2025年大學(xué)《核物理》專業(yè)題庫(kù)——核輻射劑量對(duì)生物體器官的影響考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、1.定義吸收劑量，并說(shuō)明其國(guó)際單位制單位。2.解釋什么是劑量當(dāng)量，并說(shuō)明其單位。為什么需要引入劑量當(dāng)量概念？3.區(qū)分隨機(jī)性效應(yīng)和確定性效應(yīng)，并各舉一例說(shuō)明。二、4.吸收劑量D是描述什么的物理量？它是否可以用來(lái)直接評(píng)估輻射對(duì)生物組織的危害？5.有效劑量E是如何定義的？它綜合考慮了哪些因素？為什么說(shuō)有效劑量是一個(gè)重要的輻射防護(hù)量？6.對(duì)于α射線、β射線和γ射線，從穿透能力和在人體內(nèi)引起的生物效應(yīng)角度進(jìn)行比較。三、7.根據(jù)國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）的建議，成年人的年有效劑量限值是多少？這個(gè)限值是如何制定的？8.解釋輻射防護(hù)的“時(shí)間防護(hù)”原則，并說(shuō)明其物理依據(jù)。9.為什么在處理開(kāi)放性放射源或進(jìn)行放射性物質(zhì)吸入/食入操作時(shí)，輻射防護(hù)的重點(diǎn)會(huì)放在內(nèi)照射防護(hù)上？簡(jiǎn)述內(nèi)照射防護(hù)的主要措施。四、10.假設(shè)某輻射工作人員在一年的工作中，受到外照射的等效劑量為50mSv，受到內(nèi)照射（例如通過(guò)呼吸吸入）的貢獻(xiàn)為10mSv。請(qǐng)計(jì)算該工作人員在這一年的有效劑量。11.在進(jìn)行γ射線源的距離防護(hù)時(shí)，若將距離增大到原來(lái)的4倍，其他條件不變，吸收劑量率將如何變化？請(qǐng)解釋原因。12.為了屏蔽60Co源產(chǎn)生的γ射線（主要能量為1.17MeV和1.33MeV），選擇哪種屏蔽材料通常更有效？簡(jiǎn)述選擇該材料的主要理由。五、13.列舉三個(gè)對(duì)電離輻射敏感度較高的人體器官或組織，并簡(jiǎn)要說(shuō)明其原因。14.什么是組織權(quán)重因子(wT)？它在計(jì)算有效劑量E=ΣwT×H_i中扮演什么角色？15.在核醫(yī)學(xué)診斷中，例如使用放射性碘131I進(jìn)行甲狀腺掃描，患者會(huì)接受一定的輻射劑量。從輻射防護(hù)最優(yōu)化的原則出發(fā)，簡(jiǎn)述在保證診斷效果的前提下，如何減少患者接受的輻射劑量。16.解釋個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)在輻射安全管理工作中的作用。為什么說(shuō)個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)只是輻射防護(hù)管理的一部分？試卷答案一、1.吸收劑量是指單位質(zhì)量的受照物質(zhì)吸收的電離輻射的平均能量。其國(guó)際單位制單位是戈瑞（Gy），1Gy=1J/kg。2.劑量當(dāng)量是指用于評(píng)估電離輻射對(duì)生物組織或器官隨機(jī)性效應(yīng)潛在危險(xiǎn)性的物理量，它等于吸收劑量乘以輻射權(quán)重因子（WR）。其單位是希沃特（Sv），1Sv=1J/kg。引入劑量當(dāng)量是為了考慮不同類型的輻射對(duì)生物體造成的生物效應(yīng)不同（即相對(duì)生物效應(yīng)不同），從而更合理地評(píng)估輻射風(fēng)險(xiǎn)。3.隨機(jī)性效應(yīng)是指其發(fā)生概率隨劑量增加而增加，但不存在確定性閾值效應(yīng)的輻射損傷，如輻射誘發(fā)癌癥。確定性效應(yīng)是指在達(dá)到一定劑量時(shí)幾乎肯定會(huì)發(fā)生的、具有閾值劑量的輻射損傷，如輻射引起的皮膚燒傷。例如，隨機(jī)性效應(yīng)是輻射誘發(fā)白內(nèi)障，確定性效應(yīng)是高劑量輻射引起的皮膚壞死。二、4.吸收劑量D是指單位質(zhì)量的受照物質(zhì)（無(wú)論是什么物質(zhì)，包括生物組織）吸收的電離輻射的平均能量。它是一個(gè)純粹的物理量，反映的是輻射能量在物質(zhì)中的沉積情況。它不能直接評(píng)估輻射對(duì)生物組織的危害，因?yàn)椴煌妮椛漕愋停ㄈ绂?β,γ）和不同的生物組織對(duì)輻射的敏感性不同，即使吸收劑量相同，造成的生物效應(yīng)也可能大相徑庭。需要結(jié)合輻射權(quán)重因子等量來(lái)評(píng)估危害。5.有效劑量E是指人體各組織或器官的當(dāng)量劑量按其組織權(quán)重因子加權(quán)平均值之和。其定義公式為E=Σ(wT×H_i)，其中wT是第i個(gè)組織的組織權(quán)重因子，H_i是該組織的當(dāng)量劑量。有效劑量綜合考慮了不同器官的輻射敏感性（通過(guò)wT反映）以及這些器官實(shí)際受到的當(dāng)量劑量（H_i），它提供了一個(gè)單一數(shù)值來(lái)估計(jì)整個(gè)身體受到的輻射的隨機(jī)性效應(yīng)（如癌癥風(fēng)險(xiǎn)）的潛在危險(xiǎn)，是評(píng)價(jià)外部照射總輻射防護(hù)劑量的關(guān)鍵量。6.α射線：穿透能力最弱，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米，在體外幾乎不穿透皮膚，但在體內(nèi)（如吸入、食入）能量沉積集中，生物效應(yīng)很強(qiáng)。β射線：穿透能力中等，可穿透皮膚淺層，需要薄金屬或塑料屏蔽。在體內(nèi)能量沉積比α射線分散，生物效應(yīng)比α射線弱，但比γ射線強(qiáng)。γ射線和X射線：穿透能力最強(qiáng)，可穿透人體，需要厚重的屏蔽材料（如混凝土、鉛）防護(hù)。在體內(nèi)能量沉積相對(duì)分散，生物效應(yīng)與β射線類似，但具體值因能量而異。三、7.根據(jù)國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）的建議，對(duì)職業(yè)放射工作人員的年有效劑量限值是50mSv（毫希沃特）。這個(gè)限值是基于綜合了科學(xué)證據(jù)、社會(huì)接受程度和防護(hù)成本效益分析后制定的，旨在限制隨機(jī)性效應(yīng)（如癌癥）的發(fā)生概率，并考慮了非隨機(jī)性效應(yīng)（如確定性效應(yīng)）的閾值。8.輻射防護(hù)的“時(shí)間防護(hù)”原則是指在可能的情況下，盡可能縮短受照時(shí)間。因?yàn)檩椛鋭┝颗c受照時(shí)間成正比（D=Φ×t，其中Φ是劑量率，t是時(shí)間），減少暴露時(shí)間就能直接減少吸收的輻射劑量。這是輻射防護(hù)的三大原則之一（時(shí)間、距離、屏蔽）。9.在處理開(kāi)放性放射源或進(jìn)行放射性物質(zhì)吸入/食入操作時(shí)，由于放射性物質(zhì)可以直接進(jìn)入生物體內(nèi)部（內(nèi)照射），其能量將在生物組織內(nèi)部長(zhǎng)期、集中地沉積，可能造成比外照射更嚴(yán)重和持久的生物效應(yīng)。因此，輻射防護(hù)的重點(diǎn)會(huì)放在內(nèi)照射防護(hù)上。內(nèi)照射防護(hù)的主要措施包括：工作場(chǎng)所圍封、通風(fēng)排風(fēng)、防止放射性物質(zhì)散落、采取安全操作規(guī)程、使用個(gè)人防護(hù)用品（如口罩、手套）以及進(jìn)行入口監(jiān)測(cè)等。四、10.根據(jù)有效劑量定義E=Σ(wT×H_i)，其中H_i=D_i×wR，且E=Σ(wT×D_i×wR)。假設(shè)人體只有一個(gè)組織受到照射，則E=D×wR（這里假設(shè)D和H_i指的是同一組織）。題目中給出了總有效劑量60mSv（包括外照射和內(nèi)照射），但未給出各組織的具體劑量或權(quán)重因子，無(wú)法直接通過(guò)公式計(jì)算。通常，總有效劑量是各途徑貢獻(xiàn)的總和。題目直接給出了總有效劑量為60mSv。如果理解為計(jì)算外照射的有效劑量，則為50mSv。如果理解為計(jì)算內(nèi)照射的貢獻(xiàn)劑量并求和，需更多信息。按題目直接給定的總有效劑量回答，為60mSv。*（注：此題按題目所給信息作答，實(shí)際物理意義可能需要更明確的條件）。*11.根據(jù)劑量率與距離的平方反比定律，吸收劑量率與距離的平方成反比。若將距離增大到原來(lái)的4倍，則吸收劑量率將減小到原來(lái)的1/(4^2)=1/16。原因是在點(diǎn)源輻射場(chǎng)中，距離源越遠(yuǎn)，單位面積接收到的輻射能量越少。12.屏蔽60Co源產(chǎn)生的γ射線通常選擇水或混凝土作為屏蔽材料。選擇這些材料的主要理由是它們具有相對(duì)較高的密度（可以減少射線穿透深度）和較大的質(zhì)量（根據(jù)屏蔽公式需要，與吸收系數(shù)和所需厚度有關(guān)），能夠有效地吸收γ射線。水因?yàn)橥该髑乙子讷@得，也是常用的屏蔽材料。鉛雖然吸收效率高，但較重且有毒性，且對(duì)于60Co的1.17MeV和1.33MeV射線，混凝土或水通常足夠。五、13.對(duì)電離輻射敏感度較高的人體器官或組織通常包括：性腺（睪丸和卵巢）、造血器官（紅骨髓）、晶體（眼睛的晶狀體）、胎兒。性腺對(duì)輻射敏感是因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生生殖細(xì)胞，輻射可能引起遺傳損傷。造血器官對(duì)輻射敏感是因?yàn)樗鼈兪强焖俜至训募?xì)胞，輻射可能抑制血細(xì)胞生成。晶體對(duì)輻射敏感可能導(dǎo)致輻射白內(nèi)障。胎兒在發(fā)育期間對(duì)輻射敏感，可能引起發(fā)育異?；虬┌Y。14.組織權(quán)重因子(wT)是ICRP建議中用于評(píng)估輻射對(duì)特定組織或器官隨機(jī)性效應(yīng)（如癌癥）潛在危險(xiǎn)性的一個(gè)無(wú)量綱因子。它代表了該組織或器官相對(duì)于參考組織（通常取為骨骼肌肉）的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)。在計(jì)算有效劑量E=Σ(wT×H_i)中，wT用于將每個(gè)組織或器官的當(dāng)量劑量(H_i)轉(zhuǎn)換為其對(duì)整體隨機(jī)性風(fēng)險(xiǎn)的貢獻(xiàn)，從而得到代表全身總風(fēng)險(xiǎn)的單一有效劑量值。15.在保證診斷效果的前提下減少患者接受的輻射劑量，可以采取以下措施：使用盡可能低劑量的放射性藥物；選擇能量合適的放射性核素（通常選用半衰期適中、發(fā)射能量適宜的核素）；優(yōu)化掃描方案和采集參數(shù)；對(duì)非檢查部位進(jìn)行屏蔽（如佩戴鉛圍脖保護(hù)性腺）；提高圖像處理和解剖匹配的準(zhǔn)確性以減少重復(fù)掃描需求；對(duì)接受過(guò)多次檢查的患者，評(píng)估累積劑量并調(diào)整檢查間隔。16.個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)在輻射安全管理工作中的作用是：定量評(píng)