电离辐射剂量学(final)-rev
电离辐射量和单位
电离辐射量和单位撰写时间：2012-6-8 文章作者：质检总局计量司文章来源：《我们身边的电离辐射》在人类发现和认识电离辐射的过程中，如何定义适当的物理量用以正确表述对电离辐射量的测量，一直是电离辐射计量学的重要任务。
自从1895年伦琴发现X射线并很快付诸医学应用开始，伴之而来的问题就是如何度量X射线。
直到1925年第一届国际放射学大会，产生了第一个关于辐射测量和标准化的专业组织“国际辐射单位委员会”（ICRU）。
后来，在该组织的名称中又强调并且加入了测量，确定为“国际辐射单位与测量委员会”（简称ICRU未变）。
ICRU的成立，为全球电离辐射量和单位的标准化工作奠定了基础。
随着科学技术的不断进步，历经50年的技术发展，ICRU在不断完善科学定义的基础上于1974年提出建议，并于1975年通过第15届国际计量大会决议确定（1）对放射性活度的国际制单位s－1采用专名贝可勒尔（Becguerd），记号为 Bq，1Bq=1s－1；（2）对吸收剂量的国际制单位[焦·千克－1]，采用专名“戈瑞”（Gray），记号为Gy。
从此，开始了全世界范围内辐射量和单位的国际制单位推行工作。
我国一直十分重视统一单位制的工作。
早在1959年6月25日国务院就发布了关于统一计量制度的命令，确定米制单位为我国的基本计量单位。
1977年5月27日国务院颁布《中华人民共和国计量管理条例（试行）》在第三条中明确规定“逐步采用国际制单位”。
1978年8月原国家标准计量局设立“国际单位制办公室”。
1984年2月27日国务院发布《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》。
1984年 6月9日原国家计量局以文件的形式发布《中华人民共和国法定计量单位使用方法》。
1985年9月6日颁布的《计量法》以国家法律的形式强调“国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位，为国家法定计量单位。
”但是由于各种原因，特别是受旧的习惯势力的影响，使得国际制单位的使用还存在不少问题。
第三讲辐射剂量学基础ppt课件
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)。
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辐射防护与安全基础
根据细胞的功能，可将组成人的细胞分成 两大类，一类称做体细胞，一类称做生 殖细胞(精子和卵子)。前者是构成个体 本身(躯体)的各种细胞，后者则是专为 繁殖后代的细胞。
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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。
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辐射防护与安全基础
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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
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。
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辐射剂量学基础
➢ 医学临床和生物学研究中常用到的量大多也是用模拟 测量或计算而得出的。
整理课件
8
2.2.2 常用剂量学量中的物理量
辐射剂量学中最基本的量是吸收剂量。吸收剂量(D)是
电离辐射授与质量元的平均能量(d)除以该体元的质量(dm)
是组织权重因子，其值列在表2-4中。
E T HT T
(2.5)
器官剂量和有效剂量的单位为J·kg1， 其单位的专用名为希沃特(Sv)。
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27
器官或组织 性腺 红骨髓 结肠 肺 胃 膀胱 乳腺
表2-4 组织权重因子T
T
器官或组织
T
0.20
肝
0.05
0.12
食道
0.05
0.12
甲状腺
0.05
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12
2.2.3 用于外辐射的实用量
用于外辐射的实用量主要指周围剂量当量， 定向剂量当量，人员剂量当量等，它们主要用于 辐射防护的测量。为介绍这几个量的方便，首先 介绍以下术语。
整理课件
13
2.2.3.1 几个常用术语
a. 强贯穿辐射和弱贯穿辐射
依赖与皮肤剂量与有效剂量之比。当宽束正常 入射时，皮肤接受的剂量比有效剂量高十倍以上时， 称之为弱贯穿辐射，否则为强贯穿辐射。能量低于 2MeV的a和β粒子，能量小于12keV的Χ和γ光子是 弱贯穿辐射。中子均属强贯穿辐射。
例如，可以说氢(H)的吸收剂量，氧(O)的吸收剂量。但当说空气、 肌肉、骨等的吸收剂量时，这类混合物的吸收剂量应按其成分(按重量 计)进行加权平均求得：
空气： 肌肉：
放射治疗辐射剂量学
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
电离辐射剂量学基础课件——第二章 剂量学基本概念
)a
( e W
)a
[h
( en
e
)
a
]
( W
)a
三．X和 X值得说明的问题
•含义: 自由空间或不同于空气的材料内某一点的照射量
或照射量率的概念 •可以用空气碰撞比释功能Kc,a来取代照射量
原因：a. 由电离电荷量到能量的换算（乘以(w/e)a 因子）很不方便
b. Exposure的含义容易混 •对于点源：
(5) tr Ee EA Ee' hv hvk hv"
注：E1是由反冲电子Ee的轫致辐射释放的带电粒子，不能作为 独立事件产物再加到εtr中去。
(2)PP
tr E E hv 2mc2 hv Q
电子对生成过程中反应能为Q=-2mc2，mc2为正负电 子的静止质量能。
3.εtr通用表示方法
(1)定义
1 E
(2)通用表达式
E1 Ein Eout Q
16O(n,αγ)13C Q=-2.215MeV
Ee’
En
δ
α
e+
hυ
13C e-
hυB
一次能量沉积事件的授与能示意图
1 En Ee' hvB 2.215Mev 1.022Mev
3.总授与能ε
Ei Ein Eout Q
研究不带电粒子在介质中的能量转移，有必要对二个阶段 （过程）分别考虑
比释动能是描述不带电粒子在物质中转移能量的第一阶段的 一个物理量
二、Energy transferred （转移能）εtr
1.定义 在指定体积V内由不带电粒子释放出来的所有带电的电离 离子初始动能之和，用εtr表示，单位是J。
2.典型过程的转移能分析
辐射剂量学知识点
一、填空、简答所涉及的重点：1、注量（尤其注意各向同性场）2、立体角的辐射度3、各个量的谱分布4、注量与径迹长度关系（注意推导）5、带电粒子与物质作用方式、沉积方式、能量损失因素6、高能中子损失能量方式7、分清哪些量是表征带电粒子或不带电粒子8、不带电粒子与物质作用的三个重要效应（八字）9、比释动能概念知道其与注量关系、点源的比释动能计算、不同介质比释动能的表达式10、照射量定义及单能光子场的表达式P54、X、r射线的理解、点源照射量率的计算11、吸收剂量的概念12、自由空气电离室（设计、条件）13、吸收剂量与比释动能的区别和联系（注意什么情况下吸收剂量表示比释动能）14、腔室理论中B-G腔室成立条件、腔室理论中介质吸收剂量与室壁吸收剂量的关系（厚壁与薄壁）、照射量关系P11115、腔室中带电粒子描述16、刻度因子只需要了解大概是什么个情况（估计不考）17、中子与r辐射场如何测量18、剂量计主要指标19、量热计的类型及量热计在计量计中的地位（对于基准传递做大致了解就好啦）20、化学剂量计中要掌握伏里克剂量计（组成与配置）及三价铁、二价铁产额关系式、辐射化学产额21、吸收剂量计算（这个不考）22、热释光剂量计超限性解释（估计会考成简答题的概率很大）23、固体核计量计（SSD）能探测什么，不能探测什么24、外照射中体模概念机RCRU球（大小、指标）（它的推导不用看）25、体模中剂量、参考点（绝对）测量（这个两颗星重点推荐）26、百分深度剂量（两颗星重点推荐）及组织空气比（可与吸收剂量联系）27、外照射中射野中某一深度计算（P212例题，此类型必考但不是原题）28、内辐射中衍生辐射场概念、内辐射计量学中滞留函数及参考人、确定性效应与随机性效应、待积当量与有效剂量29、工作环境居留因子分布情况30、ICRP模型计算、照射分为哪三类、人工辐射源分类、开放性辐射区分类及中国是如何划分的、外辐射防护三要素、内辐射防护原则（八字原则）、辐射防护限值、放射性污度的定义31、互异定理解释、放射性核素的分组及常见核素32、天然辐射源、环境监测使用量、X、r对人体的影响33、窄束衰减规律、宽束对积累因子的影响、积累因子的选取、不同辐照下不同屏蔽材料的选择34、不确定性效应与受照的关系35、天然辐射（2.4msv）36、控制区橙区的环境剂量率（2-100msv/h）37、中子与人体组织有哪几种作用类型（一颗星重点推荐）38、知道哪种剂量计不需刻度39、内照射防护基本原则（5条）及各原则意义与相应条件40、核事故的分类（5种）41、库室模型二、计算（可能涉及到的重点计算）1、化合物中组织本领计算2、比释动能计算3、点源计算4、当量剂量与有效剂量的计算、5、半价层厚度及屏蔽层厚度的计算6、空腔电离室、介质、室壁吸收剂量的计算7、线源的计算8、照射率计算9、库室模型（估计必考）P251、子孙衰变P25410、X射线机的发光常数。
基础辐射剂量学
3.0 2.001 -2.4020 1.4040
3.5 1.665 -1.6470 0.9841
4.0 1.468 -1.2000 0.7340
5.0 1.279 -0.7500 0.4741
6.0 1.177 -0.5081 0.3342
8.0 1.089 -0.2890 0.2020
10.0 1.052 -0.1896 0.1398
能
D = dε / dm
单位是J·kg-1，专用单位是Gy,cGy.
电离辐射给予某一体积中物质的授予能表示为
∑ ε = Renter − Rexit + Q
照射量
照射量是X(γ)辐射在质量为dm的空气中释放的全部 次级电子完全被空气阻止时，在空气中形成的同一
种符号的离子总电荷的绝对值dQ 与dm 的比值,
电离室的能量响应
电离室的能量响应是指电离室的灵敏度随电离辐 射能量的变化情况，等于室壁材料和空气的质能 吸收系数之比。
电离室的复合效应
电离室工作在饱和区，但也存在正负粒子的复合 效应，并且复合效应随辐射类型和辐射强度变化 ，复合效应对收集效率的效率可以用复合修正因
子Ps描述。
用双电压法确定Ps，即对相同的辐射场，电离室分
8.0 0.9502 -0.03732 0.05905
10.0 0.9516 -0.01041 0.05909
脉冲扫描辐射二次项拟合系数
PS = a0 + a1(Q1 / Q2 ) + a2 (Q1 / Q2 )2
电压比
ao
a1
a2
2.0 4.711 -8.2420 4.5330
2.5 2.719 -3.9770 2.2610
辐射剂量
亦简称剂量。
在放射医学和人体辐射防护中，电离辐射量（剂量）是一个问题。
在放射线量中也采用国际单位（SI），根据国际辐射单位测量委员会的建议（1962），日本的计量法于1966年已作了大幅度的修正。
如以生物效应作为目标，辐射与生物分子相互作用生成的离子和激发分子的数量及分布较之辐射线能谱的状况更为重要，因而多采用了下列各种单位：电离辐射标志（1）照射量（exposure dose）：所谓照射量描述x射线和 射线在空气中电离能力的量。
它的定义是在标准状态下1立方厘米的空气（1.293毫克空气）中产生1静电单位电量。
照射量X是dQ除以dm所得的商，其中dQ的值是在质量为dm空气中，由光子释放的全部电子（负电子和正电子）在空气中完全被阻止时所产生的离子总电荷的绝对量，即：X＝dQ/dm。
单位：库仑·千克-1（C/kg）；伦琴的定义是：在1R X或γ射线照射下，在0.001293g（相当于0℃和760mm汞柱大气压力下1cm-3干燥空气的质量）空气中所产生的次级电子在空气形成总电荷量为1静电单位的正离子或负离子。
照射量只对空气而言，仅适用于X或γ射线。
（4）辐照剂量率（exposure rate）：系指单位时间内的照射量（exposure dose）；（2）吸收剂量（absorbed dose）：所谓吸收剂量是指单位质量物质接收电离辐射的平均能量。
定义为dε除以dm所得的商，其中dε是致电离辐射给予质量为dm的受照物质的平均能量。
即D＝dε/dm吸收剂量的SI 单位是焦耳·千克-1（J·kg^-1），SI单位专名是戈[瑞]（gray），符号Gy。
暂时与SI并用的专用单位名称是拉德，符号为rad。
1Gy＝1J·kg-1＝100rad，或1rad＝10-2J·kg-1＝10-2Gy。
它是描述电离辐射能量的量。
当电离辐射与物质作用时，其部分或全部能量可沉积于受照介质中。
辐射剂量学基础课件
环境科学和辐射剂量学的交叉研 究主要关注环境中辐射的来源、 传播和影响，有助于评估环境中 的辐射风险和制定相应的监测与 管理策略。
医学与辐射剂量学
医学与辐射剂量学的交叉研究主 要涉及放射治疗、放射诊断和医 学影像等领域，有助于提高医学 放射治疗和诊断的安全性和有效性。
辐射剂量学在医学和环境监测中的挑战与机遇
应用
闪烁计数器常用于测量X射线和γ射线等低能辐射，广泛应用于放射性 核素测量、环境辐射监测等领域。
半导体探测器
概述
半导体探测器是一种基于半导体材料特性的辐射剂量测量仪器，它利用半导体材料中电子和空穴的运动规律来测量辐 射剂量。
工作原理
半导体探测器内部装有半导体材料，当辐射进入探测器时，与半导体材料相互作用，产生电子和空穴对，这些电子和 空穴在电场作用下产生电流，通过测量这个电流即可推算出辐射剂量。
监测方法包括使用大气采样器和辐射剂量测量仪器等手段，采集大气中的放射性物质样品，测量其放射性活度和剂量率等参 数，并将监测结果与相关标准进行比较，判断是否符合安全要求。
土壤和地下水的辐射监测
土壤和地下水是核设施正常运行和核废料处 理过程中容易受到放射性物质污染的环境介 质。辐射剂量学可以通过监测土壤和地下水 的辐射水平，了解其放射性污染状况，评估 其对环境和公众的影响。
辐射剂量学在其他医学应用中的应用包括剂量测量方法的研究、辐射生物效应的研究、医学设备的剂 量学特性评估等方面。通过对这些领域进行深入研究和探索，可以为医学研究和临床实践提供更加科 学和可靠的依据。
05
辐射剂量学在环境监测中 的应用
核设施周围环境的辐射监测
核设施运行过程中产生的放射性物质 会释放到环境中，对周围环境产生辐 射影响。辐射剂量学可以通过监测核 设施周围环境的辐射水平，评估其对 环境和公众的影响，为核设施的安全 运行提供科学依据。
【精品】第二章辐射剂量学
第二章辐射计量学主讲:张玲玲土木与环境工程学院课堂回顾一、辐射剂量学的基本量和单位放射性活度；照射量；照射量率；比释动能；吸收剂量；吸收剂量率；剂量当量；有效剂量当量；待积剂量当量；集体剂量当量；集体有效剂量；剂量当量负担和集体剂量当量负担二、与辐射防护有关的量与概念关键人群组；关键照射途径；关键核素；危险度；危害随机性效应；非随机性效应（确定性效应）；四、剂量限制体系辐射防护原则；基本限值；导出限值；管理限值导出限值定义：根据基本限值，通过一定的模式导出一个供辐射监测结果比较用的限值，这种限值称为导出限值。
引出导出限值的原因：辐射防护监测中，测量结果很少能直接用剂量当量来表示。
为了管理目的，主管部门或企业负责人可以根据最优化原则，对辐射防护有关的任何量制定管理限值。
必须严于基本限值或导出限值。
第二节电磁辐射的量度单位电磁辐射定义回顾电磁辐射是由同相振荡且相互垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。
电场强度E磁场强度H一、电场强度E定义：是用来表示电场中各点电场的强弱和方向的物理量。
匀强电场中，场强公式是：E=U/d式中，U是电场中某点的电势d是沿电场线方向上的距离。
一般单位：V/m（伏/米）、mV/m（毫伏/米）、μV/m（微伏/米）。
表示电场干扰大小时：dB（分贝）微波领域，电磁场的强弱常用功率密度表示：W/cm2（瓦/厘米2）、mW/cm2（毫瓦/厘米2）、μW/cm2（微瓦/厘米2）二、磁场强度H定义：在任何磁介质中，磁场中某点的磁感应强度Ｂ与同一点上的磁导率u 的比值，称为该点的磁场强度。
定义式：H=B/u式中，B-磁感应强度u-磁导率单位：A/m（安/米）、mA/m（安毫/米）、μA/m（微安/米）三、射频电磁场高频与甚高频的电场强度单位：▪ V/m （伏/米）、mV/m （毫伏/米）、μV/m （微伏/米）、dB （分贝） 特高频单位：▪ W/cm 2（瓦/厘米2）、mW/cm 2（毫瓦/厘米2）、μW/cm 2（微瓦/厘米2） 四、其他常用的表示电磁辐射强度大小的单位1、功率 辐射功率越大，辐射出来的电、磁场强度越高，反之则小。