常用的輻射量和測量

第二章常用的輻射量和測量

國際上選擇和定義輻射量及單位的權(quán)威組織是“國際輻射單位和測量委員會(huì)”(Internationalcommissiononradiologicalunitsandmeasurements,ICRU)和“國際放射防護(hù)委員會(huì)”—（ICRP）。臨床放射學(xué)放射衛(wèi)生學(xué)輻射防護(hù)學(xué)第二章常用的輻射量和測量§1.描述電離輻射的常用輻射量和單位1.描述輻射源的量:

放射性活度

A(核)2.描述輻射場的量:粒子注量

Φ(粒子輻射)照射量

X比釋動(dòng)能

K(電磁輻射)3.描述輻射被吸收的量:

吸收劑量

D(任何輻射)4.描述輻射對(duì)人體危害作用:

當(dāng)量劑量

H(防護(hù)專用)5.描述輻射與物質(zhì)相互作用的量:

吸收系數(shù)

μ質(zhì)量吸收系數(shù)

μm線傳能系數(shù)

μtr有效劑量

E(防護(hù)專用)第二章常用的輻射量和測量§1.描述電離輻射的常用輻射量和單位1.放射性活度A

某放射源中處于特定狀態(tài)的放射性核素在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生自發(fā)衰變的期望值(S-1)(Bq)(Ci)物理單位放射學(xué)單位SI常用單位P?dah1h2h3h4h52.(1)粒子注量Φ定義:進(jìn)入具有單位截面積小球的粒子數(shù).(m-2)實(shí)際輻射場中.每個(gè)粒子具有不同的能量,即Emax~0各種可能值,粒子注量計(jì)算公式為:粒子注量率:(m-2s-1)2.(2)照射量X是直接量度X或γ光子對(duì)空氣電離能力的量，可間接反映X射線或γ射線輻射場的強(qiáng)弱，是測量輻射場的一種物理量。定義:X或γ光子在單位質(zhì)量的空氣中，與原子相互作用釋放出來的次級(jí)電子完全被空氣阻止時(shí),（意味著無剩余能量）,（在導(dǎo)致空氣電離的過程中）所產(chǎn)生的同種符號(hào)離子的總電荷量.照射量僅適應(yīng)于能量在10KeV~3MeV范圍內(nèi)的X射線或γ射線2.(2)照射量X(C/kg)或(R倫琴)倫琴的定義:在X或γ射線照射下,0.001293g空氣(相當(dāng)于0oC和101kPa大氣壓下1cm3干燥空氣的質(zhì)量)所產(chǎn)生的次級(jí)電子形成總電荷量為1靜電單位的正離子或負(fù)離子.即2.(2)照射量X換算:

1個(gè)單價(jià)離子的電荷量是4.8×10-10靜電單位,因此產(chǎn)生1靜電單位電荷量的離子對(duì)為

帶電粒子在空氣中形成一對(duì)離子所耗平均能量為33.85eV,因此1R照射量在0.00129g空氣中交給次級(jí)電子的能量相當(dāng)于2.083×109×33.85=7.05×1010eV2.(2)照射量X1RX射線或γ射線照射量的等值定義:

a.在0.00129g空氣中形成的1靜電單位電荷量的正離子或負(fù)離子；

b.在0.00129g空氣中形成2.083×109對(duì)離子；

c.在0.00129g空氣中交給次級(jí)電子7.05×1010eV或11.3×10-9J的輻射能量；

d.在1g空氣中交給次級(jí)電子87.3×10-7J

的輻射能量.2.(2)照射量X照射量率2.(3)比釋動(dòng)能K注意區(qū)別：

照射量是以電離電量的形式間接反映射線在空氣中輻射強(qiáng)度的量，不反映射線被物質(zhì)吸收而使能量轉(zhuǎn)移的過程。比釋動(dòng)能是描述不帶電致電離粒子與物質(zhì)相互作用時(shí)，把多少能量傳給了帶電粒子的物理量。在輻射防護(hù)中，常用比釋動(dòng)能的概念推斷生物組織中某點(diǎn)的吸收劑量或計(jì)算中子的吸收劑量等。2.(3)比釋動(dòng)能K定義：

X或γ光子等非電離輻射粒子在與物質(zhì)相互作用時(shí)，物質(zhì)中原子核外電子接受能量形成次級(jí)粒子射線，在單位質(zhì)量的物質(zhì)中，不帶電粒子轉(zhuǎn)移給帶電粒子的全部初始動(dòng)能之和叫作比釋動(dòng)能。(J/kg)或(Gy)數(shù)學(xué)表述:

不帶電射線使物質(zhì)釋放出來的全部帶電粒子初始動(dòng)能之和與物質(zhì)質(zhì)量之比.比釋動(dòng)能率(Gy/s)X或γ光子傳能給帶電粒子(K)電離、激發(fā)（被物質(zhì)吸收D）軔致輻射（不被物質(zhì)吸收）3.吸收劑量D(J/kg)或(Gy)舊單位(rad)1Gy=100radX或γ射線與物質(zhì)相互作用時(shí)，能量轉(zhuǎn)換分兩個(gè)階段進(jìn)行：第一：X(γ)E

帶電粒子(K)第二：帶電粒子

電離、激發(fā)物質(zhì)吸收(D)

定義:單位質(zhì)量的物質(zhì),對(duì)任意種輻射能量均值的吸收量.3.吸收劑量D吸收劑量率(Gy/s)討論:X或γ能量除轉(zhuǎn)換成電子初動(dòng)能外,還有核與電子間束縛能及散射光子能量等.電子初動(dòng)能還有一部分轉(zhuǎn)換成軔致輻射等能量.3.吸收劑量D例題1:

質(zhì)量為0.2g的物質(zhì),10s內(nèi)吸收電離輻射的平均能量為100爾格,求該物質(zhì)的吸收劑量和吸收劑量率.解:dm=0.2g=2×10-4kg;dEen=100erg=10-5J;dt=10s4.當(dāng)量劑量H

放射防護(hù)中，由于輻射類型和照射條件的不同，即使吸收劑量相同,(有害的)生物效應(yīng)也大不相同.比如同樣1rad的吸收劑量,β線和α線的生物效應(yīng)相差懸殊.

定義:比較輻射類型和照射條件對(duì)肌體的危害程度,將吸收劑量根據(jù)肌體組織的生物效應(yīng)加權(quán)修正,所得到的劑量值稱為當(dāng)量劑量,用HTR表示.4.當(dāng)量劑量H或?yàn)槠焚|(zhì)因數(shù)—取決于輻射類型和能量大小修正因數(shù)—取決于照射條件輻射權(quán)重因子單位[J/kg]或[Sv]或[rem]物理防護(hù)舊單位4.當(dāng)量劑量H輻射類型能量范圍權(quán)重因子WR光子電子和μ子中子質(zhì)子α粒子,碎片,重核所有能量所有能量<10keV10-100keV100keV-2MeV2-20MeV>20MeV>2MeV11510201055204.當(dāng)量劑量H

輻射場中，當(dāng)WR由不同的輻射類型和照射條件構(gòu)成時(shí)，總當(dāng)量劑量為各輻射當(dāng)量劑量的線性迭加。當(dāng)量劑量率[Sv/s]4.當(dāng)量劑量H例題2:

某人全身同時(shí)受到X線和能量在10-100keV的中子照射,其中X線的吸收劑量為100mGy,中子的吸收劑量為3mGy.計(jì)算他所吸收的當(dāng)量劑量.解:5.輻射與物質(zhì)相互作用量

μ為每單位線度上強(qiáng)度衰減百分率

μm為每單位質(zhì)量的物質(zhì)在給定面積上強(qiáng)度衰減百分率

μtr為每單位線度上由X線的電子轉(zhuǎn)移部分造成的強(qiáng)度衰減百分率?！?.

輻射量和單位的應(yīng)用

(1)帶電粒子平衡

在某空氣層,入射次級(jí)電子等于射出數(shù)目,（最大射程）電離電量開始趨于恒定的現(xiàn)象.

在進(jìn)行照射量測量時(shí)，應(yīng)選擇平衡電離層.1.D、K和X之間的關(guān)系1.D、K和X之間的關(guān)系帶電粒子的平衡的條件:a.介質(zhì)元周圍輻射場均勻b.介質(zhì)厚度大于等于帶電粒子在介質(zhì)中的最大射程當(dāng)帶電粒子平衡時(shí):§2.

輻射量和單位的應(yīng)用

(1)帶電粒子平衡

(2)比釋動(dòng)能與吸收劑量隨物質(zhì)深度的變化§2.

輻射量和單位的應(yīng)用1.D、K和X之間的關(guān)系

(3)D、K和X之間的關(guān)系照射量與比釋動(dòng)能的關(guān)系

(ω為帶電粒子在空氣中每形成一對(duì)離子所消耗的平均能量).公式適用條件:a.帶電粒子平衡,b.次級(jí)粒子產(chǎn)生的軔致輻射能量可以忽略,c.物質(zhì)的原子序數(shù)和輻射光子能量均較低).§2.

輻射量和單位的應(yīng)用1.D、K和X之間的關(guān)系

(3)D、K和X之間的關(guān)系吸收劑量與比釋動(dòng)能的關(guān)系g

為帶電粒子能量轉(zhuǎn)化為軔致輻射的份額§2.

輻射量