套；实操培训中有讲过3、边界门的管理控制区通行证是进入控制区的有效证件进入橙、红区需办理有效的《高辐射风险工作许可证》；边界实行上锁管理；打开控制区边界门需通知主控和辐射防护；功率运行情况下反应堆厂房视为红区管理；控制区边界包括临时控制区边界处剂量率限值；4、剂量限值年剂量限值、调查值、干预值控制区内绿区的公共通道允许存放的最高剂量率的放射性物品；5、仪表监测C1门：七件套MPR200+ β探头：出污染控制区测量手脚部污染监测S—100：工作负责人用于监测环境剂量率；CPO：出控制区监测小件物品；WBC：监测内污染；6、物品进控制区的管理非放射性物品进入控制区应尽可能除去其外包装材料。
禁止将透明塑料布等在水中不易识别的材料带入控制区；放射性物品禁止LX/ET/AC/QS 的冷更衣间进出控制区；7、放射性物品运输放射性物品运输时，司机座位处剂量率＜100μSv/h；非放射性物品出控制区应该填写《非放射性物品出控制区登记表》；放射性物品厂内运输工作负责人必须填写《放射性物品出控制区登记表》才能出控制区；任何有放射性的物品打包运输，都必须用红色塑料袋包裹，以免与非放射性物品混淆；接触剂量率≥500μSv/h 而<2mSv/h 的放射性废物，工作负责人应及时将其送往N234 废物收集点；接触剂量率≥2mSv/h 而<10mSv/h 的放射性废物，工作负责人应及时将其放入废物收集点或N265 的废物桶中；有非固定表面污染的放射性物质，出控制区前必须要有适当的包装，并保证包装表面污染水平低于0.4Bq/cm2；如果放射性物品有液体流出风险，必须采取适当措施，保证无液体流出；用测量仪表测量每个货包的表面污染和接触剂量率，幷根据测量结果填写《放射性物品出控制区登记表》或《非放射性物品出控制区登记表》，粘贴相应的货包标签；8、控制区内的注意事项（复训教材中的行为规范）在控制区内拿取安全帽应拿帽前沿，不得接触安全帽内衬布带。
辐射剂量学与辐射防护
辐射剂量学与辐射防护辐射剂量学与辐射防护辐射剂量学和辐射防护是在核能利用的过程中不可或缺的两个学科。
辐射剂量学主要研究辐射的物理和生物剂量效应，辐射防护则是为了防止辐射对人体造成损害而制定的防护措施。
一、辐射剂量学辐射剂量学是研究辐射剂量的分布和效应规律的学科，是核辐射防护的基础。
辐射剂量的单位是戈瑞(Gy)，表示每公斤物质受到的辐射的能量。
辐射剂量的计算需要考虑多种因素，包括放射源的性质、放射性物质的半衰期、辐射能量等。
辐射剂量可以分为内部剂量和外部剂量。
内部剂量来源于人体内部吸入或摄取放射性物质产生的辐射剂量，外部剂量则源于周围环境中的辐射源。
在实际应用中，还需要考虑不同辐射类型和不同生物组织的辐射效应，例如不同能量的X射线对不同组织的影响不同。
辐射效应包括急性效应和慢性效应，急性效应是指在短时间内受到大量辐射产生的生理效应，例如放射性疾病；慢性效应则是长时间接受低剂量辐射产生的生理效应，例如癌症等。
二、辐射防护辐射防护是为了保护人员、设备和环境不受辐射伤害而采取的防护措施。
它是在大规模核能利用开始之后逐步发展起来的新的科学技术分支。
辐射防护按照不同场合和目的可以分为以下几种：1.个人防护。
这是为了防止工作人员因受到辐射而导致的短期和长期的生理损害。
个人防护包括穿戴辐射防护服、佩戴防护眼镜、佩戴手套等。
2.环境防护。
环境防护主要针对核能利用过程中产生的辐射污染物的扩散和传播的防止。
环境防护包括采取污染物隔离措施、污染物清除措施和重建生态环境等。
3.建设防护。
建设防护是指在核能利用工程建设过程中，采取一系列技术措施，防止中子、γ射线等放射性粒子对工程建设人员造成辐射伤害，同时防止辐射源的扩散。
4.紧急防护。
在不幸的辐射事故中，紧急防护是保护公众和环境的重要手段。
紧急防护主要分为三个阶段：即事故初期、中期和后期处理。
在辐射防护中，有几个重要的技术手段需要特别提出：1.剂量率监测。
剂量率监测用于测量辐射场的剂量率，发现危险区域，及时采取措施减少辐射剂量。
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00从稳定性考虑,原子核原子可以分为稳定和不稳定的2大类不稳定的原子核会随着时间发生变化,会自发的或在外界影响下从某种核素元素变化到另一种核素元素,与此同时会释放出各种类型的粒子,同时释放出不同的能量,这种现象称为放射性;上述粒子携带大量能量高速运动,形成射线；常见的例外的情况是X 射线,医用、工业用X射线是由核外电子能态变化引起本课的目的：采取各种方法、手段,有效地避免放射性对人体的损害凡是存在放射性应用的地方,则必然伴随着辐射防护工作第一阶段：早期辐射损伤认识时期1895-1930第二阶段：中期辐射损伤认识时期又称放射线诊断、治疗损伤时期1930~1960第三阶段：近期辐射损伤认识时期又称流行病学调查所见的辐射损伤时期1960~现在01电离辐射：由能通过初级过程或次级过程引起电离的带电粒子或不带电粒子组成的,或者由它们混合组成的辐射；电离辐射场：电离辐射无论在空间,还是在介质内部通过、传播以至经由相互作用发生能量传递的整个空间范围,由此形成的场；辐射量：为了表征辐射源特征,描述辐射场性质,量度辐射与物质相互作用的程度及受照物质内部发生的辐射效应的量；粒子辐射：是指组成物质的基本粒子,或由这些粒子组成的原子核;既有能量又有静止质量;电磁辐射：实质是电磁波,仅有能量,没有静止质量;辐射计量学量：根据辐射场自身的固有性质来定义的物理量；辐射剂量学量：描述辐射能量在物质中的转移、沉积的物理量；辐射防护学量：用各类品质因数加权后的吸收剂量D引申出的用于防护计算的物理量；粒子通量错误!：粒子数在时间间隔dt的变化量dN,s-1能量通量错误!：辐射能在时间间隔dt内的变化量dR,J·s-1；粒子注量Φ：可以认为是进入单位截面积小球的粒子数；m-2能量注量Ψ：进入向心截面积为da的小球的辐射能dR与da的比值,J·m -2粒子注量率φ：表征单位时间内进入单位截面积小球的粒子数的多少,又称为粒子通量密度,m-2·s-1能量注量率ψ：表征单位时间内进入单位截面积小球的辐射能的多少,又称为能量通量密度, J·m -2·s-1电离：从一个原子、分子或其它束缚状态释放一个或多个电子的过程；电离密度：带电粒子在单位路径长度上形成的离子对数,单位为离子对/cm;激发：带电粒子通过物质时,原子由基态转入高能态;退激：激发态的原子不稳定,以发射光子的形式放出相应的能量回到低能态轨道;散射：带电粒子通过物质时,与带正电的原子核发生排斥作用而改变其本身的运动方向;电离和激发两过程构成了重带电粒子在碰撞过程中的主要能量损失;传能线密度LET：表示带电粒子在单位长度径迹上传递的能量;单位是MeV·cm-1射程：带电粒子从进入物质到完全被吸收沿原入射的方向穿过的最大距离,称为该粒子在物质中的射程;如果不指明在哪种物质中,就是指粒子在标准状况下的空气中的射程;平均射程：一组单能粒子射程的平均值;射程歧离：单能粒子在同一种物质中的射程并不完全相同;带电粒子与物质的相互作用：非弹性碰撞、辐射相互作用、弹性散射、核相互作用、电子对生成X、γ射线与物质的相互作用：光电效应、康普顿散射、电子对生成、相干散射、光核反应中子物质的相互作用：弹性散射、非弹性散射、去弹性散射、俘获、散裂δ粒子：能量超过某定值一般为100eV的带电粒子,可以明显偏离初始运动方向且穿越一段路程,进一步引起其它原子激发/电离;电离过程中带电粒子损失的能量并非直接沉积在当地,而是有很大一部分被δ粒子散播到其它位置;轫致辐射：快速电子通过原子核附近时,在原子核库仑场的作用下一部分能量以电磁波的形式辐射出来;高能电子能量损失的主要方式,而重带电粒子可忽略;γ射线是原子核能级跃迁蜕变时释放出的电磁辐射光子;X射线a.轫致辐射x射线;由带电粒子在原子核库仑场中慢化而产生的电磁辐射;b.特征x射线;由原子电子能级改变而产生的电磁辐射;与物质的作用类型完全吸收：光电效应、电子对生成、光核反应和光介子生成等;部分吸收：康普顿散射和核共振散射;不吸收：弹性散射;特点：在介质中可以穿行比较长的路程,一次相互作用过程中光子损失的平均能量较大; 高能中子能量大于10MeV 快中子100keV------10MeV中能中子1keV-------100keV 慢中子0-------1keV作用类型1)弹性散射：总动能守恒;2)非弹性散射：总能量、动量守恒,动能不守恒；3)去弹性散射：n,p, n,α等；4)俘获Capture：n,γ；5)散射Spallation；以上均属与原子核的相互作用;带电粒子与物质的相互作用系数一、线阻止本领,质量阻止本领带电粒子使物质原子电离或激发而损失的能量称为电离能量损失;把带电粒子在物质中单位路程上的电离损失称为电离能量损失率,又称为阻止本领;(1)阻止本领与重带电粒子电荷数的平方成正比;(2)阻止本领与带电粒子的质量无关;(3)阻止本领与重带电粒子的速度有关;(4)阻止本领与物质的电子密度NZ成正比;线阻止本领：S=dE/dl dE是dl距离上损失能量的数学期望值;单位为质量阻止本领：S/ρ单位为二、质量碰撞/辐射阻止本领质量碰撞阻止本领：指一定能量的带电粒子在指定物质中穿过单位质量厚度的物质层时,由于电离、激发过程所损失的能量;单位：J·m2/kg质量辐射阻止本领：指一定能量的带电粒子在指定物质中穿过单位质量厚度的物质层时,由于轫致辐射过程所损失的能量; 单位：J·m2/kg重离子的能量损失机制主要电离、激发临界能量：质量碰撞阻止本领=质量辐射阻止本领的电子能量非带电粒子与物质的相互作用系数一、衰减系数μ描述入射射线本身的衰减程度质量减弱系数特点和作用1、只涉及到物质中入射不带电粒子数目的减少,并不涉及进一步的物理过程;2、数值不因材料物理状态的改变而改变;3、康普顿占优势的光子能量范围内,几乎所有物质的质量减弱系数大致相同;γ射线X射线同物质相互作用,其能量分为两个部分：1、光子能量转化为电子的动能2、能量被能量较低的光子所带走二、能量转移系数μtr描述入射射线与物质作用后转移给次级带电粒子的能量份额质量能量转移系数：γ射线在物质中穿过单位质量厚度后,因相互作用,其能量转移给电子的份额;m2/kg辐射剂量学中,重要的是光子能量的电子转移部分;只涉及到在物质中入射不带电粒子能量的转移,而不涉及能量是否被物质吸收的问题三、能量吸收系数μen描述次级带电粒子与物质作用并耗散能量后最终能够留在观测物质中的能量份额质量能量吸收系数：γ射线在物质中穿过单位质量厚度后,其能量被物质吸收的份额;m2/kg不带电粒子与物质的相互作用分二个阶段：第一阶段：不带电粒子通过与物质的相互作用,把能量转移给次级带电粒子；第二阶段：次级带电粒子通过电离、激发等方式把转移来的能量大部分留在介质中；引入转移能和比释动能K,描述第一阶段的过程；转移能εtr：指定体积内由不带电粒子释放出来的所有带电的电离粒子具备电离能力初始动能之和,单位J比释动能K：dεtr即转移能的期望值;K=dεt/dm 单位：戈瑞gray,简写Gy,1Gy=1JK·g-1比释动能与能量注量的关系：K=Ψμtr/ρ比释动能与粒子注量的关系：K=F kΦP308 附表3,粒子注量Φ等于单位体积内的径迹总长度;比释动能率：错误!=AΓδ/R2,单位：J·Kg-1·s-1或Gy·s-1或rad·s-1 P75表比释动能由空间指定点的不带电粒子注量和介质的作用系数决定;谨慎保持辐射场不变,那么比释动能则由作用系数即可确定;照射量X：dQ为X,γ射线在质量为dm的空气中释放的全部电子完全被空气阻止时,在空气中所产生的一种符号离子总电荷的绝对值;X=dQ/dm照射量与粒子注量的关系：X=FxΦP22 表照射量率：错误!= AΓ/R2,单位：C·kg-1·s -1或R·s-1 P75表授与能ε1：指该能量沉积事件所涉及到的单个或单类相关电离粒子在指定体积V内发生的所有的相互作用中沉积能之和;ε1=Ein-Eout+Q带电粒子平衡条件总结：1)离介质边界要有一定的距离;被考虑的体积边界与介质边界的最短距离d必须不小于次级带电粒子在介质中的最大射程,即d≧Rmax；2)均匀照射条件;要求离所考虑体积的边界等于次级带电粒子最大射程的体积内,辐射的注量率处处相等3)介质均匀;在上述体积范围内介质均匀一致,使得粒子在该体积内的作用保持一致性；例1、一个动能E=10MeV的正电子进入体积V,通过碰撞损失掉5MeV的能量后与体积内的一个静止负电子发生湮没, 产生能量相等的两个光子,其中的一个逸出体积V,另一个在V内产生动能相等的正负电子对;正负电子在V内通过碰撞各自消耗掉其一半动能后负电子逸出V,正电子与一个静止负电子发生飞行中湮没,湮没光子从V逸出;求对V的授与能;为了便于计算假定静止的正负电子对湮没产生1MeV的光子,反之亦然解:Rin=10MeVRout=Rout1u+Rout2c+Rout3uRout1u=10-5+1/2=3MeVRout2c =3-1/2/2=Rout3u =+1=ΣQ=2mc2-2mc2+2mc2=1MeVε= Rin - Rout +ΣQ=吸收剂量D：单位质量的受照物质吸收平均电离辐射能量;D=dε/dm任一体积元内物质吸收的能量,来自两个方面：其一是该体积内释出的带电粒子就地授与的那部分能量；其二是起源于其他位置而来到这一体积的带电粒子所授与的能量;带电粒子平衡的条件下,若忽略带电粒子因轫致辐射引起的能量损失,K=D,D=f m X02按产生方式：放射性核素中子源,如镅Am铍源,锎-252源加速器中子源反应堆中子源等离子体中子源按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度,将放射源分为5类：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；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；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；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；Ⅴ类放射源为极低危险源,不大可能对人造成永久性损伤;根据射线装置对人体健康和环境的潜在危害程度,从高到低将射线装置分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类;Ⅰ类为高危险射线装置,事故时可以使短时间受照射人员产生严重放射损伤,甚至死亡,或对环境可能造成严重影响；Ⅱ类为中危险射线装置,事故时可以使受照人员产生较严重放射损伤,大剂量照射甚至导致死亡；Ⅲ类为低危险射线装置,事故时一般不会造成受照人员的放射损伤;归一化因子D值——放射源可导致确定性健康效应的“危险”活度水平；如果某放射源活度超过相应“D”值水平即被认为是“危险源”;辐射作用后产生的生物效应的特点1、低吸收能量引起高生物效应2、短暂作用引起长期效应：直接作用,间接作用1）直接作用：辐射粒子照射活细胞时,通过电离与激发与生物大分子DNA直接发生作用,导致细胞的损伤;2）间接作用：辐射粒子与细胞内环境成份通过电离与激发发生作用产生自由基,自由基扩散再与DNA作用,导致细胞的损伤;传能线密度LET：单位长度上发生的能量转移;高LET辐射：直接产生的或通过次级带电粒子产生的各电离事件之间的距离以细胞核的尺度衡量比较小的辐射;一般指快中子、质子和α粒子等;低LET辐射：直接产生的或通过次级带电粒子产生的各电离事件之间的距离以细胞核的尺度衡量比较大的辐射;一般指X、γ、β辐射等;一般说来,高LET辐射n,α的生物效应比低LET辐射X,γ的更为明显或严重;高度敏感：淋巴组织、胸腺、骨髓、性腺、胚胎、肠胃上皮中度敏感:：感觉器官、内皮细胞、皮肤上皮、唾液腺、肾、肝等轻度敏感:：中枢神经系统、内分泌腺、心脏不敏感:：肌肉组织、软骨组织、结缔组织辐射作用人体的方式：(1)外照射：是指辐射源位于人体外对人体造成的辐射照射,包括均匀全身照射、局部受照;(2)内照射：存在于人体内的放射性核素对人体造成的辐射照射称为内照射;(3)放射性核素的体表沾染：是指放射性核素沾染于人体表面;沾染的放射性核素对沾染局部构成外照射源,同时尚可经过体表吸收进入血液构成体内照射;a)确定性效应：有剂量阈值,效应的严重程度与剂量成正比b)随机性效应：无剂量阈值,发生几率与剂量成正比,严重程度与剂量无关当组织中相当数量的细胞被电离辐射杀死后,此时在组织或器官中产生临床上可以检查出来的严重的功能型损伤,即为确定性效应,此时会产生放射病;阈值为100mGy;随机性效应是指发生几率而非严重程度与剂量的大小相关的效应;从防护的角度来看认为不存在剂量阈值;分为在受照者体内可能引起癌症和由生殖细胞异常从而引发受照者后代出现遗传疾患等2大类;吸烟的作用：缩短了辐射诱发肿瘤出现的时间;有益的：人类生存条件之一,天然辐射提高免疫力、刺激作用;有害的：大剂量照射时,可能得各种放射病；与个体相关的辐射量1. 剂量当量剂量当量是组织内被考察的某一点H=DQN N=1当量剂量是被考察的组织的平均值H TR=D TR W R品质因数即辐射权重因数：wα=25 , wX=1 ,wγ=1 ,wn=252.剂量当量率dH/dt 单位：Sv/s3.危险度与有效剂量当量危险度γT：有了某一个器官的受照剂量当量和该器官的危险度就能唯一确定辐照对该器官产生有害生物效应的发生几率;相对危险度的权重因子：ωT=γT/γ全为了计算受到照射的有关器官和组织带来的总的危险即局部器官对人体整体的影响,相对随机性效应而言,在辐射防护中引进了有效剂量当量：H E=ωT H T相对危险度权重因子即组织权重因子：w肺=, w甲状腺=4.待积当量剂量待积剂量当量：人体单次摄入放射性物质后,某一器官或组织在50年内将要受到的累积的剂量当量;待积有效剂量当量：受到辐射危险的各个器官或组织的待积当量剂量经WT加权处理后的总和;受辐射对象的特点及需考虑因素：材料组成、几何形状、体积、受关注层次、按可分割性、按运动状态注意：无论什么方法,均倾向于计算机自动处理,这需要重视特别是蒙特卡罗方法,则基本依靠计算机;应用上,由于人体是不允许分割的,因此围绕人体制作的各类体模是最多的;吸收剂量指数DI：以待测点为中心,直径为30cm的ICRU球内的最大吸收剂量;单位时间内的吸收剂量指数为吸收剂量指数率;剂量当量指数HI：即当ICRU球心位于该点时,球内的最大剂量当量H值;扩展场：注量及其角分布、能量分布在所关心的区域处处与实际辐射场中参考点的相同的辐射场;齐向扩展场：注量及其能量分布在所关心的体积中处处与实际辐射场中参考点的相同,而注量是单向的衍生辐射场;如果HT,皮肤> 10倍HE ,皮肤,表示射线能量大部分停留在人体表层,即为弱贯穿,反之为强贯穿周围剂量当量Hd主要用于强贯穿场情况,且多用H10 mm定向剂量当量H’d, Ω一般用于弱贯穿辐射,且多用H’, Ω; mm生活中的辐射来源：天然辐射、人工辐射天然辐射是人类的主要辐射来源天然辐射：宇宙射线、宇生放射性核素、原生放射性核素一般场所：天然本底为 2. 4mSv/year, 多为内照射222Rn, 60%辐射防护的目的：1 防止确定性效应的发生；2 减少随机性效应的发生率,使之达到可以接受的水平;辐射防护的基本原则:1、辐射实践正当化：只有当辐射实践所带来的利益大于为其所付出的代价时,才能认为该项辐射实践是正当的; 这是指导辐射实践的第一准则；2、辐射防护的最优化：在实施某项辐射实践的过程中,可能有几个方案可供选择,在对几个方案进行选择时,应当运用最优化程序,也就是在考虑了经济和社会的因素之后,应当将一切辐射照射保持在可合理达到的尽可能低的水平,也叫做ALARA原则3、个人剂量当量限值：对于给定的某项辐射实践,不论代价与利益的分析结果如何,必须用剂量当量限制对个人所受到照射加以限制;辐射防护标准一般分为：基本限值、导出限值、管理限值、参考水平基本限值：工作人员随机性效应：HE<=50mSv 确定性效应：HE<=500mSv公众人员随机性效应：HE<=5mSv 确定性效应：HE<=50mSv导出限值DAC＝ALI/103Bq/m3,年吸入量限值ALI管理限值应低于基本限值和相应的导出限值参考水平记录水平：高于它们时结果应当记录下来,低于时被忽略；调查水平：高于它们时应当对结果的起因或含义进行考查；干预水平：某种确定的补救行动所避免的剂量, 高于它时应当考虑补救行动;公众中个人的剂量限值不包括天然本底照射和医疗照射;03(1) 外照射：是指辐射源位于人体外对人体造成的辐射照射,包括均匀全身照射、局部受照;(2) 内照射：存在于人体内的放射性核素对人体造成的辐射照射;外照射防护基本原则：尽量减少或避免射线从外部对人体的辐射,使之所受照射不超过国家规定剂量限值; 内照射防护基本原则：制定各种规章制度,采用各种措施,尽量减少放射性物质进入体内的机会； 外照射防护：①缩短受照时间；②增大与辐射源的距离；③在人与辐射源之间增加防护屏蔽内照射防护：包容：采用通风橱、手套箱、防护用品等 隔离：工作场所进行分级、分区管理; 净化：降低放射性物质浓度、降低物体表面放射性污染水平; 稀释：降低放射性浓度到控制水平以下; 减弱倍数K ：无量纲,表示屏蔽层材料对辐射的屏蔽能力,通过屏蔽层前后剂量当量指数率之比透射比η=1/K ：无量纲,表示辐射对屏蔽层材料的穿透能力透射系数ζ：设置厚度为d 的屏蔽层之后,离X 射线发射点1m 处,由该射线装置单位工作负荷1mA ·min 所造成的当量剂量;单位为Sv ·m2·mA ·min-1半减弱厚度Δ1/2和十倍减弱厚度Δ1/10Δ1/2的定义: 将入射X 或γ光子数注量率或照射量率等 减弱到一半所需的屏蔽层厚度;Δ1/10的定义: 将入射X 或γ光子数 注量率或照射量率等减到十分之一所需的屏蔽层厚度;X 射线机发射率常数δx ：管电流为1mA 时,距离阳极靶1m 处,由初级射线束在空气中产生的空气比释动能率 单位：mGy ·m2·mA-1·min-1空气比释动能率：2x a ./I δr K发射率常数δa ：视X 射线源为点源,单位束流1mA,在标准距离1m 处形成的吸收剂量指数率;单位：Gy ·m2·mA-1·min-1吸收剂量指数率：2a ./I δr D I = 放射性核素点源：即放射源可以视作一个点,射线向四面八方发射,形成一个各向同性辐射场；如果辐射场中某点与辐射源的距离r,比辐射源本身的几何尺寸L 大5倍以上,即可把辐射源视为一个点源; 照射量率常数Γδ,单位C ·m2·kg-1·Bq-1·s-1 照射量率计算公式：2.r ΓA X =单位C ·kg-1·s-1 P75表 最多为点源,其余均可以归结于线源、面源、体源类型 线源照射量率：rLA X 2tan Lr Γ21-.=能谱的硬化：随着通过物质的厚度增加,那些不易被减弱的 “硬成分” 所占比重会越来越大 窄束条件下不考虑散射射线的存在,宽束考虑,引入修正因子Bn ； 1双层介质的原子序数相差不大（2）两种原子序数相差很大1低Z 在前,高Z 在后2高Z 在前,低Z 在后 a 、当光子能量较低时：B 、当光子能量较高,超过与高Z 介质线减弱系数最小值相应的那个能量Er,min 高：P95,例1直接用公式计算利用减弱倍数法计算利用半减弱厚度或十倍减弱厚度计算令K=2n,则n=logK/log2,屏蔽厚度d=n△1/2综合考虑防护性能、结构性能、稳定性和经济成本,常用材料有：铅：屏蔽能力好,但结构较软,一般采用钢骨架支撑；常用于铅容器、活动屏、铅砖等;钢铁：屏蔽能力、结构性能均很好;常用于防护铁门等;混凝土：屏蔽能力好,造价便宜；多用于固定的防护屏障;水：来源广泛,本身液体；透明度好,常以水井、水池等贮存放射源;加速器X射线的屏蔽计算1、沿入射电子方向的初级X射线的屏蔽计算HI,rd：经过厚度为dm的屏蔽层后,在参考点上初级X射线束的剂量当量指数率,单位Sv·h-1; δa0°：加速器X射线的发射率常数,Gy·m2·mA-1·min-1HL,h：参考点上剂量当量指数率的控制水平,单位是Sv·h-1,由前面的剂量限值给定;ηx：透射比；透射比ηx可由下列公式表示：结合附图11～15,则可以得到对X射线的屏蔽材料厚度；2、垂直于入射电子方向的初级X射线的屏蔽计算δa90°ηx'：等效透射比,利用等效入射电子能量得到,见P105图；γ点源的屏蔽计算确定屏蔽厚度,ηr通过查阅附图5~10,K通过查阅附表8~15,即可以计算屏蔽材料的厚度；P107 P108 初级屏蔽层厚度：W·u·q：有效工作负荷,对X射线机mA·min·周-1,对γ射线治疗机Sv·m2·周-1；ξ:对X射线机是透射系数ξ,对γ射线治疗机是透射比η；得到透射参数ξ后,查附图5、8和18~23,可以得到相关材料的屏蔽厚度；散射射线为主的屏蔽计算散射比αM：表征通用情况下人体对射线的散射程度屏蔽的透射系数ξX,S计算X射线：γ射线：1)若屏蔽散射线所需的厚度ds和屏蔽泄漏射线所需的厚度dl之差大于一个10倍减弱厚度从P103～104图~查找,此时选择较厚者作为屏蔽厚度；2)若屏蔽散射线所需的厚度ds和屏蔽泄漏射线所需的厚度dl之差小于一个10倍减弱厚度,此时选择较厚者＋对应材料的半减弱厚度作为屏蔽厚度；04若β粒子最大能量Emax ,单能粒子束能量也为Emax ,在低Z物质中的射程R为：公式使用要点：1 射程R的单位是g·cm-2；2屏蔽层的厚度d = R/ρ即可；选择使β射线的韧致辐射份额尽量少的材料,同时还要保证相当的屏蔽效果;常用材料有：铝、有机玻璃、混凝土等05中子源分类：按能谱分类：单能中子源,多能中子源按产生方式：一、放射性核素中子源二、加速器中子源三、反应堆中子源四、等离子体中子源单能中子比释动能：K=F kΦ单能中子剂量当量指数：HI=fHI,n·Φn1弹性散射分为势散射和复合核散射两种2非弹性散射分为直接相互作用过程和形成复合核过程辐射俘获n,γ、带电粒子的发射、裂变反应n,f窄束不考虑散射射线,宽束考虑;。