辐射剂量与防护重点

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，则必然伴随着拓射防护工作

第■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）（19302960）

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H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，描述福射场性质，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：根据辐射场自身的周有性质来定义的物理量：

辐射剂量学量：描述他射能量在物质中的转移、沉枳的物理量；

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(N)：粒子数在时间间隔dt的变化量dN,s-1

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能量通量（R）：辐射能在时间间隔dt内的变化量dR,J•s-1：

粒子注量（力）：可以认为是进入单位破面积小球的粒子数：m-2

能量注量（中）：进入向心截面枳为da的小球的辐射能dR与da的比值，J・m-2

粒子注量率（4＞）：表征单位时间内进入单位截而枳小球的粒子数的多少，又称为粒子通量密度，m-2-s-1

能量注量率仲）：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-l

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电带电粒子在碰撞过程中的主要能量损失。

传能线密度IET：表示带电粒了•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卜.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、y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

6粒子：能量超过某定值（一般为lOOeV）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•部分被8粒子散播到其它位置

初致辐射：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。

Y射线是原子核能级跃迁蜕变时释放出的电磁辐射光子。

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X射线

a.轲致辐射x射线。由带电粒子在原子核库仑场中慢化而产生的电磁福射。

b.特征x射线。由原了•电了•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了•损失的平均能量较大。

高能中子能量大于lOMeV快中子lOOkeV——lOMeV

中能中子IkeV--------lOOkeV慢中子0.........IkeV

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,a)等；

4)俘获(Capture)：(n,y)：

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)阻止木领与带电粒了•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。

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线阻止本领：S=dE/dldE是dl距离上损失能量的数学期望值。单位为J.m-1

质量阻止本领：S/P单位为J.m2.l<g-1

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，由于物致辐射过

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、衰减系数口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。

Y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Utr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：Y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Uen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：丫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;

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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£tr：指定体积内由不带电粒了•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：dstr即转移能的期望值。K=det/dm单位：戈瑞（gray）,简写Gy,lGy=lJK-g-1

比释动能与能量注量的关系:K=V（utr/P）

比释动能与粒子注量的关系：K=Fk中P308附表3,粒子注量中等于单位体积内的径迹总长度。

比释动能率:K=A「6/R2,单位：J・Kg-1•s-1或Gy•s-1或rad・s-1P75表3.2

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,y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=Fx①P22表1.2

照射量率:X=A「/R2,单位:C•kg-l•s・l或R•s-1P75表3.2

授与能el：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。el=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三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•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IMeV的

光子，反之亦然）

解:

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Rin=10MeV

Rout=(Routl)u+(Rout2)c-t-(Rout3)u

(Routl)u=(10-5+l)/2=3MeV

(Rout2)c=[(3-l)/2]/2=0.5MeV

(Rout3)u=0.5+l=1.5MeV

2Q=2mc2-2mc2+2mc2=lMeV

E=Rin-Rout+2Q=10-3-0.51.5+l=6MeV

吸收剂量D：单位质量的受照物质吸收平均甩离辐射能量。D=de/dm

任一体枳元内物质吸收的能量，来自两个方面：其一是该体枳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枳的带电粒子所授与的能量。

带电粒子平衡的条件下，若忽略带电粒子因物致辐射引起的能量损失，K=D,D=fmX

02

按产生方式：放射性核素中子源,如铺;Am)被源，辆-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：没有防护情况卜，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；

N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【类、II类、川类。

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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，或对环境可能迨成

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；

HI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)一一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由

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。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、丫、B辐射等。

一般说来，高LET辐射(n,a)的生物效应比低LET辐射(X,Y)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。

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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lOOmGy。

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：缩短了辐射诱发肿痛出现的时间。

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=l）

当量剂量是被考察的组织的平均值HTR=DTRWR

品质因数即辐射权重因数：wa=25,wX=l,wY=1,wn=25

2.剂量当量率dH/dt单位：Sv/s

3.危险度与有效剂量当量

危险度YT：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：3尸YT/Y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：HE=3IHT

相对危险度权重因子即组织权重因子：W肺=0.12,w甲状腺=0.03

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：受到辖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。

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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。

剂量当量指数印：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H*(d)主耍用于强贯穿场情况，且多用H*(10)mm

定向剂量当量H，(d,Q)一般用于弱贯穿辐射，且多用H'(0.07,Q)。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，才能认为该项福射实践是

正当的。这是指导拓射实践的第一准则：

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

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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=AU/2.4*1C)3Bq/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

⑴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在人与弱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n=i/K：无量纲，表示辐射对屏蔽层材料的穿透能力

透射系数G：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

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半减弱厚度△1/2和十倍减弱厚度△1/10

△1/2的定义：将入射X或丫光子数（注量率或照射量率等）减弱到一半所需的屏蔽层厚度。

A1/10的定义：将入射X或丫光了•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6x：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：mGv,m2•mA-1•min-1

空气比释动能率：Ka=®/产

发射率常数6a：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：D,=ldjr2

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［可同性辐射场：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r6,单位C•m2•kg-1・Bq-1•s-1

照射量率计算公式：X=々单位C・kg-1-s-1P75表3.2

r-

最多为点源，具余均可以归结于线源、面源、体源类型

线源照射量率：X=—-----iatann1一—

Lr2r

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

川E,,4。+4）］

Bf=max«

见纥，儿（4+4）］

（2）两种原子序数相差很大

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1)低z在前，高z在后纥='［%(")高］

2)高Z在前，低Z在后

a、当光子能量较低时：

左侧耳,(留)低］1回(")肌

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:

与，［团岫)高，(W)JM纥・(W)」95例］

直接用公式计算

I=/0"

利用减弱倍数法计算

Ie国

K=^=—

IB

利用半减弱摩度或十倍减弱厚度计算

令K=2n,则n=logK/log2,屏蔽厚度d=nZ\l/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

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力”⑷=1・以0）名.夕

1.67x10-2./<HL.II

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Hl,r(d)：经过厚度为d(m)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;

6a(0°)：加速器X射线的发射率常数，Gy•m2•mA-1・min-1

HL,h：参考点上剂量当量指数率的控制水平，单位是Svh-1,由前面的剂量限值给定；

QX:透射比：

透射比中可由下列公式表示：

=1.67x102.

/・4(0°)・0

结合附图11〜15,则可以得到对X射线的屏蔽材料厚度；

2、亘直于入射电子方向的初级X射线的屏蔽计算

6a(90°)

rix':等效透射比，利用等效入射电子能量得到，见P1O5图3.25;

Y点源的屏蔽计算

i.4xi054r刊

K>.

确定屏蔽厚度，nr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；P107P108

初级屏蔽层厚度：

W・"・q

W•IJ•q：有效工作负荷，对X射线机(mA,min•周-1),对y射线治疗机(Sv•m2•周-1)；

W：对X射线机是透射系数对丫射线治疗机是透射比q；

得到透射参数，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aM：表征通用情况下人体对射线的散射程度

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屏蔽的透射系数，X,S计算

X射线：

HL,w,r：r；4001

V<3MH透射系数久,S<

400

V>4MVz透射比〃x,sV

aMS-Wq

Y射线:

HL,W♦r：•r：400

透射比%,S<-------------•----

a

1）若屏蔽散射线所需的厚度ds和屏微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3.22~3.24杳找），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•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B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:

皿制

R=O.412E（L265-O34001<E<2.5M4

R=0.53E-1.062.5<E<20MeV

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/p即可；

选择使B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

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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=Fk中

单能中子剂量当量指数：HI=fHI,n•On

1）弹性散射分为势散射和复合核散射两种

2）丰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,y）、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。

宽束中子在屏蔽体中的减弱规律:

通过合理地选择和安排屏蔽材料，我泊可以使中子在屏蔽层中的衰减符合窄束的定义要求，即使中子在屏

蔽层中一经散射便能在很短的距离内被迅速慢化和吸收，从而可以按照窄束的较为简单的计算公式来计算

中子的衰减情况，这就是所谓的分出截面法。XR宏观分出截面（中子注量率，剂量当量指数率）

针对放射性核素中子源一般中子能量不太高，中子发射率不太强，因此所需的屏蔽层不太厚，前面针对宽

束出的分出截面法将因条件不满足而失效，同时又不满足窄束的要求，因此仍然需要引入积累因子Bn：Bn

积累因子，厚度大于20cm含氢材料为5,铅为3.5,铁为2.6

屏蔽层厚度d的计算

c-x>%°B〃q—AyB〃q

一(P4九,"L

L

ER4万厂死

d是屏蔽厚度，cm；

ZR是屏蔽材料的宏观分出截面，cm-1：

A是放射性活度，Bq：

V是对应的中子产额，Bq-1-s-1,见表5.1；

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即源中子发射率，S-1

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Bn是中子积累因子：

q是居留因子；

r是参考点到源的距离，m；

屏蔽材料需要拥有一定数量的质量中等以上的材料，使得快中子快速降低能量，并需要有适量数量的轻元

素，从而使得中子能量迅速下降到热中子能区，最后为了减少俘获Y射线的能量，可以在屏蔽层材料中掺

杂一定的10B或6Li：

常用的中于屏蔽材料有：水、混凝土、石蜡、聚乙烯、泥土、锂和硼，这些材料一般要配合使用才能达到

好的屏蔽效果。

选择原则是：综合考虑材料的屏蔽性能、结构性能、稳定性能以及经济成本等，其中以效果为优先考虑；

07

放射性核素进入体内后，以两种方式参与体内的代谢过程：

一种是参与体内稳定性核素的代谢过程，另一种是参与同族元素的代谢过程

根据其在组织和器官中的代谢特点，可分为均匀性分布和选择性分布。

放射性物质从体外进入体内称作摄入，而进入的物质的量称为摄入量，常见来源有：

空气中的放射性物质通过鼻和口而吸入人体内：

人可能饮用含放射性物质的水、吃含放射性物质的食品或吞食放射性药剂，这些统称作食入；

放射性物质可能通过皮肽伤口进入体内：

参考人：为了在共同的生物学基础上计算放射性核素的年摄入剂量限值，而规定的一种假象的成年人模型

廓清：放射性核素从某•器官或组织内移出的过程。

源组织（器官）：含有大量放射性核素的组织或器官.：

靶组织（器官）：吸收辐射能量的组织或器官。

注：很多情况下某组织或器官同时是源组织和靶组织。

生物半排期：是指放射性核素进入人体后通过新陈代谢排出一半数量所需要的时间，用Tb来表示。

物理半排期：放射性核素同时还在不断衰变，衰变为原来数量的一半所需的时间，用Tr表示；

有效半衰期计算公式:

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比有效能量SEE(T-S):指在源器官S内，放射性核素j每次核转变所发射的各种辐射i,授予单位质量靶

器官T的能量，公式定义为：

/、—YiEiAF(J^S\WR

SEE(T<-S).~~今——

Yi是放射性核素j核转变时发射第i种辐射粒子的产额：

Ei是第i种辐射粒子的能量:

AF(T-S)i是源器官S中发射的第i种辐射粒子能量被靶组织T吸收的分数；

MT是靶组织的质量；

WR是第i种粒子的辐射权重因子：

年吸入量限值AU：一年内摄入的放射性物质的最高上限量，其目标是其产生的待积有效剂量等于ICRP规

定的年有效剂量限值。

剂量限值规定：

有效剂量HE连续五年内每年不能超过20mSv,其中■年最高不能超过50mSv；

皮肤的剂量当量HT每年不能超过500mSvo

=1.6乂10一］。22%,SEE(T^S\

sji

ALI={I=O.05/£WT.H(50,T)|I=0.5/H(50,T))min

导出空气浓度DAC=ALI/2.4*103Bq/m3

按照放射性核素的导出空气浓度和相应的比活度，放射性核素分为极毒、高毒、中毒和低毒四个组。

210Po、239Pu、226Ra属于极毒组;60Co、90Sr、152Eu属于高毒组:32P、109Cd>137cs属于中毒组;

7Be和40K属于低毒组。

开放型放射性工作单位，根据等效年用量的多少划分为三类。

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等效年用量：各种放射性核素年用量分别乘以核素的毒性组别系数其积之和。

毒性组别系数：极毒组：10；高度组：1：中毒组：0.1;低毒组：0.01

单位类别等效年用量(Bq)

第一类>1,85X1012

第二类1.85X1011~1.85X1012

第三类<1.85X1011

开放型放射性工作场所，按所用放射性核素最大等效日操作量，分为三级

最大等效日操作量：每种核素的最大日操作量分别乘以毒性组别系数之和

操作性质修正系数

干式发尘操作0.01工作场所级别等效日操作量，Bq

产生少量气体，气溶胶操作0.1