電離輻射防護(hù)與安全培訓(xùn)基礎(chǔ)知識(shí)

1、 山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院山東城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院 張文革張文革 2016. 11 濟(jì)南濟(jì)南輻射安全與防護(hù)初級(jí)培訓(xùn)輻射安全與防護(hù)初級(jí)培訓(xùn)1主要內(nèi)容主要內(nèi)容 放射性基礎(chǔ)知識(shí)放射性基礎(chǔ)知識(shí) 輻射防護(hù)中常用的量輻射防護(hù)中常用的量 放射源、射線裝置的醫(yī)學(xué)應(yīng)用放射源、射線裝置的醫(yī)學(xué)應(yīng)用21、什么是輻射？什么是輻射？ 輻射是指以輻射是指以波波或或高速粒子高速粒子的形式向周圍空的形式向周圍空間或物質(zhì)發(fā)射并在其中傳播的間或物質(zhì)發(fā)射并在其中傳播的能量能量的統(tǒng)稱。的統(tǒng)稱。 如如聲輻射、熱輻射、電磁輻射、粒子輻射聲輻射、熱輻射、電磁輻射、粒子輻射等。等。第一部分第一部分 放射性基礎(chǔ)知識(shí)放射性基礎(chǔ)知識(shí)3F 電離輻射：電離輻射

2、：任何具有任何具有足夠能量足夠能量的粒子或射線，與的粒子或射線，與原子或分子中的電子相互作用，使原子或分子中的電子相互作用，使電子電子獲得足夠的獲得足夠的能量從原子或分子中能量從原子或分子中脫離出來脫離出來，稱為電離輻射。，稱為電離輻射。F 非電離輻射：非電離輻射： 輻射能量較低，照射到物體上輻射能量較低，照射到物體上 時(shí)時(shí)無法使物質(zhì)發(fā)生電離無法使物質(zhì)發(fā)生電離的輻射。的輻射。2、什么是電離輻射？、什么是電離輻射？45電磁波譜電磁波譜 12eV6（1）來自天然輻射源）來自天然輻射源 宇宙輻射：宇宙輻射：來自地球之外，如宇宙射線、宇生核來自地球之外，如宇宙射線、宇生核素素C-14、H-3等；等；

3、地面輻射：地面輻射：來自地殼中的天然放射性核素，如來自地殼中的天然放射性核素，如U-235、Tu-232、K-40、Rn-222等；等； 食品和飲料中的放射性食品和飲料中的放射性：主要是主要是K-40。73、電離輻射的主要來源、電離輻射的主要來源 天然源和人工源天然源和人工源（2）來自人工輻射源）來自人工輻射源 放射性物質(zhì)放射性物質(zhì)即放射源即放射源放射性物質(zhì)的原子核處于放射性物質(zhì)的原子核處于不穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)會(huì)，其結(jié)構(gòu)會(huì)經(jīng)歷經(jīng)歷自發(fā)的改變自發(fā)的改變，使原子核恢復(fù)到更穩(wěn)定的狀態(tài)，使原子核恢復(fù)到更穩(wěn)定的狀態(tài)，即即衰變衰變。 衰變過程中發(fā)射出的粒子和射線衰變過程中發(fā)射出的粒子和射線，這些輻

4、射屬于，這些輻射屬于電離輻射。最常見的有電離輻射。最常見的有粒子、粒子、 粒子和粒子和射線射線。3、電離輻射的主要來源、電離輻射的主要來源 天然源和人工源天然源和人工源8 射線裝置射線裝置 9 射線裝置通常是指在射線裝置通常是指在接通電源后接通電源后能夠產(chǎn)生能夠產(chǎn)生X射線射線或電子流、質(zhì)子流等的或電子流、質(zhì)子流等的人造裝置人造裝置。 射線裝置包括射線裝置包括X線機(jī)、加速器、中子發(fā)生器線機(jī)、加速器、中子發(fā)生器以及以及含放射源的裝置含放射源的裝置。 射線裝置只有在射線裝置只有在工作時(shí)工作時(shí)才會(huì)發(fā)出射線，是防護(hù)才會(huì)發(fā)出射線，是防護(hù)的重點(diǎn)。的重點(diǎn)。F 利用高速的帶電粒子轟擊某利用高速的帶電粒子轟擊某些

5、高原子序數(shù)靶而急速放緩些高原子序數(shù)靶而急速放緩時(shí)產(chǎn)生時(shí)產(chǎn)生X射線的裝置。射線的裝置。F X線機(jī)的核心部分是線機(jī)的核心部分是X線管。線管。 電子電子由加熱的金屬絲產(chǎn)生；由加熱的金屬絲產(chǎn)生； 高壓電場高壓電場用來加速電子高速用來加速電子高速靶物質(zhì)靶物質(zhì)一般選擇鎢、鉬、鉛一般選擇鎢、鉬、鉛X射線發(fā)生器射線發(fā)生器10FF X射線輸出劑量射線輸出劑量正比于正比于X射線管的電流乘以曝光時(shí)間射線管的電流乘以曝光時(shí)間mAs 裂變：裂變：在核反應(yīng)堆中發(fā)生的重核分裂成較小核子的在核反應(yīng)堆中發(fā)生的重核分裂成較小核子的過程，裂變產(chǎn)物往往都具有放射性。如：過程，裂變產(chǎn)物往往都具有放射性。如：I-131、Mo-99、Cs

6、-137等。等。 核反應(yīng)堆：核反應(yīng)堆：就是中子源，如就是中子源，如Co-59生產(chǎn)生產(chǎn)Co-60； 核反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料的感生放射性等。核反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料的感生放射性等。 離子轟擊：離子轟擊：被高能量的帶電粒子轟擊后的靶材料，被高能量的帶電粒子轟擊后的靶材料， 如如F-18的制備。的制備。 11188O + 11P 189F + 10n 核反應(yīng)核反應(yīng)4.1 原子原子 組成元素的基本單位組成元素的基本單位 所有的物質(zhì)都是由所有的物質(zhì)都是由分子分子構(gòu)成的構(gòu)成的 分子是由分子是由原子原子構(gòu)成的構(gòu)成的 原子是由原子是由原子核原子核和和電子電子構(gòu)成的構(gòu)成的 原子核由原子核由質(zhì)子質(zhì)子和和中子中子構(gòu)成的。構(gòu)成的

7、。4、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)12 電子電子：帶有一個(gè)單位的：帶有一個(gè)單位的負(fù)電荷負(fù)電荷， 電子位于圍繞原子核的軌道上電子位于圍繞原子核的軌道上 e = -1.610- -19C me= 9.110-31kg 質(zhì)子質(zhì)子：帶有一個(gè)單位的：帶有一個(gè)單位的正電荷正電荷， e= +1.610- -19C mp=1.672610- -27kg 中子中子：是不帶電的：是不帶電的中性中性粒子粒子 mn=1.674910- -27kg當(dāng)獲得或釋當(dāng)獲得或釋放能量的時(shí)放能量的時(shí)候，改變運(yùn)候，改變運(yùn)轉(zhuǎn)軌道轉(zhuǎn)軌道13不影響原子不影響原子的化學(xué)性質(zhì)；的化學(xué)性質(zhì)；影響原子核影響原子核的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性 原子的半徑原子的半徑：R約

8、為約為10- -10m 原子核的半徑原子核的半徑：約為：約為10- -1410- -15m 原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位u：1u=12C原子質(zhì)量原子質(zhì)量1/12 =1.6610- -27kg 原子核的密度原子核的密度 2.84108t/cm3 即在每立方厘米體積中有近即在每立方厘米體積中有近3億噸的物質(zhì)億噸的物質(zhì) 14154.2 放射性核素放射性核素 核素：核素：是指在其原子核內(nèi)具有一定數(shù)目的是指在其原子核內(nèi)具有一定數(shù)目的質(zhì)子質(zhì)子和中子和中子以及以及特定能態(tài)特定能態(tài)的一種原子核或原子。的一種原子核或原子。 核素的符號(hào)表示核素的符號(hào)表示：質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)中子數(shù)能能 態(tài)態(tài) 在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)只標(biāo)記在

9、實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)只標(biāo)記核素的質(zhì)量數(shù)，如核素的質(zhì)量數(shù)，如14C、C-14、碳碳-14。164.2 放射性核素放射性核素 核素的分類核素的分類：根據(jù)原子核的穩(wěn)定性，核素分為根據(jù)原子核的穩(wěn)定性，核素分為穩(wěn)定的核素穩(wěn)定的核素和和不穩(wěn)定的放射性核素不穩(wěn)定的放射性核素。 放射性核素放射性核素: 是一類是一類不穩(wěn)定不穩(wěn)定的核素，能自發(fā)地的核素，能自發(fā)地發(fā)生衰變，同時(shí)放射出射線，通過衰變形成穩(wěn)定發(fā)生衰變，同時(shí)放射出射線，通過衰變形成穩(wěn)定的核素。絕大多數(shù)為人工放射性核素。的核素。絕大多數(shù)為人工放射性核素。17原子核的穩(wěn)定性原子核的穩(wěn)定性 原子核的穩(wěn)定性與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的比例有關(guān)。原子核的穩(wěn)定性與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和

10、中子數(shù)的比例有關(guān)。 輕元素輕元素Z20：穩(wěn)定核素少：穩(wěn)定核素少 中部元素中部元素20Z83：穩(wěn)定核素少：穩(wěn)定核素少 偶偶核最穩(wěn)定，奇奇核最不穩(wěn)定偶偶核最穩(wěn)定，奇奇核最不穩(wěn)定 隨著核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的增加表現(xiàn)出周期性變化。隨著核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的增加表現(xiàn)出周期性變化。 當(dāng)質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)為當(dāng)質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)為2、8、20、28、50、82、126時(shí)特別穩(wěn)定。時(shí)特別穩(wěn)定。 Z為為43、61及及 Z83的元素沒有穩(wěn)定核素。的元素沒有穩(wěn)定核素。184.3 同核異能素同核異能素 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)原子核稱為原子核稱為基態(tài)基態(tài)原子核的同核異能素原子核的同核異能素,它們的它們的A和和Z均相同只是核能量狀態(tài)不同。均相同

11、只是核能量狀態(tài)不同。 99mTc表示該核素的原子核處于激發(fā)態(tài)。表示該核素的原子核處于激發(fā)態(tài)。 如如99mTc稱為稱為99Tc的同核異能素。的同核異能素。 注意：注意： 99Tc和和99mTc是兩種獨(dú)立的核素。是兩種獨(dú)立的核素。19核核 素素質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)中子數(shù)質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)符符 號(hào)號(hào)氦氦-42244He碳碳-12661212C碳碳-13671313C碳碳-14681414C20 同位素是同位素是質(zhì)子數(shù)相同質(zhì)子數(shù)相同但但中子數(shù)不同中子數(shù)不同的某種元素的的某種元素的各種核素。各種核素。 同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，但放射性質(zhì)可能不同。同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，但放射性質(zhì)可能不同。 自然界中許多元素具有同位

12、素自然界中許多元素具有同位素 天然存在的天然存在的氫同位素氫同位素有有3種：種： 1H(氕氕99.985)、2H(氘氘0.015)、 3H(氚）氚）4.4 同位素同位素21關(guān)于氚關(guān)于氚 元素氫的一種元素氫的一種放射性同位素放射性同位素，半衰期為，半衰期為12.5年，年，發(fā)射發(fā)射射線而衰變成氦射線而衰變成氦3 ，能量為，能量為0.019MeV，大，大量吸入氚會(huì)對(duì)人體有害量吸入氚會(huì)對(duì)人體有害 。 在自然界中存在極微，從核反應(yīng)制得在自然界中存在極微，從核反應(yīng)制得 。225.1 放射性的發(fā)現(xiàn)放射性的發(fā)現(xiàn)F 倫琴發(fā)現(xiàn)倫琴發(fā)現(xiàn)X射線射線1895年年F 貝克勒爾發(fā)現(xiàn)放射性貝克勒爾發(fā)現(xiàn)放射性1896年年F 居

13、里夫婦發(fā)現(xiàn)新的放射性元素居里夫婦發(fā)現(xiàn)新的放射性元素F 1934年，法國核物理學(xué)家約里奧年，法國核物理學(xué)家約里奧- 居里夫婦首次發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素居里夫婦首次發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素5. 關(guān)于放射性關(guān)于放射性23F 放射性是指原子核放射性是指原子核自發(fā)地自發(fā)地放射出射線的現(xiàn)象。放射出射線的現(xiàn)象。F 這些原子核處于這些原子核處于不穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定狀態(tài)，自發(fā)地放出由，自發(fā)地放出由粒粒子子或或光子光子組成的射線，并輻射出原子核里的過組成的射線，并輻射出原子核里的過剩能量，最常見的射線有剩能量，最常見的射線有、射線，其他射線，其他可能還包括可能還包括正電子、正電子、X射線、中子射線射線、中子射線等。等。5.

14、2 什么是放射性什么是放射性246.1 射線射線F 射線：射線：是由是由粒子組成的粒子流，粒子組成的粒子流，粒子由粒子由2個(gè)個(gè)質(zhì)子和質(zhì)子和2個(gè)中子組成。出射速度約為光速的個(gè)中子組成。出射速度約為光速的110，F(xiàn) 它的電離作用它的電離作用大大，貫穿本領(lǐng)，貫穿本領(lǐng)小小，它在空氣中的射，它在空氣中的射程只有程只有幾個(gè)幾個(gè)厘米。厘米。6. 常見電離輻射的特征常見電離輻射的特征253.5MeV，產(chǎn)生，產(chǎn)生10萬離子對(duì)，路徑萬離子對(duì)，路徑2個(gè)厘米近乎一條直線個(gè)厘米近乎一條直線粒子粒子26不能穿透皮膚內(nèi)部損害土壤、氡、以及人工重元素被紙屏蔽阿爾法射線：射線：可以被我們的皮膚屏蔽；可以被我們的皮膚屏蔽； 它只

15、有在我們它只有在我們體內(nèi)時(shí)體內(nèi)時(shí)才是有害的才是有害的。27F 射線：射線：是由是由粒子組成的粒子流，本質(zhì)上與電子粒子組成的粒子流，本質(zhì)上與電子相同，是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子和相同，是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子時(shí)產(chǎn)生的。一個(gè)電子時(shí)產(chǎn)生的。質(zhì)子保留在原子核內(nèi)，電子質(zhì)子保留在原子核內(nèi)，電子則以則以粒子形式被發(fā)射出粒子形式被發(fā)射出。F 電離作用較電離作用較小小，穿透能力較穿透能力較大大。它在空氣中的射它在空氣中的射程因其能量的不同而有較大差異，一般為程因其能量的不同而有較大差異，一般為幾米。幾米。6.2 射線射線28粒子粒子29射線射線：能夠穿透皮膚；能夠穿透皮膚； 可以損害

16、皮膚和眼睛可以損害皮膚和眼睛。皮膚、眼睛和內(nèi)部損害被微薄的塑料屏蔽 自然食品、水、空氣醫(yī)療、科研、反應(yīng)堆、放射塵70keV1MeV 5mm30F +射線：射線：是由正電子組成的粒子流，是原子核中是由正電子組成的粒子流，是原子核中的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個(gè)中子和一個(gè)正電子時(shí)產(chǎn)生的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個(gè)中子和一個(gè)正電子時(shí)產(chǎn)生的。的。中子保留在原子核內(nèi)，正電子則被高速釋放中子保留在原子核內(nèi)，正電子則被高速釋放出來出來。F 正電子正電子在很多方面都與在很多方面都與粒子相似，粒子相似，它們的主要它們的主要差別在于所帶電荷的正負(fù)性。差別在于所帶電荷的正負(fù)性。+射線（正電子）射線（正電子）31F 射線：射線：是一種從

17、原子核發(fā)射出來的電磁輻是一種從原子核發(fā)射出來的電磁輻射，與光速相同，沒有質(zhì)量，不帶電。射，與光速相同，沒有質(zhì)量，不帶電。F 它的電離作用它的電離作用小小，貫穿本領(lǐng)很，貫穿本領(lǐng)很大，大，能穿透幾能穿透幾十厘米厚的鋼板。它在空氣中的射程通常為十厘米厚的鋼板。它在空氣中的射程通常為幾百米。幾百米。6.3 射線射線32 射線射線33F X射線：射線：產(chǎn)生于產(chǎn)生于原子核外電子軌道的躍遷原子核外電子軌道的躍遷，類似于，類似于射線，射線，也是一種既無質(zhì)量也不帶電的電磁輻射。也是一種既無質(zhì)量也不帶電的電磁輻射。F 它的電離作用它的電離作用小小，貫穿本領(lǐng)很，貫穿本領(lǐng)很大，大，能穿透幾十厘米能穿透幾十厘米厚的鋼板

18、。它在空氣中的射程通常為幾百米。厚的鋼板。它在空氣中的射程通常為幾百米。F X射線可以由一些衰變過程產(chǎn)生，但更多是由射線可以由一些衰變過程產(chǎn)生，但更多是由X線線機(jī)或加速器機(jī)或加速器人工產(chǎn)生。人工產(chǎn)生。F 硬硬X X射線：射線：在在0.11，用于放療，用于放療，DSA，拍片等，拍片等 軟軟X射線：射線：在在110，用于乳腺等。，用于乳腺等。6.4 X射線射線34射線和射線和X射線射線:能夠穿透你的身體并在深部產(chǎn)生劑量能夠穿透你的身體并在深部產(chǎn)生劑量自然存在于自然存在于土壤和宇宙土壤和宇宙輻射中輻射中被密實(shí)的屏蔽被密實(shí)的屏蔽或大量普通物或大量普通物質(zhì)屏蔽質(zhì)屏蔽醫(yī)療、醫(yī)療、工業(yè)、工業(yè)、放射源放射源鉛

19、、鈾鉛、鈾35F 中子射線：中子射線：存在于原子核內(nèi)，不帶電，比質(zhì)子存在于原子核內(nèi)，不帶電，比質(zhì)子略重。中子輻射通常與核反應(yīng)堆的產(chǎn)物或人工生略重。中子輻射通常與核反應(yīng)堆的產(chǎn)物或人工生產(chǎn)的中子源有關(guān)。產(chǎn)的中子源有關(guān)。F 中子輻射很少與核素的放射性衰變有關(guān)。中子輻射很少與核素的放射性衰變有關(guān)。锎锎-252F 中子具有高度中子具有高度穿透性穿透性。 6.5 中子射線中子射線射線射線X射線射線36中子射線中子射線37中子中子：穿透力很強(qiáng)；：穿透力很強(qiáng)； 因此可以影響所有器官因此可以影響所有器官眼睛是最易受影響的反應(yīng)堆、研究性加速器遇到含氫的物質(zhì)減速，之后被鎘或硼吸收少數(shù)天然發(fā)射體38內(nèi)照射的危害：內(nèi)照

20、射的危害：外照射的危害：外照射的危害：射線射線 射線射線 射線射線 中子射線中子射線中子射線中子射線 射線射線 射線射線 射線射線39常見射線的性質(zhì)常見射線的性質(zhì)射線射線組成組成質(zhì)量質(zhì)量電荷電荷空氣中空氣中射射 程程在生物組織中在生物組織中射射 程程 氦的原子核氦的原子核4+20.03米米0.05毫米毫米 電子電子1/1846-1或或+13米米5毫米毫米n中子中子1不帶電不帶電很大很大有可能穿透人體有可能穿透人體 高能光子高能光子0不帶電不帶電很大很大有可能穿透人體有可能穿透人體X高能光子高能光子0不帶電不帶電很大很大有可能穿透人體有可能穿透人體40不同射線的穿透能力不同射線的穿透能力、射線穿

21、透人體皮膚情況射線穿透人體皮膚情況7.1 放射性衰變放射性衰變F 原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生自發(fā)地改變自發(fā)地改變使其更加穩(wěn)定的過程。使其更加穩(wěn)定的過程。衰變過程中產(chǎn)生帶電粒子和射線。衰變過程中產(chǎn)生帶電粒子和射線。F 每一種特定核素的每一種特定核素的衰變方式是不一樣的衰變方式是不一樣的，表現(xiàn)在，表現(xiàn)在產(chǎn)生的粒子不同和射線能量不同。產(chǎn)生的粒子不同和射線能量不同。 7. 放射性衰變放射性衰變23892U 23490Th釷釷42He23490Th 23491Pa鏷鏷 e43衰變衰變：放射性核素的放射性核素的原子核放射出原子核放射出粒子粒子而而 變?yōu)榱硪环N核素的原子核的過程稱為變?yōu)榱硪环N核素的原子核的

22、過程稱為衰變。衰變。F 粒子能量在粒子能量在4 8MeV；F 通常是由某些重核元素如鈾、鐳等發(fā)射的。通常是由某些重核元素如鈾、鐳等發(fā)射的。 4.78MeV、 4.60MeV /0.186MeV22688Ra 22286Rn42 HeQ基態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)94.6%5.4%7.2 放射性衰變的類型放射性衰變的類型44衰變模式示意圖衰變模式示意圖45F 放射性核素的原子核內(nèi)放射性核素的原子核內(nèi)有一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子有一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子放放射出射出粒子粒子的過程稱為的過程稱為衰變。衰變。F 粒子能量連續(xù)分布直至最大值，最大值取決于特粒子能量連續(xù)分布直至最大值，最大值取決于特定的放射性核素；定的放射性核

23、素；如：如：32P ，0 1.71MeV，平均，平均0.70MeV。F - -衰變發(fā)生在富中子核內(nèi)。衰變發(fā)生在富中子核內(nèi)。3215P 3216S-衰變衰變46衰變模式示意圖衰變模式示意圖4760Co 1.17 MeV 1.33 MeV 60Ni0.314 MeV(99.95%)1.48Mev(0.05%)T1/2=5.27a60Ni*60Ni*48F 衰變是衰變是放射性核素的放射性核素的原子核原子核釋放過剩能量，釋放過剩能量，從而變得更加穩(wěn)定的一種方式。從而變得更加穩(wěn)定的一種方式。F 通常發(fā)生在通常發(fā)生在衰變或衰變或衰變之后衰變之后F 只釋放能量不發(fā)射粒子，能量在只釋放能量不發(fā)射粒子，能量在M

24、eV。9942Mo 99m43Tc- 9943Tc 衰變衰變49 光量子光量子衰變模式示意圖衰變模式示意圖50F 放射性核素的原子核內(nèi)放射性核素的原子核內(nèi)有一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶佑幸粋€(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶臃欧派涑稣娮由涑稣娮拥倪^程稱為的過程稱為+ +衰變。衰變。F 發(fā)射的正電子能量連續(xù)分布；發(fā)射的正電子能量連續(xù)分布；如：如：18F，0 0.633MeV。F + +衰變通常只發(fā)生在質(zhì)子過剩的原子核內(nèi)。衰變通常只發(fā)生在質(zhì)子過剩的原子核內(nèi)。正電子輻射正電子輻射（+衰變）衰變）51189F 188O+放射性衰變模式的總結(jié)放射性衰變模式的總結(jié)衰變模式衰變模式符號(hào)符號(hào)常見來源常見來源Z變化變化 N變化變化A變化

25、變化 衰變衰變 重原子核重原子核-2-2-4 衰變衰變 -中子過剩中子過剩+1-10 +衰變衰變 +質(zhì)子過剩質(zhì)子過剩-1+10 衰變衰變 能量過剩能量過剩000內(nèi)轉(zhuǎn)換內(nèi)轉(zhuǎn)換e-原子核能量過剩原子核能量過剩000電子俘獲電子俘獲 EC質(zhì)子過剩質(zhì)子過剩-1+10中子輻射中子輻射n中子源中子源核反應(yīng)堆核反應(yīng)堆0-1-152 衰變規(guī)律：衰變規(guī)律：母體原子核的母體原子核的數(shù)目數(shù)目隨時(shí)間呈隨時(shí)間呈指數(shù)指數(shù)規(guī)律規(guī)律減少減少，遵循明確的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。，遵循明確的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 N = N0e-t 衰變常數(shù)衰變常數(shù)：表示表示單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)原子發(fā)生衰變的概率單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)原子發(fā)生衰變的概率 對(duì)于某一放射性核素是固定不變的

26、。對(duì)于某一放射性核素是固定不變的。7.3 放射性衰變規(guī)律放射性衰變規(guī)律53 定義：定義：放射性母體原子核數(shù)目衰減至原來數(shù)目的一放射性母體原子核數(shù)目衰減至原來數(shù)目的一半所需要的時(shí)間。半所需要的時(shí)間。 物理意義：表示核衰變快慢的物理量。物理意義：表示核衰變快慢的物理量。 每一放射性核素都有唯一的、固定的半衰期。每一放射性核素都有唯一的、固定的半衰期。 T與與的換算關(guān)系：的換算關(guān)系： = ln2 / T = 0.693T核核 素素226Ra222Rn60Co137Cs32P3H192Ir半衰期半衰期1602a3.82d5.26a30a14.28d 12.32a74.3d半衰期半衰期T54F 定義：定

27、義：指放射性物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的指放射性物質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的 次數(shù)（或原子核個(gè)數(shù)）。次數(shù)（或原子核個(gè)數(shù)）。F 物理意義：表示放射性物質(zhì)的放射性的強(qiáng)弱。物理意義：表示放射性物質(zhì)的放射性的強(qiáng)弱。F 單位：單位： 貝克貝克 1Bq表示每秒內(nèi)發(fā)生一次核衰變表示每秒內(nèi)發(fā)生一次核衰變 居里居里 1g鐳鐳-226每秒發(fā)生衰變的原子數(shù)每秒發(fā)生衰變的原子數(shù) 1Ci = 3.71010 Bq（37GBq）7.4 放射性活度放射性活度A55F 放射性活度隨時(shí)間的延長呈指數(shù)規(guī)律減弱放射性活度隨時(shí)間的延長呈指數(shù)規(guī)律減弱.F 計(jì)算公式：計(jì)算公式： A=A0e-t （1） A0：表示在表示在t=0時(shí)的放射性活度

28、時(shí)的放射性活度. A=A0/2n （2） 其中：其中：n為半衰期數(shù)為半衰期數(shù) 放射性活度的計(jì)算放射性活度的計(jì)算56F 方法方法1： A = A0e-t = 800e-0.02357.5 = 800e-1.32 = 8000.267 = 214MBqF 方法方法2： A = A0/2n = 800/21.91 = 800/3.76 = 213MBq57F 定義：定義：指某一放射性核素在單位質(zhì)量或單位體積指某一放射性核素在單位質(zhì)量或單位體積 的放射性活度。的放射性活度。F 物理意義：說明放射性物質(zhì)的相對(duì)危險(xiǎn)性。物理意義：說明放射性物質(zhì)的相對(duì)危險(xiǎn)性。 如果物質(zhì)的比活度高，即便質(zhì)量或體積很小，也可能是

29、危險(xiǎn)源如果物質(zhì)的比活度高，即便質(zhì)量或體積很小，也可能是危險(xiǎn)源F 單位：單位： Bqkg-1或者或者Bqm-3F 有關(guān)計(jì)算：有關(guān)計(jì)算： SA = N = 6.031023 /A = 0.6936.031023 /（T1/2A） 7.5 放射性比活度放射性比活度SA58F 只要已知放射性核素的只要已知放射性核素的SA，就可以計(jì)算出放射源，就可以計(jì)算出放射源中該放射性核素的克數(shù)：中該放射性核素的克數(shù)： 放射性核素的克數(shù)放射性核素的克數(shù) = 活度活度 / 放射性比活度放射性比活度 例：試計(jì)算硫例：試計(jì)算硫-35的放射性比活度？的放射性比活度？1GBg的輻射源中的輻射源中 有多少克硫有多少克硫-35？

30、查表得半衰期為查表得半衰期為87.2d SA=1.59 1015 Bgg-1 克數(shù)克數(shù)=63g7.5 放射性比活度放射性比活度SA59 1. 輻射劑量的限值輻射劑量的限值電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本安全標(biāo)準(zhǔn)電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本安全標(biāo)準(zhǔn) GB 18871-2002 2003年年4月月1日實(shí)施日實(shí)施國家環(huán)保總局、衛(wèi)生部、國防科工委國家環(huán)?？偩?、衛(wèi)生部、國防科工委 聯(lián)合制定聯(lián)合制定第二部分第二部分 輻射防護(hù)中常用的量輻射防護(hù)中常用的量60 照射類別照射類別劑量限值劑量限值 職業(yè)人員職業(yè)人員 公眾公眾 年有效劑量年有效劑量 20 mSv/a連續(xù)連續(xù)5年內(nèi)的平均值年內(nèi)的平均值1mSv/a5mSv

31、/a在任一年內(nèi)不得超過在任一年內(nèi)不得超過 50 mSv/a 年當(dāng)量劑量年當(dāng)量劑量 眼晶體眼晶體 150mSv 15mSv 皮膚皮膚 500mSv 50mSv 手和足手和足 500mSv -當(dāng)量劑量與有效劑量限值當(dāng)量劑量與有效劑量限值61F 一方面：一方面：為了確定照射引起的潛在危害，需要為了確定照射引起的潛在危害，需要對(duì)對(duì)輻射場輻射場進(jìn)行測量。進(jìn)行測量。F 另一方面：另一方面：為了研究輻射引起的劑量效應(yīng)，需為了研究輻射引起的劑量效應(yīng)，需要對(duì)要對(duì)輻射劑量輻射劑量進(jìn)行測量。進(jìn)行測量。F ICRU：國際輻射單位和測量委員會(huì)國際輻射單位和測量委員會(huì)負(fù)責(zé)制定負(fù)責(zé)制定準(zhǔn)確的定義和換算因子并推廣使用。準(zhǔn)確的

32、定義和換算因子并推廣使用。2、常用的輻射量和劑量、常用的輻射量和劑量62F 輻射量輻射量：描述描述輻射場輻射場（射線和粒子）以及由此產(chǎn)（射線和粒子）以及由此產(chǎn)生的生的 電離的量。電離的量。 （1）能量）能量：產(chǎn)生電離輻射的射線能量用電子伏表示。：產(chǎn)生電離輻射的射線能量用電子伏表示。 1eV= 1.610-19J keV MeV （2）注量）注量：指穿過單位面積上的離子數(shù)或光子數(shù)。：指穿過單位面積上的離子數(shù)或光子數(shù)。 單位：單位：m-2。 描述任何類型射線組成的輻射場。描述任何類型射線組成的輻射場。 常用的輻射量和劑量（續(xù)）常用的輻射量和劑量（續(xù)）63F 定義定義：X或或射線與空氣相互作用使空氣

33、電離后在射線與空氣相互作用使空氣電離后在單位質(zhì)量的空氣中所產(chǎn)生的同種電荷的總電荷量。單位質(zhì)量的空氣中所產(chǎn)生的同種電荷的總電荷量。F 物理意義：物理意義：描述描述X射線和射線和射線輻射場的量。射線輻射場的量。空氣空氣F 表達(dá)式表達(dá)式：X = dQ / dm F 單位：單位： 國際單位：國際單位：C/kg 專用單位：倫琴專用單位：倫琴 R 1R=2.5810-4 C/kg（3）照射量）照射量X64F 定義定義：指不帶電的粒子，如指不帶電的粒子，如X、射線或中子在單射線或中子在單位質(zhì)量的吸收介質(zhì)中釋放出的動(dòng)能。當(dāng)吸收介質(zhì)位質(zhì)量的吸收介質(zhì)中釋放出的動(dòng)能。當(dāng)吸收介質(zhì)為空氣時(shí)，即是空氣的比釋動(dòng)能。為空氣時(shí)

34、，即是空氣的比釋動(dòng)能。F 物理意義：物理意義：描述任何受照介質(zhì)的不帶電致電離輻描述任何受照介質(zhì)的不帶電致電離輻射的輻射場。射的輻射場。F 表達(dá)式表達(dá)式：X = dEtr / dm F 單位：單位： 國際單位：國際單位：J/kg 專用單位：戈瑞專用單位：戈瑞 Gy（4）比釋動(dòng)能）比釋動(dòng)能K 1962年年ICRU首次提出首次提出65不帶電離子把能量不帶電離子把能量 釋出的帶電粒子釋出的帶電粒子F 劑量劑量：用來描述輻射穿過物質(zhì)時(shí)的用來描述輻射穿過物質(zhì)時(shí)的能量沉積能量沉積。 在輻射防護(hù)中所用的基本劑量學(xué)量包括：在輻射防護(hù)中所用的基本劑量學(xué)量包括： （1）吸收劑量）吸收劑量 （2）當(dāng)量劑量）當(dāng)量劑量

35、表示外部貫穿輻射產(chǎn)生的能量沉積表示外部貫穿輻射產(chǎn)生的能量沉積 （3）有效劑量）有效劑量 （4）待積劑量）待積劑量 表示內(nèi)照射對(duì)組織產(chǎn)生的能量沉積表示內(nèi)照射對(duì)組織產(chǎn)生的能量沉積常用的輻射量和劑量（續(xù)）常用的輻射量和劑量（續(xù)）66F 定義：定義：單位質(zhì)量的受照物質(zhì)所吸收的平均輻射能單位質(zhì)量的受照物質(zhì)所吸收的平均輻射能量。指任何類型的輻射在任何介質(zhì)中的量。指任何類型的輻射在任何介質(zhì)中的能量沉積能量沉積。F 物理意義物理意義：描述輻射能量的物理量。適用于任何描述輻射能量的物理量。適用于任何類型的輻射與任何物質(zhì)。類型的輻射與任何物質(zhì)。F 單位單位：戈瑞戈瑞 1Gy = 1J/kg 1Gy = 100 r

36、ad2.1 吸收劑量吸收劑量D67帶電粒子通過電離或激發(fā)帶電粒子通過電離或激發(fā) 介質(zhì)介質(zhì)F 表示特定類型的照射對(duì)器官或組織產(chǎn)生的表示特定類型的照射對(duì)器官或組織產(chǎn)生的生物效應(yīng)生物效應(yīng)F 定義定義：輻射在：輻射在器官或組織器官或組織中的當(dāng)量劑量定義為中的當(dāng)量劑量定義為 H= WR D 其中：其中： WR - 輻射輻射R的權(quán)重因子；的權(quán)重因子； D - 輻射在器官或組織內(nèi)產(chǎn)生輻射在器官或組織內(nèi)產(chǎn)生 的平均吸收劑量。的平均吸收劑量。F 單位單位：J/kg 希沃特希沃特（Sv） 2.2 當(dāng)量劑量當(dāng)量劑量HT68輻射權(quán)重因子輻射權(quán)重因子WR69TF 定義定義：器官或組織的有效劑量等于當(dāng)量劑量乘以：器官或組

37、織的有效劑量等于當(dāng)量劑量乘以相應(yīng)的組織權(quán)重因子。相應(yīng)的組織權(quán)重因子。 E = WT HT 其中：其中： E- 有效劑量，單位希沃特。有效劑量，單位希沃特。 WT- 器官或組織器官或組織T的組織權(quán)重因子。的組織權(quán)重因子。 HT - 器官或組織器官或組織T的當(dāng)量劑量。的當(dāng)量劑量。F 單位單位：J/kg 希沃特（希沃特（Sv）2.3 有效劑量有效劑量E70組織權(quán)重因子組織權(quán)重因子WT0.05 0.040.05 0.040.05 0.040.010.010.05 0.12 肝肝食道食道甲狀腺甲狀腺皮膚皮膚骨表面骨表面其余組織或其余組織或器官器官（2） 0.20 0.080.120.120.120.12

38、0.05 0.040.05 0.12性腺性腺（紅）骨髓（紅）骨髓結(jié)腸結(jié)腸（1）肺肺胃胃膀胱膀胱乳腺乳腺 組織權(quán)重因子，組織權(quán)重因子，wT 器官或組織器官或組織 組織權(quán)重因子，組織權(quán)重因子，wT 器官或組織器官或組織 增加了腦和唾液腺：增加了腦和唾液腺：0.01其余組織有所增加：其余組織有所增加：淋巴結(jié)、膽囊、前列腺、宮頸等淋巴結(jié)、膽囊、前列腺、宮頸等71TF 待積劑量：待積劑量：指指攝入攝入放射性物質(zhì)引起的劑量。放射性物質(zhì)引起的劑量。F 定義定義：放射性物質(zhì)攝入人體內(nèi)后在：放射性物質(zhì)攝入人體內(nèi)后在50年內(nèi)產(chǎn)生年內(nèi)產(chǎn)生的累積劑量（對(duì)兒童而言，定義為到的累積劑量（對(duì)兒童而言，定義為到70歲時(shí)的歲時(shí)

39、的累積劑量）。累積劑量）。F 待積吸收劑量待積吸收劑量D（50） 待積當(dāng)量劑量待積當(dāng)量劑量H（50） 待積有效劑量待積有效劑量E（50）2.4 待積劑量待積劑量 表示內(nèi)照射劑量的時(shí)間分布表示內(nèi)照射劑量的時(shí)間分布72T輻射量、劑量的總結(jié)輻射量、劑量的總結(jié)73X射線診斷和介入放射學(xué)射線診斷和介入放射學(xué) 腫瘤放射治療腫瘤放射治療臨床核醫(yī)學(xué)臨床核醫(yī)學(xué)第三部分第三部分 放射源、射線裝置的醫(yī)學(xué)應(yīng)用放射源、射線裝置的醫(yī)學(xué)應(yīng)用74輻射安全與防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)輻射安全與防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí) 山東省環(huán)保學(xué)校與培訓(xùn)中心山東省環(huán)保學(xué)校與培訓(xùn)中心 張文革張文革 2013. 6. 3輻射安全監(jiān)督員培訓(xùn)輻射安全監(jiān)督員培訓(xùn)751、 X射線

40、診斷中的放射危險(xiǎn)來源射線診斷中的放射危險(xiǎn)來源 導(dǎo)致放射危險(xiǎn)的來源：導(dǎo)致放射危險(xiǎn)的來源：診斷設(shè)備中的診斷設(shè)備中的X射線發(fā)射線發(fā)射裝置。射裝置。 X射線診斷常見設(shè)備：射線診斷常見設(shè)備： 放射診斷用普通放射診斷用普通X線機(jī)（透視、攝影）線機(jī)（透視、攝影） X-CT CR、DR（數(shù)字化（數(shù)字化X射線射線攝影裝置攝影裝置） DSA（數(shù)字化（數(shù)字化X射線射線透視裝置透視裝置，類類） 牙科牙科X射線機(jī)射線機(jī) 乳腺乳腺X射線機(jī)射線機(jī) 762、 介入放射學(xué)中的放射危險(xiǎn)來源介入放射學(xué)中的放射危險(xiǎn)來源 導(dǎo)致放射危險(xiǎn)的來源：導(dǎo)致放射危險(xiǎn)的來源：診斷性、治療性介診斷性、治療性介入放射學(xué)成像入放射學(xué)成像產(chǎn)生電離輻射的設(shè)備

41、。產(chǎn)生電離輻射的設(shè)備。 介入放射學(xué)常用產(chǎn)生電離輻射的設(shè)備：介入放射學(xué)常用產(chǎn)生電離輻射的設(shè)備： X-CT DSA（數(shù)字化（數(shù)字化X射線透視裝置，射線透視裝置，類類） 77（1）醫(yī)用）醫(yī)用X射線診斷衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)射線診斷衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn) GBZ130-2013（2）X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影放射防護(hù)要求射線計(jì)算機(jī)斷層攝影放射防護(hù)要求 GBZ165-2012（3）車載式醫(yī)用車載式醫(yī)用X射線診斷系統(tǒng)的放射防護(hù)要求射線診斷系統(tǒng)的放射防護(hù)要求 GBZ264-2015（4）醫(yī)用）醫(yī)用X射線診斷受檢者放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)射線診斷受檢者放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn) GB16348-2010FF放射診斷相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)放射診斷相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)783、 腫瘤

42、放射治療中的放射危險(xiǎn)來源腫瘤放射治療中的放射危險(xiǎn)來源 腫瘤放射治療：腫瘤放射治療：利用利用射線射線治療惡性腫瘤的一種治療惡性腫瘤的一種方法。分為方法。分為遠(yuǎn)距離放射治療遠(yuǎn)距離放射治療和和近距離放射治療近距離放射治療。 腫瘤放射治療產(chǎn)生射線的來源：腫瘤放射治療產(chǎn)生射線的來源： 放射性核素：放射性核素：產(chǎn)生的產(chǎn)生的、射線射線 X射線治療機(jī)：射線治療機(jī)： X射線射線 加速器：加速器：電子束、質(zhì)子束、中子束以電子束、質(zhì)子束、中子束以 及其他粒子束。及其他粒子束。 模擬定位機(jī)：模擬定位機(jī)：輔助設(shè)備，輔助設(shè)備，X射線，射線，類。類。79 3、腫瘤放射治療中的放射危險(xiǎn)來源（續(xù)）、腫瘤放射治療中的放射危險(xiǎn)來源

43、（續(xù)） 遠(yuǎn)距離放射治療使用的治療機(jī)：遠(yuǎn)距離放射治療使用的治療機(jī)： 鈷治療機(jī)：鈷治療機(jī)：射線，密封源，射線，密封源，類類，活度一般活度一般 在在500010000Ci，至少，至少1000Ci。 X射線治療機(jī)：射線治療機(jī)：X X射線，射線裝置，射線，射線裝置，50kV X射線接觸治療機(jī)，射線接觸治療機(jī)，4050kV X射線淺表治療機(jī)，射線淺表治療機(jī)，50150kV X射線深部治療機(jī)，射線深部治療機(jī)，150300kV，類類80 遠(yuǎn)距離放射治療使用的治療機(jī)：（續(xù)）遠(yuǎn)距離放射治療使用的治療機(jī)：（續(xù)） 醫(yī)用加速器：醫(yī)用加速器： 射線裝置，射線裝置，類類，低能：，低能：50MeV以下以下 電子直線加速器：電

44、子直線加速器： （1） 50MeV以下，一般以下，一般540MeV （2） 運(yùn)行中產(chǎn)生的輻射：電子束；軔致輻射、運(yùn)行中產(chǎn)生的輻射：電子束；軔致輻射、中子射線；中子射線；、射線。射線。 81 3、腫瘤放射治療中的放射危險(xiǎn)來源（續(xù)）、腫瘤放射治療中的放射危險(xiǎn)來源（續(xù)） 近距離放射治療使用的治療機(jī)：近距離放射治療使用的治療機(jī)： 后裝治療機(jī)：后裝治療機(jī)：射線治療，密封源、射線治療，密封源、類類 60Co、137Cs、192Ir。 組織植入：組織植入：、射線治療，射線治療，密封源、密封源、類類 125I、103Pd鈀鈀、241Am等。等。 表面敷貼器：表面敷貼器：射線治療，射線治療，密封源、密封源、 類類 32P、90Sr、204Tl等。等。82 FF 放射治療相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)放射治療相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) （1）電子加速器放射治療放射防護(hù)要求）電子加速器放射治療放射防護(hù)要求 GBZ126-2011 （2）醫(yī)用醫(yī)用X射線治療衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)射線治療衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn) GBZ131-2002 （3） 醫(yī)用醫(yī)用射束遠(yuǎn)距治療防護(hù)與安全標(biāo)準(zhǔn)射束遠(yuǎn)距治療防護(hù)與安