00

從穩(wěn)定性考慮，原子核（原子）可以分為穩(wěn)定和不穩(wěn)定的2大類

不穩(wěn)定的原子核會隨著時間發(fā)生變化，會自發(fā)的或在外界影響下從某種核素（元素）變化到另一種核素（元

素），與此同時會釋放出各種類型的粒子，同時釋放出不同的能量，這種現(xiàn)象稱為放射性。上述粒子攜帶大

量能量高速運動，形成射線：

常見的例外的情況是X射線，醫(yī)用、工業(yè)用X射線是由核外電子能態(tài)變化引起

本課的目的：采取各種方法、手段，有效地避免放射性對人體的損害

凡是存在放射性應(yīng)用的地方，則必然伴隨著拓射防護(hù)工作

第■階段：早期輻射損傷認(rèn)識時期（1895-1930）

第二階段：中期輻射損傷認(rèn)識時期（又稱放射線診斷、治療損傷時期）（19302960）

第三階段：近期輻射損傷認(rèn)識時期（又稱流行病學(xué)調(diào)查所見的輻射損傷時期）（1960~現(xiàn)在）

01

電離輻射：由能通過初級過程或次級H程引起電離的帶電粒子或不帶電粒子組成的，或者由它們混合組

成的輻射；

電離輻射場：電離輻射無論在空間，還是在介質(zhì)內(nèi)部通過、傳播以至經(jīng)由相互作用發(fā)生能量傳遞的整個空

間范圍，由此形成的場：

輻射量：為了表征輻射源特征，描述福射場性質(zhì)，量度輻射與物質(zhì)相互作用的程度及受照物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的

輻射效應(yīng)的量：

粒子輻射：是指組成物質(zhì)的基本粒子，或由這些粒子組成的原子核。既有能量又有靜止質(zhì)量。

電磁輻射：實質(zhì)是電磁波，僅有能量，沒有靜止質(zhì)量。

輻射計量學(xué)量：根據(jù)輻射場自身的周有性質(zhì)來定義的物理量：

輻射劑量學(xué)量：描述他射能量在物質(zhì)中的轉(zhuǎn)移、沉枳的物理量；

輻射防護(hù)學(xué)量：用各類品質(zhì)因數(shù)加權(quán)后的吸收劑量D引申出的用于防護(hù)計算的物理量;

粒子通量(N)：粒子數(shù)在時間間隔dt的變化量dN,s-1

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能量通量（R）：輻射能在時間間隔dt內(nèi)的變化量dR,J?s-1：

粒子注量（力）：可以認(rèn)為是進(jìn)入單位破面積小球的粒子數(shù)：m-2

能量注量（中）：進(jìn)入向心截面枳為da的小球的輻射能dR與da的比值，J?m-2

粒子注量率（4＞）：表征單位時間內(nèi)進(jìn)入單位截而枳小球的粒子數(shù)的多少，又稱為粒子通量密度，m-2-s-1

能量注量率仲）：表征單位時間內(nèi)進(jìn)入單位截面積小球的輻射能的多少，又稱為能量通量密度，J-m-2-s-l

電離：從一個原子、分子或其它束縛狀態(tài)釋放一個或多個電子的過程；

電離密度：帶電粒子在單位路徑長度上形成的離子對數(shù)，單位為離子對/cm。

激發(fā)：帶電粒子通過物質(zhì)時，原子由基態(tài)轉(zhuǎn)入高能態(tài)。

退激：激發(fā)態(tài)的原子不穩(wěn)定，以發(fā)射光子的形式放出相應(yīng)的能量回到低能態(tài)軌道。

散射：帶電粒子通過物質(zhì)時，與帶正電的原子核發(fā)生排斥作用而改變其本身的運動方向。

電離和激發(fā)兩過程構(gòu)成了電帶電粒子在碰撞過程中的主要能量損失。

傳能線密度IET：表示帶電粒了?在單位長度徑跡上傳遞的能量。單位是MeV-cm-1

射程：帶電粒子從進(jìn)入物質(zhì)到完全被吸收沿原入射的方向穿過的最大距離，稱為該粒子在物質(zhì)中的射程。

如果不指明在哪種物質(zhì)中，就是指粒子在標(biāo)準(zhǔn)狀況卜.的空氣中的射程。

平均射程：一組單能粒子射程的平均值。

射程歧離：單能粒子在同一種物質(zhì)中的射程并不完全相同。

帶電粒子與物質(zhì)的相互作用：非彈性碰撞、輻射相互作用、彈性散射、核相互作用、電子對生成

X、y射線與物質(zhì)的相互作用：光電效應(yīng)、康普頓散射、電子對生成、相干散射、光核反應(yīng)

中子物質(zhì)的相互作用：彈性散射、非彈性散射、去彈性散射、俘獲、散裂

6粒子：能量超過某定值（一般為lOOeV）的帶電粒子，可以明顯偏離初始運動方向且穿越一段路程，進(jìn)一步

引起其它原子激發(fā)/電離。

電離過程中帶電粒子損失的能量并非直接沉積在當(dāng)?shù)兀怯泻艽?部分被8粒子散播到其它位置

初致輻射：快速電子通過原子核附近時，在原子核庫侖場的作用下一部分能量以電磁波的形式輻射出來。

高能電子能量損失的主要方式，而重帶電粒子可忽略。

Y射線是原子核能級躍遷蛻變時釋放出的電磁輻射光子。

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X射線

a.軻致輻射x射線。由帶電粒子在原子核庫侖場中慢化而產(chǎn)生的電磁福射。

b.特征x射線。由原了?電了?能級改變而產(chǎn)生的電磁輻射。

與物質(zhì)的作用類型

完全吸收：光電效應(yīng)、電子對生成、光核反應(yīng)和光介子生成等。

部分吸收：康普頓散射和核共振散射。

不吸收：彈性散射。

特點：在介質(zhì)中可以穿行比較長的路程，一次相互作用過程中光了?損失的平均能量較大。

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

作用類型

1)彈性散射：總動能守恒。

2)非彈性散射：總能量、動量守恒，動能不守恒；

3)去彈性散射：(n,p),(n,a)等；

4)俘獲(Capture)：(n,y)：

5)散射(Spallation)；

以上均屬與原子核的相互作用。

帶電粒子與物質(zhì)的相互作用系數(shù)

一、線阻止本領(lǐng)，質(zhì)量阻止本領(lǐng)

帶電粒子使物質(zhì)原子電離或激發(fā)而損失的能量稱為電離能量損失。

把帶電粒子在物質(zhì)中單位路程上的電離損失稱為電離能量損失率，又稱為阻止本領(lǐng)。

(1)阻止本領(lǐng)與重帶電粒子電荷數(shù)的平方成正比。

(2)阻止木領(lǐng)與帶電粒了?的質(zhì)量無關(guān)。

(3)阻止本領(lǐng)與重帶電粒子的速度有關(guān)。

(4)阻止本領(lǐng)與物質(zhì)的電子密度NZ成正比。

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線阻止本領(lǐng)：S=dE/dldE是dl距離上損失能量的數(shù)學(xué)期望值。單位為J.m-1

質(zhì)量阻止本領(lǐng)：S/P單位為J.m2.l<g-1

二、質(zhì)量碰撞/輻射阻止本領(lǐng)

質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng)：指一定能量的帶電粒子在指定物質(zhì)中穿過單位質(zhì)量厚度的物質(zhì)層時，由于電離、激發(fā)

過程所損失的能量。單位：J?m2/kg

質(zhì)量輻射阻止本領(lǐng)：指一定能量的帶電粒子在指定物質(zhì)中穿過單位質(zhì)量厚度的物質(zhì)層時，由于物致輻射過

程所損失的能量。單位：J?m2/kg

重離子的能量損失機制主要電離、激發(fā)

臨界能量：質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng)=質(zhì)量輻射阻止本領(lǐng)的電子能量

非帶電粒子與物質(zhì)的相互作用系數(shù)

一、衰減系數(shù)口描述入射射線本身的衰減程度

質(zhì)量減弱系數(shù)特點和作用

1、只涉及到物質(zhì)中入射不帶電粒子數(shù)目的減少，并不涉及進(jìn)一步的物理過程。

2、數(shù)值不因材料物理狀態(tài)的改變而改變。

3、康普頓占優(yōu)勢的光子能量范圍內(nèi)，幾乎所有物質(zhì)的質(zhì)量減弱系數(shù)大致相同。

Y射線（X射線）同物質(zhì)相互作用，其能量分為兩個部分：

1、光子能量轉(zhuǎn)化為電子的動能2、能量被能量較低的光子所帶走

二、能量轉(zhuǎn)移系數(shù)Utr描述入射射線與物質(zhì)作用后轉(zhuǎn)移給次級帶電粒子的能量份額

質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)：Y射線在物質(zhì)中穿過單位質(zhì)量厚度后，因相互作用，其能量轉(zhuǎn)移給電子的份額。m2/kg

輻射劑量學(xué)中，重要的是光子能量的電子轉(zhuǎn)移部分。

只涉及到在物質(zhì)中入射不帶電粒子能量的轉(zhuǎn)移，而不涉及能量是否被物質(zhì)吸收的問題

三、能量吸收系數(shù)Uen描述次級帶電粒子與物質(zhì)作用并耗散能量后最終能夠留在觀測物質(zhì)中的能量份額

質(zhì)量能量吸收系數(shù)：丫射線在物質(zhì)中穿過單位質(zhì)量厚度后，其能量被物質(zhì)吸收的份額。m2/kg

不帶電粒子與物質(zhì)的相互作用分二個階段：

第一階段：不帶電粒子通過與物質(zhì)的相互作用，把能量轉(zhuǎn)移給次級帶電粒子;

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第二階段：次級帶電粒子通過電離、激發(fā)等方式把轉(zhuǎn)移來的能量大部分留在介質(zhì)中：

引入轉(zhuǎn)移能和比釋動能K,描述第一階段的過程；

轉(zhuǎn)移能￡tr：指定體積內(nèi)由不帶電粒了?釋放出來的所有帶電的電離粒子（具備電離能力）初始動能之和，單位J

比釋動能K：dstr即轉(zhuǎn)移能的期望值。K=det/dm單位：戈瑞（gray）,簡寫Gy,lGy=lJK-g-1

比釋動能與能量注量的關(guān)系:K=V（utr/P）

比釋動能與粒子注量的關(guān)系：K=Fk中P308附表3,粒子注量中等于單位體積內(nèi)的徑跡總長度。

比釋動能率:K=A「6/R2,單位：J?Kg-1?s-1或Gy?s-1或rad?s-1P75表3.2

比釋動能由空間指定點的不帶電粒子注量和介質(zhì)的作用系數(shù)決定。謹(jǐn)慎保持輻射場不變，那么比釋動能則

由作用系數(shù)即可確定。

照射量X：dQ為X,y射線在質(zhì)量為dm的空氣中釋放的全部電子完全被空氣阻止時，，在空氣中所產(chǎn)生的一

種符號離子總電荷的絕對值。X=dQ/dm

照射量與粒子注量的關(guān)系：X=Fx①P22表1.2

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

授與能el：指該能量沉積事件所涉及到的單個或單類相關(guān)電離粒子在指定體積V內(nèi)發(fā)生的所有的相互作用

中沉積能之和。el=Ein-Eout+Q

帶電粒子平衡條件總結(jié)：

1）離介質(zhì)邊界要有一定的距離.被考慮的體積邊界與介質(zhì)邊界的最短距離d必須不小于次級帶電粒子在介

質(zhì)中的最大射程，即d三Rmax；

2）均勻照射條件。要求離所考慮體積的邊界等于次級帶電粒子最大射程的體積內(nèi)，輻射的注量率處處相等

3）介質(zhì)均勻。在上述體積范圍內(nèi)介質(zhì)均勻一致，使得粒子在該體積內(nèi)的作用保持一致性；

例1、一個動能E=10MeV的正電子進(jìn)入體積V,通過碰撞損失掉5MeV的能量后與體積內(nèi)的一個靜止負(fù)電

子發(fā)生湮沒，產(chǎn)生能量相等的兩個光子，其中的?個逸出體積V,另一個在V內(nèi)產(chǎn)生動能相等的正負(fù)電子

對。正負(fù)電子在V內(nèi)通過碰撞各自消耗掉其一半動能后負(fù)電子逸出V,正電子與一個靜止負(fù)電子發(fā)生飛行

中湮沒，湮沒光子從V逸出。求對V的授與能。（為了便于計算假定靜止的正負(fù)電子對湮沒產(chǎn)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

吸收劑量D：單位質(zhì)量的受照物質(zhì)吸收平均甩離輻射能量。D=de/dm

任一體枳元內(nèi)物質(zhì)吸收的能量，來自兩個方面：其一是該體枳內(nèi)釋出的帶電粒子就地授與的那部分能量；

其二是起源于其他位置而來到這一體枳的帶電粒子所授與的能量。

帶電粒子平衡的條件下，若忽略帶電粒子因物致輻射引起的能量損失，K=D,D=fmX

02

按產(chǎn)生方式：放射性核素中子源,如鋪;Am)被源，輛-252源

加速器中子源

反應(yīng)堆中子源

等離子體中子源

按照放射源對人體健康和環(huán)境的潛在危害程度，將放射源分為5類：

I類放射源為極高危險源：沒有防護(hù)情況下，接觸這類源幾分鐘到1小時就可致人死亡；

II類放射源為高危險源：沒有防護(hù)情況下，接觸這類源幾小時至幾天可致人死亡；

III類放射源為危險源：沒有防護(hù)情況卜，接觸這類源幾小時就可對人造成永久性損傷，接觸幾天至幾周也

可致人死亡；

N類放射源為低危險源；基本不會對人造成永久性損傷，但對長時間、近距離接觸這些放射源的人可能造

成可恢復(fù)的臨時性損傷；

V類放射源為極低危險源，不大可能對人造成永久性損傷。

根據(jù)射線裝置對人體健康和環(huán)境的潛在危害程度，從高到低將射線裝置分為【類、II類、川類。

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I類為高危險射線裝置，事故時可以使短時間受照射人員產(chǎn)生嚴(yán)重放射損傷，甚至死亡，或?qū)Νh(huán)境可能迨成

嚴(yán)重影響；

II類為中危險射線裝置，事故時可以使受照人員產(chǎn)生較嚴(yán)重放射損傷，大劑量照射甚至導(dǎo)致死亡；

HI類為低危險射線裝置，事故時一般不會造成受照人員的放射損傷。

歸一化因子(D值)一一放射源可導(dǎo)致確定性健康效應(yīng)的''危險”活度水平；如果某放射源活度超過相應(yīng)“D”

值水平即被認(rèn)為是“危險源”。

輻射作用后產(chǎn)生的生物效應(yīng)的特由

1、低吸收能量引起高生物效應(yīng)

2、短暫作用引起長期效應(yīng)：直接作用，間接作用

1)直接作用：輻射粒子照射活細(xì)胞時，通過電離與激發(fā)與生物大分子DNA直接發(fā)生作用，導(dǎo)致細(xì)胞的損傷。

2)間接作用：輻射粒子與細(xì)胞內(nèi)環(huán)境成份通過電離與激發(fā)發(fā)生作用產(chǎn)生自由基，自由基擴散再與DNA作用，

導(dǎo)致細(xì)胞的損傷。

傳能線密度LET：單位長度上發(fā)生的能量轉(zhuǎn)移。

高LET輻射:直接產(chǎn)生的或通過次級帶電粒子產(chǎn)生的各電離事件之間的距離以細(xì)胞核的尺度衡量比較小的輻

射。一般指快中子、質(zhì)子和。粒子等＜：

低LET輻射：直接產(chǎn)生的或通過次級帶電粒子產(chǎn)生的各電離事件之間的距離以細(xì)胞核的尺度衡量比較大的輻

射。一般指X、丫、B輻射等。

一般說來，高LET輻射(n,a)的生物效應(yīng)比低LET輻射(X,Y)的更為明顯或嚴(yán)重。

高度敏感：淋巴組織、胸腺、骨髓、性腺、胚胎、腸胃上皮

中度敏感:：感覺器官、內(nèi)皮細(xì)胞、皮膚上皮、唾液腺、腎、肝等

輕度敏感:：中樞神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌腺、心臟

不敏感:：肌肉組織、軟骨組織、結(jié)締組織

輻射作用人體的方式：

(1)外照射：是指輻射源位于人體外對人體造成的輻射照射，包括均勻全身照射、局部受照.

(2)內(nèi)照射：存在于人體內(nèi)的放射性核素對人體造成的輻射照射稱為內(nèi)照射。

(3)放射性核素的體表沾染：是指放射性核素沾染于人體表面。沾染的放射性核素對沾染局部構(gòu)成外照射

源，同時尚可經(jīng)過體表吸收進(jìn)入血液構(gòu)成體內(nèi)照射。

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a）確定性效應(yīng)：有劑量閾值，效應(yīng)的嚴(yán)重程度與劑量成正比

b）隨機性效應(yīng)：無劑量閾值，發(fā)生幾率與劑量成正比，嚴(yán)重程度與劑量無關(guān)

當(dāng)組織中相當(dāng)數(shù)量的細(xì)胞被電離輻射殺死后，此時在組織或器官中產(chǎn)生臨床上可以檢查出來的嚴(yán)重的功能

型損傷，即為確定性效應(yīng)，此時會產(chǎn)生放射病。閾值為lOOmGy。

隨機性效應(yīng)是指發(fā)生幾率（而非嚴(yán)重程度）與劑量的大小相關(guān)的效應(yīng)。從防護(hù)的角度來看認(rèn)為不存在劑量閾

值。分為在受照者體內(nèi)可能引起癌癥和由生殖細(xì)胞異常從而引發(fā)受照者后代出現(xiàn)遺傳疾患等2大類。

吸煙的作用：縮短了輻射誘發(fā)腫痛出現(xiàn)的時間。

有益的：人類生存條件之一，天然輻射提高免疫力、刺激作用。

有害的：大劑量照射時，可能得各種放射?。?/p>

與個體相關(guān)的輻射量

1.劑量當(dāng)量

劑量當(dāng)量是組織內(nèi)被考察的某一點H=DQN（N=l）

當(dāng)量劑量是被考察的組織的平均值HTR=DTRWR

品質(zhì)因數(shù)即輻射權(quán)重因數(shù)：wa=25,wX=l,wY=1,wn=25

2.劑量當(dāng)量率dH/dt單位：Sv/s

3.危險度與有效劑量當(dāng)量

危險度YT：有了某一個器官的受照劑量當(dāng)量和該器官的危險度就能唯一確定輻照對該器官產(chǎn)生有害生物效

應(yīng)的發(fā)生幾率。

相對危險度的權(quán)重因子：3尸YT/Y全

為了計算受到照射的有關(guān)器官和組織帶來的總的危險即局部器官對人體整體的影響，相對隨機性效應(yīng)而言，

在輻射防護(hù)中引進(jìn)了有效劑量當(dāng)量：HE=3IHT

相對危險度權(quán)重因子即組織權(quán)重因子：W肺=0.12,w甲狀腺=0.03

4.待積當(dāng)量劑量

待積劑量當(dāng)量：人體單次攝入放射性物質(zhì)后，某一器官或組織在50年內(nèi)將要受到的累積的劑量當(dāng)量。

待積有效劑量當(dāng)量：受到轄射危險的各個器官或組織的待積當(dāng)量劑量經(jīng)WT加權(quán)處理后的總和。

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受輻射對象的特點及需考慮因素：材料組成、幾何形狀、體積、受關(guān)注層次、按可分割性、按運動狀態(tài)

注意：無論什么方法，均傾向于計算機自動處理，這需要重視！特別是蒙特卡羅方法，則基本依靠計算機。

應(yīng)用上，由于人體是不允許分割的，因此圍繞人體制作的各類體模是最多的。

吸收劑量指數(shù)DI：以待測點為中心，直徑為30cm的ICRU球內(nèi)的最大吸收劑量。

單位時間內(nèi)的吸收劑量指數(shù)為吸收劑量指數(shù)率。

劑量當(dāng)量指數(shù)?。杭串?dāng)ICRU球心位于該點時，球內(nèi)的最大劑量當(dāng)量H值。

擴展場：注量及其角分布、能量分布在所關(guān)心的區(qū)域處處與實際輻射場中參考點的相同的輻射場。

齊向擴展場：注量及其能量分布在所關(guān)心的體積中處處與實際輻射場中參考點的相同，而注量是單向的衍

生輻射場。

如果HT,皮膚＞10倍HE,皮膚，表示射線能量大部分停留在人體表層，即為弱貫穿，反之為強貫穿

周圍劑量當(dāng)量H*(d)主耍用于強貫穿場情況，且多用H*(10)mm

定向劑量當(dāng)量H，(d,Q)一般用于弱貫穿輻射，且多用H'(0.07,Q)。mm

生活中的輻射來源：天然輻射、人工輻射

天然輻射是人類的主要輻射來源

天然輻射：宇宙射線、宇生放射性核素、原生放射性核素

一般場所：天然本底為2.4mSv/year,多為內(nèi)照射(222Rn,60%)

輻射防護(hù)的目的：1防止確定性效應(yīng)的發(fā)生；2減少隨機性效應(yīng)的發(fā)生率，使之達(dá)到可以接受的水平,

輻射防護(hù)的基本原則：

1、輻射實踐正當(dāng)化：只有當(dāng)輻射實踐所帶來的利益大于為其所付出的代價時，才能認(rèn)為該項福射實踐是

正當(dāng)?shù)?。這是指導(dǎo)拓射實踐的第一準(zhǔn)則：

2、輻射防護(hù)的最優(yōu)化：在實施某項輻射實踐的過程中，可能有幾個方案可供選擇，在對幾個方案進(jìn)行選擇

時，應(yīng)當(dāng)運用最優(yōu)化程序，也就是在考慮了經(jīng)濟和社會的因素之后，應(yīng)當(dāng)將一切輻射照射保持在可合理達(dá)

到的盡可能低的水平，也叫做ALARA原則

3、個人劑量當(dāng)量限值：對于給定的某項輻射實踐，不論代價與利益的分析結(jié)果如何，必須用劑量當(dāng)量限制

對個人所受到照射加以限制。

輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)一般分為：基本限值、導(dǎo)出限值、管理限值、參考水平

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基本限值：

工作人員隨機性效應(yīng)：HE<=50mSv確定性效應(yīng)：HE<=500mSv

公眾人員隨機性效應(yīng)：HE<=5mSv確定性效應(yīng)：HE<=50mSv

導(dǎo)出限值DAC=AU/2.4*1C)3Bq/m3,年吸入量限值A(chǔ)LI

管理限值應(yīng)低于基本限值和相應(yīng)的導(dǎo)出限值

參考水平

記錄水平：高于它們時結(jié)果應(yīng)當(dāng)記錄下來，低于時被忽略；

調(diào)查水平：高于它們時應(yīng)當(dāng)對結(jié)果的起因或含義進(jìn)行考查；

干預(yù)水平：某種確定的補救行動所避免的劑量，高于它時應(yīng)當(dāng)考慮補救行動。

公眾中個人的劑量限值不包括天然本底照射和醫(yī)療照射。

03

⑴外照射：是指輻射源位于人體外對人體造成的輻射照射，包括均勻全身照射、局部受照。

(2)內(nèi)照射：存在于人體內(nèi)的放射性核素對人體造成的輻射照射。

外照射防護(hù)基本原則：盡量減少或避免射線從外部對人體的輻射，使之所受照射不超過國家規(guī)定劑量限值。

內(nèi)照射防護(hù)基本原則：制定各種規(guī)章制度，采用各種措施，盡量減少放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)的機會：

外照射防護(hù)：①縮短受照時間；②增大與輻射源的距離；③在人與弱射源之間增加防護(hù)屏蔽

內(nèi)照射防護(hù)：

包容：采用通風(fēng)櫥、手套箱、防護(hù)用品等隔離：工作場所進(jìn)行分級、分區(qū)管理。

凈化：降低放射性物質(zhì)濃度、降低物體表面放射性污染水平。稀釋：降低放射性濃度到控制水平以下。

減弱倍數(shù)K：無量綱，表示屏蔽層材料對輻射的屏蔽能力，通過屏蔽層前后劑量當(dāng)量指數(shù)率之比

透射比n=i/K：無量綱，表示輻射對屏蔽層材料的穿透能力

透射系數(shù)G：設(shè)置厚度為d的屏蔽層之后，離X射線發(fā)射點1m處,由該射線裝置單位工作負(fù)荷(1mA-min)

所造成的當(dāng)量劑量。單位為Sv?m2?(mA?min)-1

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半減弱厚度△1/2和十倍減弱厚度△1/10

△1/2的定義：將入射X或丫光子數(shù)（注量率或照射量率等）減弱到一半所需的屏蔽層厚度。

A1/10的定義：將入射X或丫光了?數(shù)（注量率或照射量率等）減到十分之一所需的屏蔽層厚度。

X射線機

發(fā)射率常數(shù)6x：管電流為1mA時，距離陽極靶1m處，由初級射線束在空氣中產(chǎn)生的空氣比釋動能率

單位：mGv,m2?mA-1?min-1

空氣比釋動能率：Ka=?/產(chǎn)

發(fā)射率常數(shù)6a：視X射線源為點源，單位束流1mA,在標(biāo)準(zhǔn)距離1m處形成的吸收劑量指數(shù)率。

單位:Gy,m2?mA-1?min-1

吸收劑量指數(shù)率：D,=ldjr2

放射性核素

點源：即放射源可以視作一個點，射線向四面八方發(fā)射，形成一個各［可同性輻射場：如果輻射場中某點與

輻射源的距離r，比輻射源本身的幾何尺寸L大5倍以上，即可把輻射源視為一個點源。

照射量率常數(shù)r6,單位C?m2?kg-1?Bq-1?s-1

照射量率計算公式：X=々單位C?kg-1-s-1P75表3.2

r-

最多為點源，具余均可以歸結(jié)于線源、面源、體源類型

線源照射量率：X=—-----iatann1一—

Lr2r

能譜的硬化：隨著通過物質(zhì)的厚度增加，那些不易被減弱的“硬成分”所占比重會越來越大

窄束條件下不考慮散射射線的存在，寬束考慮，引入修正因子Bn；

（1）雙層介質(zhì)的原子序數(shù)相差不大

川E,,4。+4）］

Bf=max?

見紇，兒（4+4）］

（2）兩種原子序數(shù)相差很大

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1)低z在前，高z在后紇='［%(")高］

2)高Z在前，低Z在后

a、當(dāng)光子能量較低時：

左側(cè)耳,(留)低］1回(")肌

B、當(dāng)光子能量較高，超過與高Z介質(zhì)線減弱系數(shù)最小值相應(yīng)的那個能量(Er,min)高:

與，［團岫)高，(W)JM紇?(W)」95例］

直接用公式計算

I=/0"

利用減弱倍數(shù)法計算

Ie國

K=^=—

IB

利用半減弱摩度或十倍減弱厚度計算

令K=2n,則n=logK/log2,屏蔽厚度d=nZ\l/2

綜合考慮防護(hù)性能、結(jié)構(gòu)性能、穩(wěn)定性和經(jīng)濟成本，常用材料有：

鉛：屏蔽能力好，但結(jié)構(gòu)較軟，一般采用鋼骨架支撐；常用于鉛容器、活動屏、鉛磚等。

鋼鐵：屏蔽能力、結(jié)構(gòu)性能均很好。常用于防護(hù)鐵門等。

混凝土：屏蔽能力好，造價便宜：多用于固定的防護(hù)屏障。

水：來源廣泛，本身液體；透明度好，常以水井、水池等貯存放射源。

加速器X射線的屏蔽計算

1、沿入射電子方向的初級X射線的屏蔽計算

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力”⑷=1?以0）名.夕

1.67x10-2./<HL.II

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Hl,r(d)：經(jīng)過厚度為d(m)的屏蔽層后，在參考點上初級X射線束的劑量當(dāng)量指數(shù)率，單位Sv-h-1;

6a(0°)：加速器X射線的發(fā)射率常數(shù)，Gy?m2?mA-1?min-1

HL,h：參考點上劑量當(dāng)量指數(shù)率的控制水平，單位是Svh-1,由前面的劑量限值給定；

QX:透射比：

透射比中可由下列公式表示：

=1.67x102.

/?4(0°)?0

結(jié)合附圖11?15,則可以得到對X射線的屏蔽材料厚度；

2、亙直于入射電子方向的初級X射線的屏蔽計算

6a(90°)

rix':等效透射比，利用等效入射電子能量得到，見P1O5圖3.25;

Y點源的屏蔽計算

i.4xi054r刊

K>.

確定屏蔽厚度，nr通過查閱附圖5~10,K通過查閱附表8~15,即可以計算屏蔽材料的厚度；P107P108

初級屏蔽層厚度：

W?"?q

W?IJ?q：有效工作負(fù)荷，對X射線機(mA,min?周-1),對y射線治療機(Sv?m2?周-1)；

W：對X射線機是透射系數(shù)對丫射線治療機是透射比q；

得到透射參數(shù)，后，查附圖5、8和18~23,可以得到相關(guān)材料的屏蔽厚度:

散射射線為主的屏蔽計算

散射比aM：表征通用情況下人體對射線的散射程度

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屏蔽的透射系數(shù)，X,S計算

X射線：

HL,w,r：r；4001

V<3MH透射系數(shù)久,S<

400

V>4MVz透射比〃x,sV

aMS-Wq

Y射線:

HL,W?r：?r：400

透射比%,S<-------------?----

a

1）若屏蔽散射線所需的厚度ds和屏微泄漏射線所需的厚度dl之差大于一個10倍減弱厚度（從P103?104

圖3.22~3.24杳找），此時選擇較厚者作為屏蔽厚度；

2）若屏蔽散射線所需的厚度ds和屏蔽泄漏射線所需的厚度dl之差小于?個10倍減弱厚度，此時選擇較

厚者+對應(yīng)材料的半減弱厚度作為屏蔽厚度：

04

若B粒子最大能量Emax,單能粒子束能量也為Emax,在低Z物質(zhì)中的射程R為:

皿制

R=O.412E（L265-O34001<E<2.5M4

R=0.53E-1.062.5<E<20MeV

公式使用要點：1）射程R的單位是g-cm-2；2）屏蔽層的厚度d=R/p即可；

選擇使B射線的韌致輻射份額盡量少的材料，同時還要保證相當(dāng)?shù)钠帘涡Ч?/p>

常用材料有：鋁、有機玻璃、混凝土等

05

中子源分類：按能譜分類：單能中子源，多能中子源

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按產(chǎn)生方式：一、放射性核素中子源二、加速器中子源三、反應(yīng)堆中子源四、等離子體中子源

單能中子比釋動能；K=Fk中

單能中子劑量當(dāng)量指數(shù)：HI=fHI,n?On

1）彈性散射分為勢散射和復(fù)合核散射兩種

2）豐彈性散射分為直接相互作用過程和形成復(fù)合核過程

輻射俘獲（n,y）、帶電粒子的發(fā)射、裂變反應(yīng)（n,f）

窄束不考慮散射射線，寬束考慮。

寬束中子在屏蔽體中的減弱規(guī)律:

通過合理地選擇和安排屏蔽材料，我泊可以使中子在屏蔽層中的衰減符合窄束的定義要求，即使中子在屏

蔽層中一經(jīng)散射便能在很短的距離內(nèi)被迅速慢化和吸收，從而可以按照窄束的較為簡單的計算公式來計算

中子的衰減情況，這就是所謂的分出截面法。XR宏觀分出截面（中子注量率，劑量當(dāng)量指數(shù)率）

針對放射性核素中子源一般中子能量不太高，中子發(fā)射率不太強，因此所需的屏蔽層不太厚，前面針對寬

束出的分出截面法將因條件不滿足而失效，同時又不滿足窄束的要求，因此仍然需要引入積累因子Bn：Bn

積累因子，厚度大于20cm含氫材料為5,鉛為3.5,鐵為2.6

屏蔽層厚度d的計算

c-x>%°B〃q—AyB〃q

一(P4九,"L

L

ER4萬廠死

d是屏蔽厚度，cm；

ZR是屏蔽材料的宏觀分出截面，cm-1：

A是放射性活度，Bq：

V是對應(yīng)的中子產(chǎn)額，Bq-1-s-1,見表5.1；

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即源中子發(fā)射率，S-1

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Bn是中子積累因子：

q是居留因子；

r是參考點到源的距離，m；

屏蔽材料需要擁有一定數(shù)量的質(zhì)量中等以上的材料，使得快中子快速降低能量，并需要有適量數(shù)量的輕元

素，從而使得中子能量迅速下降到熱中子能區(qū)，最后為了減少俘獲Y射線的能量，可以在屏蔽層材料中摻

雜一定的10B或6Li：

常用的中于屏蔽材料有：水、混凝土、石蠟、聚乙烯、泥土、鋰和硼，這些材料一般要配合使用才能達(dá)到

好的屏蔽效果。

選擇原則是：綜合考慮材料的屏蔽性能、結(jié)構(gòu)性能、穩(wěn)定性能以及經(jīng)濟成本等，其中以效果為優(yōu)先考慮；

07

放射性核素進(jìn)入體內(nèi)后，以兩種方式參與體內(nèi)的代謝過程：

一種是參與體內(nèi)穩(wěn)定性核素的代謝過程，另一種是參與同族元素的代謝過程

根據(jù)其在組織和器官中的代謝特點，可分為均勻性分布和選擇性分布。

放射性物質(zhì)從體外進(jìn)入體內(nèi)稱作攝入，而進(jìn)入的物質(zhì)的量稱為攝入量，常見來源有：

空氣中的放射性物質(zhì)通過鼻和口而吸入人體內(nèi)：

人可能飲用含放射性物質(zhì)的水、吃含放射性物質(zhì)的食品或吞食放射性藥劑，這些統(tǒng)稱作食入；

放射性物質(zhì)可能通過皮肽傷口進(jìn)入體內(nèi)：

參考人：為了在共同的生物學(xué)基礎(chǔ)上計算放射性核素的年攝入劑量限值，而規(guī)定的一種假象的成年人模型

廓清：放射性核素從某?器官或組織內(nèi)移出的過程。

源組織（器官）：含有大量放射性核素的組織或器官.：

靶組織（器官）：吸收輻射能量的組織或器官。

注：很多情況下某組織或器官同時是源組織和靶組織。

生物半排期：是指放射性核素進(jìn)入人體后通過新陳代謝排出一半數(shù)量所需要的時間，用Tb來表示。

物理半排期：放射性核素同時還在不斷衰變，衰變?yōu)樵瓉頂?shù)量的一半所需的時間，用Tr表示；

有效半衰期計算公式:

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比有效能量SEE(T-S):指在源器官S內(nèi)，放射性核素j每次核轉(zhuǎn)變所發(fā)射的各種輻射i,授予單位質(zhì)量靶

器官T的能量，公式定義為：

/、—YiEiAF(J^S\WR

SEE(T<-S).~~今——

Yi是放射性核素j核轉(zhuǎn)變時發(fā)射第i種輻射粒子的產(chǎn)額：

Ei是第i種輻射粒子的能量:

AF(T-S)i是源器官S中發(fā)射的第i種輻射粒子能量被靶組織T吸收的分?jǐn)?shù)；

MT是靶組織的質(zhì)量；

WR是第i種粒子的輻射權(quán)重因子：

年吸入量限值A(chǔ)U：一年內(nèi)攝入的放射性物質(zhì)的最高上限量，其目標(biāo)是其產(chǎn)生的待積有效劑量等于ICRP規(guī)

定的年有效劑量限值。

劑量限值規(guī)定：

有效劑量HE連續(xù)五年內(nèi)每年不能超過20mSv,其中■年最高不能超過50mSv；

皮膚的劑量當(dāng)量HT每年不能超過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

導(dǎo)出空氣濃度DAC=ALI/2.4*103Bq/m3

按照放射性核素的導(dǎo)出空氣濃度和相應(yīng)的比活度，放射性核素分為極毒、高毒、中毒和低毒四個組。

210Po、239Pu、226Ra屬于極毒組;60Co、90Sr、152Eu屬于高毒組:32P、109Cd>137cs屬于中毒組;

7Be和40K屬于低毒組。

開放型放射性工作單位，根據(jù)等效年用量的多少劃分為三類。

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等效年用量：各種放射性核素年用量分別乘以核素的毒性組別系數(shù)其積之和。

毒性組別系數(shù)：極毒組：10；高度組：1：中毒組：0.1;低毒組：0.01

單位類別等效年用量(Bq)

第一類>1,85X1012

第二類1.85X1011~1.85X1012

第三類<1.85X1011

開放型放射性工作場所，按所用放射性核素最大等效日操作量，分為三級

最大等效日操作量：每種核素的最大日操作量分別乘以毒性組別系數(shù)之和

操作性質(zhì)修正系數(shù)

干式發(fā)塵操作0.01工作場所級別等效日操作量，Bq

產(chǎn)生少量氣體，氣溶膠操作0.1