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文档简介

1、你知道什么物质会产生辐射吗?其实,并不是所有物质都会产生辐射。我们知道碘127是稳定的物质,而碘131则是放射性物质,那么,这些放射性物质究竟具备什么特性呢?我们又是如何得知(d zh)放射源的强弱和衰变的规律?这个部分会为你详细讲解。具体来说,本部分内容包括:原子核的结构(jigu)及符号表示核素与同位素稳定性同位素和放射性同位素放射性衰变的主要类型(lixng)及特性衰变常数及半衰期放射性活度及衰变规律各位同学,你们好!今天我们要讨论的课题是原子核结构和放射性衰变。要了解电离辐射的原理,必须先要了解这方面的基础知识。我们都知道,电离辐射自古以来就一直存在在于自然界,由于它的无法感知性,直到

2、19世纪末由伦琴和贝可勒尔相继发现了X射线和铀的放射性后,它才逐步被人们所认识。 那么,原子核的结构是怎样的?放射性究竟是什么?我们又是如何表示放射源的强弱和衰变的规律?以下我会为你详细讲解。首先让我们看看原子核的结构,从示意图我们可以看到,原子核的结构是行星模型的结构,即原子内部像一个太阳系,原子核像太阳一样位于太阳系中央,其他电子则像行星一样在自己的轨道上绕原子核飞行,这一模型奠定了原子结构的基础。原子由原子核和核外电子组成。原子核内有带正电荷质子和不带电的中子,它们统称为核子。不同核素的原子核里含有不同数量的质子和中子。通常,原子内的带正电的质子和带负电的电子的数目是相同的,所以原子不带

3、电荷。氢是最细小的原子,它的原子核内只有一个质子。接下来,我们看下原子核是如何表示的:任何一个原子核都可以由这个符号来表示,其中X是该原子核对应的元素符号,N是核内中子数,Z是核内质子数或电荷数,A是核子数或核的质量数。由于核子数为质子数与中子数之和,所以通常可以省去中子数N,用X、A及Z即可标识。又因为原子核符号X和质子数Z具有唯一、确定的关系,所以事实上,只要元素符号X确定后,该元素的质子数或电荷数就已经确定,所以符号AX足以表示一个特定的核。如可用60Co表示,可表示为131I。接下来,我们介绍一组核物理基本概念核素与同位素。核素是具有一定数目的中子和质子以及特定能态的一种原子核或原子。

4、核子数、中子数、质子数和能态只要有一个不同,就是不同的核素,如:60Co与58Co的质子数相同,中子数、核子数不同,为两种不同的核素;60Co与60Com尽管其质子数,中子数、核子数均相同,但能态不同也是两种不同的核素。同位素则是在周期表中处于同一位置,具有相同质子数、但中子(zhngz)数及质量数不同的核素称为某元素的同位素。如1H、2H和3H互为同位素,131I,125I和123I互为同位素。另外,同位素还可以分成两类:一类同位素的原子核不会自发地衰变,能够稳定地存在,这类同位素称为稳定性同位素;另一类同位素的原子核能自发地衰变而转变为另一种元素的原子核,同时放射出射线(shxin),这类

5、同位素称为放射性同位素。如氢的三种同位素中,1H2H为稳定性同位素,3H为放射性同位素;碘的同位素中123I、125I、131I均为放射性同位素,而127I则为稳定性同位素。下面我们来介绍(jisho)放射性衰变主要的类型及特性。放射性衰变指原子核自发发射出粒子而改变性质的过程。其衰变产生射线的主要类型为、三种。由这张简单的示意图可看出:从穿透能力上比较,粒子最弱,它在空气中的射程也只有几厘米,在铝中的射程更小,只有几十微米,所以粒子容易被物质吸收,一张纸或我们正常的皮肤就足以挡住粒子,也就是说,衰变外照射对我们幷不造成威胁;其次是粒子,粒子的穿透能力在相同能量下是粒子的50100倍,它只能穿

6、透表层皮下1cm左右组织,所以90Sr90Ir源可用做皮肤的敷贴治疗,同时源对我们的外照射损伤也主要是上皮及浅表组织的损伤,但当粒子沉积于组织或机体直接作用时,也有内照射所引起的电离辐射损伤;粒子的穿透能力是最强的,粒子其穿透能力大概是相同能量粒子的100倍,所以对射线外照射是一个防护重点。从电离能力比较,则与穿透能力完全相反,粒子的电离本领特别大,如Po-210衰变产生的一个能量5.6Mev的粒子通过3.8cm空气层被阻停时共产生约15万个离子对和更多的激发分子。一旦粒子进入人体直接作用于组织机体,则由粒子内照射所引起的大量电离造成的危害特别大,所以对源主要防止的是内照射。这三种衰变具体作用

7、过程我们首先从衰变开始:衰变是原子核自发地放射出粒子而发生转变。在衰变中,衰变后的核(通常叫子核)与衰变前的原子核(通常叫母核)相比,电荷数减少2,质量数减少4。可以用下式表示:式中X表示母核(即衰变前的原子核),Y表示子核(即衰变后的原子核)。衰变是核自发地放射出电子或正电子,或者俘获一个轨道电子而发生的转变,统称为衰变。其中,放出电子的称为衰变;放出正电子的称为+衰变;俘获轨道电子的称为轨道电子俘获。衰变的3种类型可分别用下面3个式子表示:从这三个表示(biosh)式可见,在衰变中,子核与母核的质量数相同,只是(zhsh)电荷数相差l。实际上,衰变(shuibin)相当于原子核中的一个中子

8、变成了质子;+衰变和轨道电子俘获相当于原子核的一个质子变成了中子。而衰变一般是伴随或射线产生的,和衰变的子核往往处于激发态,处于激发态的原子核要向基态跃迁,这种跃迁称为跃迁/衰变,且通常放出射线。跃迁与或衰变不同,不会导致核素的变化,而只改变原子核的能量状态。因此,跃迁的子核和母核,其电荷数和质量数均相同,只是内部状态不同而已。接着是另一组核物理的基本概念衰变常数及半衰期。我们知道,对放射性核素来说,其衰变有先有后幷不同时发生,对一个核的衰变我们幷不知道它是某时某刻发生衰变,它的发生是概率事件。为表述放射性核素这一特征引入衰变常数的概念。衰变常数描述的是一个原子核在单位时间内发生衰变的概率,衰

9、变愈快愈大。它的国际单位是时间(s、h、d、a)的倒数。与衰变常数密切相关的半衰期(T1/2)描述的是某一放射性核素在衰变过程中,原有的放射性活度减少至一半所需要的时间,它的单位为时间单位,秒、小时、天、年等。它与衰变常数间有如下关系:T1/2= 0.693/无论衰变常数还是半衰期反映的都是核素的“个性”,特征参数,它不会因外在环境,如温度、压力的变化而变化,每一种放射性核素的衰变常数及半衰期都有各自的固定值,半衰期是个可测量的量。在辐射防护中,更多给出的是半衰期的概念。无论是核技术应用或是防护中,半衰期都是一个必要的考量。最后,我们介绍一下放射性活度及衰变规律。放射性活度A定义为单位时间内发

10、生衰变的原子核数,它表征放射源的强弱。活度的国际(SI)单位是贝可(Bq),这是为了纪念贝可勒尔使用的。1Bq为每秒1次核衰变。曾用单位Ci 与Bq间换算关系为1Ci = 3.7 1010Bq ,另外常用的毫居关系为1mCi = 3.7 107Bq放射性核素的活度、数量及放射性活度的变化服从指数衰变规律。即:A = A0e-t其中,A0:t = 0即初始时刻的放射性核素活度。A:t时刻放射性核素的活度,:衰变常数 ,由前面T1/2= 0.693/,我们可以由半衰期T1/2推得衰变常数。这个规律的典型应用是源活度校正(已知一个放射源某时的活度A(0) ,求t时后的活度)。例:制备(zhbi)时的

11、放射性137Cs源初始(ch sh)为活度6.41 107Bq。已知137Cs的半衰期T1/2= 30.17年。请计算(j sun)该源20年后的放射性活度是多少?解:已知137Cs半衰期T1/2= 30.17年,故衰变常数:=0.693=0.693= 0.023a-1= 7.29 10-10s-1T1/230.17137Cs源的放射性活度:6.41 107Bq,20年后137Cs源的放射性活度:A(t) =A(0)e-t= 6.41 107e-0.023 20= 4.04 107Bq通过这个小节的学习,我们重点掌握以下三个部分:放射性衰变主要类型及特性;衰变常数及半衰期定义及关系;以及放射性

12、活度的衰变规律。放射性物质的活度随着时间不断衰变而降低,因此医用如90Sr-90Y敷贴治疗用源,必须对源表面剂量率定期进行校正,一般每半年进行一次以保证照射剂量的准确性。现有2012年2月15日表面剂量率为36mGy/s的90Sr-90Y敷贴源,其半衰期为28.5年,到2012年8月15日它的表面剂量率应为多少?另外,90Sr-90Y敷贴源在使用过程中发生的放射事故主要有两种情况,一种是敷贴器被病人拿走,另一种是敷贴器窗面破损造成环境放射性污染。为避免以上放射事故的发生,请简要说出可采取的几个措施。自我检测核衰变的类型主要有,三种,其中粒子的 能力最强;而粒子的 能力最强。1Ci = 1010

13、Bq放射性核素的 是指放射性核素的核数或活度因衰变减少到原来一半所需要的时间 。放射性活度指单位时间内放射性核素发生 的次数;其 规律可表示为:。氢的同位素有 种。放射性核素经2个半衰期后,其活度将减至原来的 分之一。1Bq表示每秒一次 。、射线的理化特性为_。(多选)A.穿透能力 B.穿透能力 C.电离能力 对于(duy)一原子核,下列(xili)说法正确的是:(多选)A.A代表该原子核质量数B.Z代表原子核质子数C.这个核子处于稳定态D.N = A Z以下关于钴的同位素,说法(shuf)正确的是?(多选)A.60Co是钴的天然同位素之一B.钴的同位素可由反应堆或加速器生成C.天然界中存在的

14、59Co是一种金属D.60Co在工业上常应用于食品等的杀菌、消毒,医疗上常应用于放射治疗11年3月11日日本大地震后,福岛核电站爆炸已成为公众最关注的话题。3月17日,日本NHK官方电视台公布3月16日福岛核电站附近核辐射量为正常情况的6600倍,核泄漏加剧,激发了恐慌高潮。“快去抢食盐,海盐快不能吃了!”“上海的口罩都被抢光了!”手机、微薄频频收到这样的信息,抢盐、服碘片、买口罩、买仙人掌成为热门关键词。3月17日,一场“抢盐”风波更是横扫中国,传播速度比核爆炸后的尘埃云还要快速。身在当时的处境,如果有朋友或家人向你求助,根据你已掌握的核物理知识,你会如何为大众解释这种惊恐和行为实属不必要?

15、电离辐射源每个在地球上生存的人都会受到电离辐射源的照射,这种照射来自于空间,也来自土壤、空气,另外人们最常接触到的比如X光机、CT及核医学应用的131I18F等都是我们常见的电离辐射源,那么这些电离辐射源分类及相关剂量贡献是怎样的呢?具体来说,本部分内容包括:天然辐射源人工辐射源电离辐射源包括天然辐射源及人工辐射源两部分。让我们首先了解一下天然幅射源。天然辐射源包括宇宙辐射和地球辐射两部分组成。宇宙辐射是从宇宙空间发射而来的高能粒子流,它由初级宇宙射线和次级宇宙射线所组成。宇宙射线的强度变化受许多因素影响,不同时间、不同纬度、不同高度其强度是不同的。宇宙射线虽然长期作用于人类,但由于地磁场的屏

16、蔽作用和大气层的吸收,地表的宇宙射线的强度是很弱的。地球辐射指地球存在的天然放射性核素,包括:铀系、钍系、锕系三个衰变系列中的放射性核素,它们(t men)都是原子序数大于83的重天然放射性核素;无衰变系列的天然放射性核素,这些核素可直接衰变成稳定性核素,其原子序数小于83,如40K;再有一些(yxi)宇生核素如3H、7Be、14C、22Na。这张示意图反映的是人类所受到的天然辐射源即天然本底照射的主要途径。我们知道正常本底地区天然辐射源对成年人所致的平均年有效剂量当量约为2.4mSv,其中2/3来自内照射,它是环境介质中的天然放射性核素,通过饮食和呼吸进入人体,构成对人体的内照射,1/3来自

17、外照射。随着工业技术的发展,现代人类会受到许多变更(bingng)了的天然照射。例如,飞机乘客、宇航员都会比地面公众受到较多的宇宙线照射。除天然辐射源外,另一类电离幅射源是人工辐射源,人工辐射源包括了核试验、核电生产、人工放射性同位素、另外还有射线装置如医用(工业)X线机、CT、加速器等,其中人工放射性核素是指非天然和自然界的因素生成的放射性核素,而是在反应堆或加速器所生成。如同位素技术中应用最广泛的放射源钴源就是在反应堆中生成的,金属钴在自然界以Co-59存在,人工合成钴源Co-60在工业上应用于食品和医疗器具的杀菌、消毒的,其活度达几十万至百万居里。值得一提的是,椐国际原子能机构IAEA和

18、世界卫生组织WHO报告,全世界生产的放射性同位素约80%90%用于医学目的,而医用加速器也占到全世界加速器总数的一半,所以对医用辐射及相关防护愈来愈得到关注。由放射性核素的数量及放射性活度的变化服从指数衰变规律及T1/2= 0.693/。可知半年后的表面剂量率D = D0e-t= 36 e-0.693 / 28.5 0.5= 35.6mGy/s为避免以上放射事故发生可采取的措施:加强管理,严格执行治疗登记制度与治疗卡制度。实施治疗时,严禁将敷贴器带出治疗室外。操作敷贴器时,要避免凸起的锐器损坏源窗面造成污染。有检测仪器的治疗单位,对治疗室内的辐射水平可每周检测一次,如怀疑源窗面损坏或有问题时应

19、随时检测;无检测仪器的治疗单位,可请有资质的监测机构定期监测。射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用是指辐射进入物质发生的一些过程,那么,在这个过程中,入射粒子本身的能量方向等发生了怎样的变化,同量受照物质又发生了怎样的变化?这一节讲述的是射线与物质的相互作用,为辐射防护工作提供一定的理论依据,并让从事相关职业的工作人员在防护工作中知其然亦知其所以然。具体来说,本部分内容包括:带电粒子与物质相互作用非带电粒子与物质相互作用请你仔细观看教学录像简报,然后完成随后的活动题,最后(zuhu)进行自我检测,以巩固所学。这里的射线本质(bnzh)上是致电离辐射,它可分为带电粒子辐射与非带电粒子辐射;带

20、电粒子包括重带电粒子如粒子(lz),质子及粒子,电子流等,非带电粒子则包括了X、射线及中子,实际上非带电粒子在与物质作用后会生成相应的带电粒子。首先我们来看带电粒子与物质的相互作用:带电粒子穿过物质时,主要靠电离和激发物质中的原子来传递能量。由左图示,当带电粒子在原子的轨道外电子旁通过时,由于库仑静电作用发生两种作用过程,一种是使轨道电子获得足够的能量足以克服轨道间束缚,逃离原子壳层成为自由电子,原子成为正离子的电离过程;另一种是轨道电子获得的能量不足以克服轨道间束缚而从低能态跃迁到高能态,整个原子处于较高能量状态从而退激发光(如右图示)。这样带电粒子在物质中运动时,由电离和激发作用不断损失能

21、量。带电粒子与物质的相互作用除电离、激发外,轫致辐射也是非常重要的一个作用过程。带电粒子的轫致辐射主要考虑的是电子而非重带电粒子,这是由于重带电粒子质量比电子大得多,它在原子核库仑场中得到的加速度比电子小得多,它的轫致辐射是完全可以忽略不计的。对电子的轫致辐射而言,如图示,这个过程的发生是当快速运动的电子掠过原子核附近时,由于受到原子核库仑场的作用,速度和方向会突然发生变化,这时电子能量的一部分转变为连续能量的电磁辐射发射出来,这就是所谓轫致辐射。轫致辐射能量是连续的,其数值可以从零直到电子的最大动能。轫致辐射损失率与被吸收物质原子序数的平方成正比,与入射电子能量成正比。这表明,高能电子到重元

22、素物质上更容易产生轫致辐射。在对射线的安全防护中,考虑轫致辐射的影响是很重要的。为了阻挡高能电子,最初认为用铅类重物质较好,但事实上由于重物质易于产生轫致辐射而发生X射线,这就使得重物质不能起到真正的防护作用。所以对于射线的防护,实际是对源的双重防护,内层应采用原子序数较低的材料(因低原子序数材料能有效降低轫致辐射发生的几率)用于吸收射线,如铝片或有机玻璃等(粒子在铝中的射程一般仅为零点几毫米到几厘米。因而粒子很容易被铝、有机玻璃材料吸收);同时外层则用铅、铁等高原子序数的材料,用于吸收轫致辐射产生的X射线。需要强调的是在任何情况下,对源都不能忽视这种双重防护,因为射线易被人体浅表组织吸收造成

23、对人体的危害,而由轫致辐射产生的X穿透能力加强,对人体造成外照射危害。弹性散射是碰撞前后带电粒子与原子核的总动能保持不变,是非能量的损失作用方式,所以这里不作主要介绍。接下要介绍的是非带电粒子与物质相互作用。X和射线与物质的相互作用,主要有三大效应光电效应,康普顿效应和电子对生成效应。首先是光电效应。光电效应是光子与原子中的一个束缚电子(通常是内壳层电子)作用,把能量全部交给电子,使电子从原子中发射出来,称为光电子,光子消失。释出光电子的原子呈不稳定状态,外层电子跃入填充,同时释放跃迁前后两能级差的特征X射线,特征X射线离开原子前可能击脱外层电子即俄歇电子。所以光电效应产生几种产物光电子(di

24、nz)、俄歇电子、正粒子和特征X射线,也就是说,X、在材料中发生光电效应几率愈大,则屏蔽(pngb)效果愈好。接着是康普顿效应。光子与外层电子发生碰撞(pn zhun),光子的一部分能量交给电子,使电子从原子中发射出来,入射光子成为散射光子,能量和方向发生改变。在医用特别是入射光子能量60kev-1Mev之间,康普顿效应发生的几率高达93%100%,散射光子仍带有大部分能量,尤其是小偏转角度的光子,几乎保留了入射光子能量,因而康普顿效应引发的散射线防护在医用诊断上要给予足够的重视。比如对病人散射线的防护、机房面积要求及禁放无关杂物等都是对康普顿效应引发的散射线的防护措施。最后是电子对生成效应。

25、即当足够高能量的光子从原子核旁经过,在核的库仑场作用下,光子转化成为正负电子对。正负电子对的静止能量为1.022Mev,所以只有当射线能量大于1.022Mev才可能发生电子对效应。上述三种效应作用对象不同也不一定同时发生,发生哪种效应,与光子的能量与物质的原子序数有关,光电效应、康普顿效应、电子对效应的作用几率分别与原子序数的四次方、一次方及平方成正比关系,也就是说物质的原子序数愈高,对X、的衰减就愈有效。所以在对X、的防护中,我们常用高原子序数如铅、铁等作为屏蔽的材料。我们知道,在最常见0.01-10Mev能量范围,作用过程几乎为上述三种主要效应,但与医用防护有关的过程还应了解光核反应过程它

26、是光子与原子核作用发生核反应的过程。光核反应是有阈能的,任何高于8Mev的能量时都会发生 (、n) (、p) (、2n) 光核反应,特别高于12Mev时会增加的更快,因而造成辐射头、空气中放射性核素生成,如13N、15O等,所以,尽管光核反应发生几率较小,但考虑到某些核素发生光核反应时不但产生中子,且反应后的产物成为放射性核素,对此相关的辐射防护特别对医用高能加速器仍需关注。另外,对光核反应产生的感生放射性的防护措施主要是利用其半衰期短的特点,如13N、15O的半衰期分为10分钟和2分钟,可等衰变至可接受的水平才在产生放射性核素的活化物周围活动。最后谈一下中子与物质的相互作用。因中子不带电,所

27、以它与原子核或电子之间没有静电作用,当中子与物质相互作用时,主要是和原子核内的核力相互作用, 与外壳层的电子不会发生作用,也就是说,中子与物质的相互作用只发生在原子核内。主要作用方式包括非弹性散射、弹性散射、核反应、俘获,从医用防护角度我们重点了解弹性散射及俘获两种作用方式。所谓弹性散射是中子不穿透核表面的碰撞作用,对于快中子和中能中子,弹性散射是主要的作用方式。基于弹性碰撞原理,中子轰击靶核,靶核质量越接近中子质量,中子损失的能量越大。因此,屏蔽快中子最有效的元素是氢,常用材料是含氢成分较多的水、石蜡等。如中子能量由2Mev降至0.025ev的水平,与氢碰撞需18次,石墨115次,而在铅中则

28、需要2000次碰撞才能完成。需说明的是,对目前使用的可产生中子的医用加速器如10Mev,15 Mev、18 Mev、25 Mev、35 Mev等能量范围产生的污染中子的平均能量一般不超过2 Mev,且平均能量高于1 Mev的中子也不多,在这个能量范围内中子慢化的主要方式是此弹性散射。上面我们讲到快中子和中能中子通过弹性散射等损失能量至小于100 eV时,可能发生的作业过程是俘获。所谓俘获就是中子被核吸收,此核处于激发态,然后发射一个或几个能量很高的光子,转回基态。这个(zh ge)过程也可以认为是(n,)反应。俘获截面在高中子能量下一般是很低的。在较低的能量下俘获截面的增加与中子速度成反比,对

29、于许多轻核这一规律可以适用到中子能量约为100 keV。热中子在由碳、氢、氧等轻元素组成的生物(shngw)介质中的重要反应是1H(n,)2H,产生(chnshng)2.3 MeV的射线以及14N(n,p)14C,产生0.66 MeV的质子,氧与碳的俘获截面较小。学习活动医用高能电子加速器在什么情况下,应考虑对防护门进行中子的防护?此时对感生放射的主要防护方法有哪些?自我检测光子能量大于1.02MeV时,与物质相互作用可发生电子对生成效应。带电粒子与物质作用损失能量的主要方式有:(多选)A.电离与激发B.轫致辐射C.弹性碰撞光子是通过次级效应与物质发生作用,次级效应主要的方式有以下几种?(多选

30、)A.光电效应B.轫致辐射效应C.康普顿效应D.电子对效应网上讨论三人们已经注意到,放射学(特别是介入放射学)和核医学工作者,眼晶状体受照剂量高于全身几十或几百倍,国际放射防护委员会(ICRP)于2011年04月发表声明指出,人们过去低估了人眼晶状体对电离辐射的敏感性。ICRP认为,辐射致放射性白内障的剂量限值低于0.5Gy。并建议,放射性工作人员职业受照眼晶状体年剂量限值应为20mSv,连续五年中的任何一年不得超过50mSv。由此我们需要对眼睛体进行更多关注及防护。试思考核医学科在使用源时和介入手术时对眼睛的防护用具(yngj)的选择是否完全一致呢?辐射量与单位辐射量及单位是国际辐射防护组织

31、为了评价(pngji)辐射量及其与辐射危害的关系而制定的系列量及单位,本节仅对几个常用的剂量学量与辐射防护量及其单位做一个简要介绍。具体来说,本部分内容包括以下几个常用的剂量学量、辐射(fsh)防护量及其单位:照射量X比释动能K吸收剂量D当量剂量H有效剂量E常用辐射量SI单位与曾用专用单位间的转换照射量是X射线沿用最久的一个量,它是用以衡量X或射线(X或本质上都是电磁辐射)致空气电离程度的一个量,定义的是: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的总电荷量。照射量的SI单位为库仑/千克,用符号Ckg-1表示,曾用单位为伦琴,用字母R表示。1伦琴定义为在一

32、立方厘米空气质量中产生1个静电单位的电量的照射量。即:1伦琴 =1静电单位电量=3.33 10-10C= 2.58 10-4C/kg0.001293g1.293 10-6kg第二个剂量学量是比释动能。比释动能是指不带电粒子与物质相互作用时,在单位质量的物质中释放出来的所有带电粒子的初始动能的总和。式中dEt不带电粒子在质量dm的某一物质内释放出来的全部带电粒子的初始动能的总和。比释动能适用于不带电粒子,包括、及中子。比释动能的SI单位是焦耳/千克(Jkg-1),表示为戈瑞(Gy)。吸收剂量是基本的物理学量,它可以用于描述辐射生物学、放射及防护中任何物质、任何照射几何条件及所有类型的电离辐射。它

33、是辐射剂量学最基本的量。吸收(xshu)剂量是当电离辐射与物质相互作用时,用来表示单位质量的受照物质吸收电离辐射能量大小的物理量。吸收剂量的SI单位(dnwi)是焦耳 / 千克(Jkg-1),称为戈瑞(Gy)。非法定单位(dnwi)为拉德,用rad表示。1戈瑞 = 1焦耳 / 千克 = 100拉德(rad)。上述照射量、比释动能和吸收剂量这三个辐射剂量学量既相互区别又相互联系。三者的剂量学含意及适用类型不同,如表所示:吸收剂量适用于任何物质和任何一种辐射类型,它在辐射生物学、临床放射学和放射防护中都是基本的剂量学量,描述的是辐射授与物质的平均能量;比释动能则是描述不带电粒子(如X、r和中子)与

34、物质作用释放次级带电粒子的初始动能;照射量则仅适用X幷且作用物质仅限于空气介质,它描述的是X在空气中的电离能力。同时,这三个量又是相互联系的,那么它们又是怎样联系的呢?首先谈一下照射量X与吸收剂量D的关系。照射量作用物质仅限于空气介质,但在实际应用中,照射量幷不只适用于无限延展的空气中,如对直接测量困难的生物体的吸收剂量通常就是借助人体模型进行照射量测量后的转化:它们转化关系D=fX(f为转换系数),所以在医用X、r照射的防护上,在小于15%的数值差异可以忽略时,我们可以将以R为单位的照射量在数值上看作以rad为单位的空气、水及软组织的吸收剂量(用国际单位mGy时可认为1R的照射量近似为10m

35、Gy的吸收剂量。然后是比释动能K与吸收剂量D的关系。在电子平衡条件下,若轫致辐射的能量损失可以忽略,吸收剂量等于比释动能。在辐射关心的能量范围,比释动能由电子平衡的仪器测量时,X、或中子数值上均近似相等,即比释动能K等于吸收剂量D。当量剂量与有效剂量是建立在度量授与人体器官和组织能量的基础上,引出的与辐射类型及组织敏感性相关的两个基本防护量。在辐射防护工作中,最关心的是受照后在机体中产生的生物效应,考虑到不同的辐射类型其相对生物效应是不同的,引入由吸收剂量修正导出的量当量剂量的概念。对于某种辐射R在某个组织或器官T中的当量剂量HT,R可由下式给出:HT,R=DT,RWR式中:WR辐射R的辐射权

36、重因子DT,R辐射R在器官或组织T内产生的平均吸收剂量如果某一器官或组织受到几种不同种类和能量的辐射的照射,则应分别将吸收剂量用不同的WR所对应的辐射种类进行修正,而后相加即可得出总的当量剂量。当量剂量(jling)的SI单位为JKg-1,称为(chn wi)希沃特(SV);曾用单位是“rem”,1 Sv = 100 rem。辐射权重因子的数值的大小是由国际放射防护委员会选定的。其数值的大小表示特定(tdng)种类和能量的辐射在小剂量时诱发生物效应的机率大小。、射线不论其能量大小其辐射权重因子WR= 1。中子是个随能量的指数关系式,在1520之间。生物随机效应的发生概率还与受照射的组织和器官的不同而发生变化,因而引入组织和器官的权重因数修正后的量有效剂量。是对所有组织或器官加权修正的当量剂量的总和。用公式表示如下:式中:HT组织或器官T所受的当量剂量WT组织或器官T的组织权重因子E有效剂量单位与当量剂量相同:JKg-1,称为希沃特(SV)表中所示的是不同组织或器官的组织权重因子。由上表知,各组织和器官其权重因子之和为1,也就是说,实际上有效剂量就是一个全身均匀照射的当量剂量。这也是在常规外照射累积个人剂量监测时,我们将一点的剂量值做为

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