电离辐射剂量学(3)

1、电离辐射剂量学肖德涛辐射防护和环境保护工学博士南 华 大 学 教 授 、 博 士 生 导 师TEL13307478601E-mail:第四讲第四讲 外辐射实用量外辐射实用量 一、外辐射实用量的引入一、外辐射实用量的引入 1.辐射防护的目的辐射防护的目的 防止有害的确定性效应，并将随机性效应的发生几防止有害的确定性效应，并将随机性效应的发生几率限制到被认为可以接受的水平。率限制到被认为可以接受的水平。 需要需要测量测量HT和和E 要精确地计算或者测定人体器官的当量剂量或有效要精确地计算或者测定人体器官的当量剂量或有效 剂量是极其困难甚至是不可能的。剂量是极其困难甚至是

2、不可能的。 需要引入新的物理量：通过对这些量的测量来定量需要引入新的物理量：通过对这些量的测量来定量 地描述个人或公众所接受的实际或潜在的照射，并地描述个人或公众所接受的实际或潜在的照射，并 将所得结果与主管当局所规定的防护限值进行比较，将所得结果与主管当局所规定的防护限值进行比较，检查规范的执行情况和防护设施的可靠性。检查规范的执行情况和防护设施的可靠性。 ERD研究以人身为主的各种客体受体外辐射源照射研究以人身为主的各种客体受体外辐射源照射的剂量学问题的剂量学问题 。2.指数量指数量Di和和Hi 辐射场中某点的吸收剂量指数辐射场中某点的吸收剂量指数Di：是当是当ICRU球球心位于该点时，球

3、内的最大吸收剂量。心位于该点时，球内的最大吸收剂量。 辐射场中某点的剂量当量指数辐射场中某点的剂量当量指数Hi：是当是当ICRU球球心位于该点时，球内的最大剂量当量。心位于该点时，球内的最大剂量当量。 浅层剂量当量指数浅层剂量当量指数)1007. 0(,msiHH 深部剂量当量指数深部剂量当量指数)1510(,mdiHH 限定指数量（狭义指数量，限定了区域）非限定指数量或广义指数量非限定指数量或广义指数量 特点：特点： 指数是不满足叠加原理，不易实现测量；指数是不满足叠加原理，不易实现测量； 与关键器官和组织相联系，对保护关键器官有利。与关键器官和组织相联系，对保护关键器官有利。),(,dis

4、iiHHMaxH 应具备的特点：应具备的特点：对各类电离辐射的通用性；对各类电离辐射的通用性； 与辐射防护限值的相关性；与辐射防护限值的相关性； 由空间指定点辐射场所决定的唯一性；由空间指定点辐射场所决定的唯一性； 与人体或体模的相关性；与人体或体模的相关性； 对各种电离辐射的可叠加性。对各种电离辐射的可叠加性。 3.外辐射适用量引入的必要性外辐射适用量引入的必要性解决可测量性解决可测量性 二、外辐射实用量（剂量学量）二、外辐射实用量（剂量学量）1.分类分类 )(*dH)(dH环境测量（监测）用剂量当量环境测量（监测）用剂量当量、)(dHs)(dHp个人测量（监测）用剂量当量个人测量（监测）用

5、剂量当量、2.衍生辐射场衍生辐射场 衍生辐射场：衍生辐射场：由实际辐射场抽象出来的，具有某由实际辐射场抽象出来的，具有某些规定特性的辐射场。些规定特性的辐射场。 扩展场：扩展场：注量及其角分布和能量分布在所关心的注量及其角分布和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。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：齐向扩展场：注量及其能量分布在所关心的体积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，而能量是单向中处处与实际辐射场中参考点的相同，而能量是单向的衍生辐射场。的衍生辐射场。目的目的 更好地定义实用量更好地定义实用量 弱贯穿辐射与强贯

6、穿辐射：弱贯穿辐射与强贯穿辐射： 为强贯穿为弱贯穿1010EHs3.周围剂量当量周围剂量当量H*(d) 用途：用途：环境监测环境监测 定义：定义：辐射场中某点的周围剂量当量辐射场中某点的周围剂量当量H*(d)是由相应是由相应的齐向扩展场在的齐向扩展场在ICRU球中对着齐向场方向的半径上球中对着齐向场方向的半径上深度深度d处产生的剂量当量。处产生的剂量当量。 * H*(d)值由参考点的辐射场唯一确定值由参考点的辐射场唯一确定 ; * H*(d)可用各向同可用各向同 性响应的测量仪器精确测量性响应的测量仪器精确测量; *可用可用H*(d)表征有效剂量（有效剂量概念的实表征有效剂量（有效剂量概念的实

7、质是各器官和组织随机危险的叠加性），且可以给质是各器官和组织随机危险的叠加性），且可以给出有效剂量的偏安全的估计值（一般出有效剂量的偏安全的估计值（一般H*(d)略大于略大于HE）（图（图7.35，7.36）特点：特点：4.定向剂量当量定向剂量当量)(dH 目的和用途：目的和用途：避免皮肤受过量的辐射照射而产生避免皮肤受过量的辐射照射而产生 确定性效应。确定性效应。 环境监测。环境监测。 定义：定义：辐射场中某点的定向剂量当量是由相应的扩辐射场中某点的定向剂量当量是由相应的扩展场在展场在ICRU球中指定方向的半径深度球中指定方向的半径深度d处产生的剂处产生的剂量当量。量当量。 特点：特点：*很

8、强的方向性（很强的方向性（P.230，图，图7.37） *用平行板探测器实现测量用平行板探测器实现测量 * )()(*dHdH5.个人剂量当量个人剂量当量)()(dHdHsp和 定义定义 贯穿个人剂量当量贯穿个人剂量当量Hp(d)：身体上指定点下适于身体上指定点下适于强贯穿辐射的深度强贯穿辐射的深度d处软组织中的剂量当量，处软组织中的剂量当量，d的建的建议值为议值为10mm。 浅层个人剂量当量浅层个人剂量当量Hs(d)：身体上指定点下适身体上指定点下适于弱贯穿辐射的深度于弱贯穿辐射的深度d处软组织中的剂量当量处软组织中的剂量当量, d的的建议值为建议值为0.07mm。 讨论讨论 *个人剂量当量

9、是在人体组织中定义的，因而既不个人剂量当量是在人体组织中定义的，因而既不能直接测量，也不可能从一种普通的刻度方法推能直接测量，也不可能从一种普通的刻度方法推导出来；导出来； *辐射场均匀，且身体上指定点的外法线方向与定义辐射场均匀，且身体上指定点的外法线方向与定义 的指定方向重合，则的指定方向重合，则 ； )(dH)()()(dHdHdHsp或*在单向均匀辐射场中如果指定点外法线的方向与入射辐在单向均匀辐射场中如果指定点外法线的方向与入射辐射的方向反平行，则射的方向反平行，则 )()()(*dHdHdHsp和一般一般)(*dH *戴在手臂上的个人剂量计，用戴在手臂上的个人剂量计，用ICRU球刻

10、度会产生过高球刻度会产生过高的反散射，但的反散射，但辐射除外；辐射除外； *测量测量Hp和和Hs的剂量计都是按佩带在人体表面设计的，的剂量计都是按佩带在人体表面设计的，人体提供了反散射，但剂量计要覆盖适当厚度的衰减材人体提供了反散射，但剂量计要覆盖适当厚度的衰减材料，使之对不同方向的入射辐射获得正确的响应。料，使之对不同方向的入射辐射获得正确的响应。 上述四个剂量学量满足了实用量应具备的特点。上述四个剂量学量满足了实用量应具备的特点。 三、实用量的测量三、实用量的测量 1.绝对测量：绝对测量：按的按的 定义测量定义测量 )()(*dHdH和2.相对测量：相对测量：测空气中的吸收剂量测空气中的吸收剂量 ，利用这些量到环境剂量当量的换算系数计算出射束中利用这些量到环境剂量当量的换算系数计算出射束中的。的。 或粒子注量aaKD ,讨论：讨论： *在已知在已知 的参考射束中，利用转换系数的参考射束中，利用转换系数对环境监测仪按对环境监测仪按 进行刻度时，监测仪可直接放进行刻度时，监测仪可直接放在射束中进行；在射束中进行； 或粒子注量aaKD ,HH或*对于佩带在人身上的个人计，对于佩带在人身上的个人计， 、 ，故剂量计按，故剂量计按 的刻度可应用的刻度可应用H的转换因的转换因子在子在ICRU球上进行；球上进行；)10()0(HHp)07. 0()07. 0(