輻射防護(hù)概論作業(yè)

1、輻射防護(hù)概論第一章1、為什么定義粒子注量時，要用一個小球體？粒子注量定義：單向輻射場：粒子注量，數(shù)值上等于通過與粒子入射方向垂直的單位面積的粒 子數(shù)。多向輻射場：以P點為中心畫一個小圓，其面積為da。保持da的圓心在P點不 變，而改變da的取向，以正面迎接從各方向射來并垂直穿過面積元 da的粒子。da在改變?nèi)∠虻倪^程中即掃描出一個以 P點為球心，以da為截面的回旋球。球體過球心的截面面積（da）相等，粒子注量計算最容易，故而用一個小球體定義粒子注量。2、質(zhì)量減弱系數(shù)（/ ）、質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（tr/）和質(zhì)量能量吸收系數(shù)（en/） 三者之間有什么聯(lián)系和區(qū)別？相同點：都針對不帶電粒子（X、射線和中

2、子）穿過物質(zhì)時發(fā)生的物理現(xiàn)象而定義的；不同點：質(zhì)量減弱系數(shù)（/）:描述物質(zhì)中入射不帶電粒子數(shù)目的減小，不涉及具體物理 過程。質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（tr/ ）：描述不帶電粒子穿過物質(zhì)時，其能量轉(zhuǎn)移給帶電粒 子數(shù)值。只涉及帶電粒子獲得的能量，而不涉及這些能量是否被物質(zhì)吸收。質(zhì)量能量吸收系數(shù)（en/）：描述不帶電粒子穿過物質(zhì)時，不帶電粒子被物質(zhì)吸 收的能量。數(shù)值上：質(zhì)量減弱系數(shù)（/）質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（tr/）質(zhì)量能量吸收系數(shù)（en/）3、吸收劑量、比釋動能和照射量三者之間有什么聯(lián)系和區(qū)別？吸收劑量（D）:同授與能（）相聯(lián)系，單位質(zhì)量受照物質(zhì)中所吸收的平均輻射 能量。D d_/dm單位Gy。適用于任何類型

3、的輻射和受照物質(zhì)，與一個無限小體積相聯(lián)系的輻射 量。受照物質(zhì)中每一點都有特定的吸收劑量數(shù)值。比釋動能（K）:同轉(zhuǎn)移能（tr）相聯(lián)系，不帶電粒子在質(zhì)量dm的物質(zhì)中釋放出 的全部帶電粒子的初始動能總和的平均值。K d_tr/dm單位Gy。針對不帶電粒子；對受照物質(zhì)整體，而不對受照物質(zhì)的某點而言。K fk實用時可先查比釋動能因子表（國際上給出比釋動能因子的推薦值），進(jìn)而求得比釋動能。照射量（X）： X或 射線在單位質(zhì)量的空氣中，釋放出來的全部電子完全被空氣 阻止時，在空氣中產(chǎn)生一種符號的離子的總電荷的絕對值。X dQ/dm單位C/kg。針對X或 射線、空氣?？諝庵懈鼽c的照射量不同。三者聯(lián)系：帶電粒子

4、平衡：不帶電粒子在某一體積元的物質(zhì)中，轉(zhuǎn)移給帶電粒子的平均能量， 等于該體積元物質(zhì)所吸收的平均能量。發(fā)生在物質(zhì)層的厚度大于次級帶電粒子在 其中的最大射程深度處。D=K (1-g)g是次級電子在慢化過程中，能量損失于軔致輻射的能量份額對低能X或射線，可忽略軔致輻射能量損失，此時D= K帶電粒子平衡條件下，空氣中照射量(X)和同一點處空氣吸收劑量(Da)的關(guān)系為：DaWax吸收劑量與物質(zhì)的質(zhì)量吸收系數(shù)en /成正比，即D m(u en / )mD a(u en / ) a故空氣中同一點處物質(zhì)的吸收劑量 Dm為:Dm( en/)m Wa X 33.85( en/)m Xfm X(en / )ae(e

5、n / )afm照射量換算到某物質(zhì)吸收劑量的換算因子，可查表得到。三者區(qū)別見P18頁表1.4。4、 在丫輻射場中，某點處放置一個圓柱形電離室，其直徑為0.03m長為0.1m。 在丫射線照射下產(chǎn)生10-6C的電離電荷。試求在該考察點處的照射量和同一點處 空氣的吸收劑量各為多少？X dQ 10 21.097 10 2 C/kg ( a 1.29mg/cm3)dm a r hWaDa -X 33.85X0.371 Gye5、 通過測量，已知空氣中某點處的照射量為6.45X 10-3C.kg-1,求該點處空氣的吸 收劑量。&在60C0丫射線照射下，測得水體膜內(nèi)某點的照射量為5.18X 10-3

6、C.kg-1，試計算同一點處水的吸收劑量。Dm fm X 37.64X0.195 Gy 上式中，6°Coy射線包括1.17MeV和1.33MeV，分支比1:1，查P17表1.3不同 光子能量對某些物質(zhì)的fm值可知，能量在0.42MeV的丫射線對水的fm值都為 37.64。劑量學(xué)計算能準(zhǔn)確更好，可用插值法求表中未給出的數(shù)值點；防護(hù)學(xué)計 算未知能量點可插值，也可按防護(hù)最安全角度考慮，將劑量值往大方向計算。7、 用一個小型探頭的照射量儀器，在實質(zhì)骨的一個小腔室內(nèi)測得照射量為7.74x 10-3C.Kg-1，設(shè)輻射源的光子平均能量為80keV。試計算在此照射條件下實質(zhì)骨的吸收劑量。8、設(shè)在3

7、min內(nèi)測得能量為14.5 keV的中子注量為1.5x 1011m-2。求在這一點處 的能量注量、能量注量率和空氣的比釋動能各為多少？能量注量：12242E E E 2.175 10 keV/m 3.480 10 J/m191eV 1.6 10 J能量注量率：d e62E 1.933 10 J/m /sdt空氣的比釋動能：Kn fk 0.916 10 11 1.5 101110 41.374 10 4 Gy第二章1、試簡述分別用自由空氣電離室、空腔電離室測量照射量的基本原理。2、何謂劑量儀的能量響應(yīng)？影響能量響應(yīng)的因素是什么？如何改善能量響應(yīng)? 儀器的靈敏度對光子能量的依賴關(guān)系，稱為儀器的能量

8、響應(yīng)。射線在劑量儀中產(chǎn)生的電荷量可寫成：(Ze/A)a(Ze/A)w(en /) w v(en /)a對給定的電離室和一定氣體(Z e/ A)a V常數(shù)(Ze/A)w故劑量儀產(chǎn)生的電荷與照射量有如下關(guān)系：Q( en / ) wX( en/ )a上式中，空氣質(zhì)量能量吸收系數(shù)、電離室室壁的質(zhì)量能量吸收系數(shù)都隨光子能量 的變化而變化，且兩者變化的比率并不致。故儀器有能量響應(yīng)。改善能量響應(yīng)： 使探頭材料的原子序數(shù)接近空氣，探頭的有效原子序數(shù)越接近空氣，則探測 器能量響應(yīng)越小。 采用能量補嘗措施，如電離室采用石墨做器壁、鋁做電極。鋁電極可補嘗石 墨電極對低能X射線質(zhì)量能量吸收系數(shù)比空氣小的缺陷。利用石墨

9、和鋁的質(zhì) 量吸收系數(shù)相互補嘗，可使這類電離室獲得相當(dāng)好的空氣等效性。3、在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，設(shè)一個半徑5 cm球狀空氣等效壁電離室，受 射線照射后產(chǎn) 生1.5uC的總電荷。求照射量是多少？相應(yīng)空氣中的吸收劑量是多少？X 0.773Q 0.77315uC 2.214 10 3C/kgVV4 匚335 cm3D - X 33.85X7.496 10 2 Gye4、有效體積為103 cm3的非密封電離室靠近 輻射源時電流計的指示為10-9A。 試求該處的 射線照射量率為多大(假設(shè)這時的氣溫為20E，氣壓為760mm Hg, 電離室是由空氣等效材料組成，并假定可忽略 射線吸收的影響)？QI3X0.7730.

10、773 10 3C/kg/sV tV 5、試簡述中子當(dāng)量劑量測量的基本原理。中子當(dāng)量不同中子能量范圍的中子吸收劑量乘以相應(yīng)的輻射權(quán)重因子，最后相加，即得中子當(dāng)量劑量。EH I ,nfH1 (En) EndEn0實際測量中，測量不同中子能量范圍的中子吸收劑量是困難的。 這時在一定能量 范圍內(nèi)，調(diào)整儀器的響應(yīng)，使儀器的探測效率 (En)正比于fH1。這樣，輻射場 中探測器測到的中子數(shù) Nn,即正比于中子的當(dāng)量劑量指數(shù) HI,n。& 射線吸收劑量測量的特點是什么？簡述外推電離室測量射線吸收劑量的基本原理。射線是弱貫穿輻射，因而其吸收劑量測量不再測介質(zhì)內(nèi)平均吸收劑量。而測量 不同介質(zhì)不同深度處

11、的吸收劑量。外推電離室通過改變減小電離室空腔體積， 得到一系列電離電流測量值。并借以 推得外推電離室空腔無限小時，單位質(zhì)量空氣中的電離值。并根據(jù)介質(zhì)與無限小 空腔滿足布拉格一戈瑞原理，求得介質(zhì)該厚度下的吸收劑量：Dw)Sw,aWa(a)Sw,a7、用2.5cmx 2.5cmNal(TI)閃爍體，測得與圓柱體軸線平行入射能量為 1MeV的光子計數(shù)率為100計數(shù)/s。試計算：2.58X106C/kg的光子注量；閃爍體的固有探測效率；計算照射量率為多大？假設(shè) Nal(Tl)的密度為4g/cm3,其對能量為1MeV光子的質(zhì)量衰減系數(shù)/ =0.05cm2/g，空氣質(zhì)量能量吸收系數(shù) en/ =20.025

12、cm /g。X fxX258 叮1 21.956 1011m 2fx 1.319 10 17 Ckg-1m2 n8、試簡述化學(xué)劑量計吸收劑量的基本原理。電離輻射與物質(zhì)互相作用時，除了使物質(zhì)發(fā)生物理變化外，還能使某些物質(zhì)的化 學(xué)性質(zhì)和成分發(fā)生改變，改變程度與物質(zhì)吸收輻射能量的多少有關(guān)， 最好兩者成 正比。9、用FeSO4劑量計刻度一個137Cs點源，設(shè)溶液離源1.5m照射1.5h,測得溶液 消光系數(shù)為0.85,對比空白液的消光系數(shù)為0.010,波長為0.3040A，室溫為25C, 液槽厚為1cm，求137Cs源的放射性活度。Na ( r o)6.022 1023 (0.85 0.01)15.4

13、10 2eV 1 103kg/m310、試簡述熱釋光元件測量劑量的基本原理。具有晶格結(jié)構(gòu)的固體，因含有雜質(zhì)或其中的原子、離子缺位、錯位造成晶格缺陷 從而成為帶電中心。帶電中心具有吸引甚至束縛異性電荷的本領(lǐng)，稱為陷井。當(dāng)固體受到輻射照射時，禁帶中心中的電子受激并進(jìn)入導(dǎo)帶， 將被被陷井捕獲。如 果陷井深度很大，那常溫下電子將長久留在陷井中。只有當(dāng)固體被加熱到一定溫 度時，落在陷井的電子因得到能量才能從陷井中逸出。當(dāng)逸出電子從導(dǎo)帶返回禁帶時，會發(fā)出蘭綠色的可見光，發(fā)光強度與陷井中的電子數(shù)目有關(guān)， 而電子數(shù)目 又取決于固體所受的劑量。發(fā)光曲線、升溫曲線；常用熱釋光：LiF (Mg)有效原子序數(shù)與空氣、

14、組織相近組織等效、響應(yīng)隨能量變化小。含6Li的LiF可作中子探測器。CaSO4 (Dy)靈敏度高，適合于低水平輻射測量。11、 設(shè)計一個G-M計數(shù)管式劑量率儀，若 光子能量為1MeV，探測效率為1%， 計算管有效面積10cm2，要求測量量程為10-610-4C/kg/h。試計算相應(yīng)的計數(shù)率 范圍是多少？X fx2.106 107 2.106 109m 2s 1X 10 6 10 4 Ckg-1h-1 電 1.319 10 17 Ckg 1m2n s 210 21060 /s 12、試簡述量熱法測量吸收劑量的基本原理。電離輻射與物質(zhì)作用，導(dǎo)致其能量被物質(zhì)吸收，而物質(zhì)吸收的輻射能量最終都將 使物質(zhì)

15、變熱。測量被照物質(zhì)的溫度變化，即可確定物質(zhì)吸收的劑量。量熱法要求好的絕熱條件，且其一般適用于大劑量的測量。量熱計是按吸收劑量的定義直接測量的， 而不基于物理或化學(xué)的次級效應(yīng)。 量熱 計的響應(yīng)原則上與輻射品質(zhì)無關(guān)，常用作絕對測量裝置。絕對測量：影響待求量的各個因素都是已知的，且各個因素都能夠被準(zhǔn)確測量。各個因素測量準(zhǔn)確性可被朔源到國際標(biāo)準(zhǔn)。相對測量：影響待求量的各個因素有些不清楚，或有些因素不能被準(zhǔn)確測量13、在儀器刻度過程中如何檢驗有無散射的影響？應(yīng)如何消除？理論上，在輻射場中引入任何物體都會造成輻射場的改變，從而影響儀器的 讀數(shù)。在理論上，可采用1/r2衰減可判斷刻度進(jìn)程中是否有散射影響。即

16、將儀器 從A移到B，其讀數(shù)有如下關(guān)系：Ra2NbNaNaNb檢驗Na、Nb讀數(shù)是否與距離有平方反比關(guān)系，即可判斷是否有散射影響。 實際中，可將一些懷疑的散射物移開，觀察移開前后儀器讀數(shù)有無明顯變化,以判斷刻度過程中是否有散射。若有散射影響應(yīng)盡量保持刻度在空曠的地方進(jìn)行，刻度源與刻度儀器間應(yīng)無 遮擋物?？潭仍?、刻度儀器應(yīng)保持與地面有一定距離，嚴(yán)格按照刻度要求進(jìn)行第三章3、試述影響輻射損傷的因素及其與輻射防護(hù)的關(guān)系。影響輻射損傷的因素包括：物理因素一一輻射類型、劑量率及分次照射、照射部位和面積、照射的幾何條件； 生物因素不同生物種系的輻射敏感性、 個體不同發(fā)育階段的輻射敏感性、 不 同細(xì)胞、組織或

17、器官的輻射敏感性輻射防護(hù)即從影響輻射損傷的因素入手來進(jìn)行防護(hù)，如對不同的輻射類型采取不同的防護(hù)方法、限制劑量和分次照射以使輻射損傷所發(fā)生的可能性最小。4、各舉一例說明什么是輻射對機體組織的隨機性效應(yīng)和確定性效應(yīng)？說明隨機 性效應(yīng)和確定性效應(yīng)的特征。輻射防護(hù)的主要目的是什么？隨機性效應(yīng)特征“線性無閾”?！盁o閾”指任何微小的劑量都可能誘發(fā)隨機性效應(yīng).0 “線性”指隨機性效應(yīng)發(fā)生幾率與所受劑量成線性關(guān)系，但其后果的嚴(yán)重程度不 一定與所受劑量有關(guān)系。確定性效應(yīng)有閾值。超過閾值，效應(yīng)肯定會發(fā)生，且其嚴(yán)重程度與所受劑量大小 有關(guān)，劑量越大，效應(yīng)越明顯。輻射防護(hù)的主要目的防止有害的確定性效應(yīng)， 并限制隨機性

18、效應(yīng)的發(fā)生率，使它 們達(dá)到被認(rèn)為可以接受的不平。1、何謂吸收劑量D、當(dāng)量劑量H與有效劑量E?它們的定義、物理意義、單位、 適用條件及相互聯(lián)系。吸收劑量（D）:同授與能（）相聯(lián)系，單位質(zhì)量受照物質(zhì)中所吸收的平均輻射 能量。D 曠/dm單位Gy。當(dāng)量劑量（H）:與輻射生物效應(yīng)相聯(lián)系，用同一尺度描述不同類型和能量的輻 射對人體造成的生物效應(yīng)的嚴(yán)重程度或發(fā)生幾率的大小。HtWr DrRWr輻射權(quán)重因子一一與輻射種類和能量有關(guān)；Dt，r按組織或器官T平均計算的來自輻射R的吸收劑量；;Ht單位Svo有效劑量（E）:與人體各器官對輻射的敏感度相聯(lián)系。描述輻射照射人體，給 受到照射的有關(guān)器官和組織帶來的總的危

19、險。 在非均勻照射下隨機效應(yīng)發(fā)生率與 均勻照射下發(fā)生率相同時所對應(yīng)的全身均勻照射的當(dāng)量劑量。E WT H TTWt組織權(quán)重因子，在全身均勻受照射下各器官對總危害的相對貢獻(xiàn)。 有效劑量單位 Sv。EWT WR DT, RTR 當(dāng)量劑量、有效劑量，只能在遠(yuǎn)低于確定性效應(yīng)閾值的吸收劑量下提供隨機 性效應(yīng)概率的依據(jù)。5、何謂輻射權(quán)重因子與組織權(quán)重因子？輻射權(quán)重因子同輻射品質(zhì)因子（Q），衡量各種輻射引起的有害效應(yīng)程度， 它的數(shù)值是根據(jù)輻射在水中的傳能線密度的大小確定的。組織權(quán)重因子器官或組織受照射所產(chǎn)生的危害與全身均勻受照射時所 產(chǎn)生的總危害的比值。即反映了在全身均勻受照射下各器官對總危害的相對貢 獻(xiàn)。

20、2、待積當(dāng)量劑量H50,t、待積有效劑量H50, E、集體劑量Sh與集體有效劑量S， 這些概念的引入是為了什么目的？待積當(dāng)量劑量H50,T、待積有效劑量H50, E描述內(nèi)照射情況下，放射性核素進(jìn) 入人體內(nèi)對某一器官或個人在一段時間內(nèi)（50y）產(chǎn)生的危害。也可用來估計攝 入放射性核素后將發(fā)生隨機性概效應(yīng)的平均幾率。集體劑量Sh與集體有效劑量S為了定量描述一次放射性實踐對社會總的危害。7、造成天然本底照射的主要來源？正常地區(qū)天然本底的水平是多少？日常生活 中人工輻射源的主項是什么？平均每年對每個人造成多大照射？ 天然本底輻射的主要來源：宇宙射線、宇生核素、原生核素（三個天然放射系和 長壽命放射性核素如 40K ）。正常地區(qū)天然本底水平為 2.4mSv/a，具體參見P64表3.7。日常生活中人工輻射源的包括醫(yī)療照射、 核動力生產(chǎn)和核爆炸。 其中醫(yī)療照射占 重要地位，平均每年對每個人造成 0.4mSv 的照射。8、輻射防護(hù)體系(劑量限制體系)主要內(nèi)容是什么？ 輻射防護(hù)三原則： 輻射實踐正當(dāng)化、 防護(hù)與安全的最優(yōu)化和限制個人劑量三項基 本原則。輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)：國際電離