輻射劑量與防護(前言)

關(guān)于輻射劑量與防護(前言)1第1頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2平時作業(yè)成績占20%，考勤占10%，期末筆試成績占70%。學習了一門專業(yè)知識；樹立了一種客觀態(tài)度；培養(yǎng)了一種學習習慣；嘗試了一種學習方法。考試成績組成：收獲：第2頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月3輻射劑量、防護的含義輻射劑量、防護簡史輻射防護的基本任務(wù)和目的輻射防護的主要內(nèi)容前言與緒論第3頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月4以前的知識原子（核）物理

輻射、、、n產(chǎn)生的原理核物理實驗方法

探測輻射、、基本方法輻射劑量與防護？

輻射對人的影響，如何降低輻射危害第4頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月5（1）輻射定義什么是輻射？從某種物質(zhì)中發(fā)射出來的波或粒子。第5頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月6不同種類電磁波的波長第6頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月7（2）輻射分類按其本質(zhì)可分為兩類：

1.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。粒子輻射是一些高速運動的粒子，消耗自己的動能把能量傳給被穿透的物質(zhì)。粒子輻射包括電子、質(zhì)子、中子、α粒子、β粒子和帶電重離子等。

2.電磁輻射：實質(zhì)是電磁波，包括無線電波、微波、可見光、紫外線、X射線和γ射線等。第7頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月8（2）輻射分類按與物質(zhì)的作用方式，輻射又分為兩類：

1.電離輻射：能量大于10eV，通過初級和次級過程引起物質(zhì)電離，如α粒子、β粒子、質(zhì)子、中子、X射線和γ射線等。

2.非電離輻射：能量小于10eV，與物質(zhì)作用不產(chǎn)生電離的輻射，如微波、無線電波、紅外線等。電離：將一個原子、分子從其束縛狀態(tài)釋放一個或多個電子的過程。第8頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月9（3）為什么對輻射（電離輻射）要進行防護？

輻射原子、分子組織、器官機體損傷確定性效應(yīng)隨機性效應(yīng)電離、激發(fā)修復(fù)第9頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月10“事實上，在人類身體里就可以找到天然放射性核素。我們的身體平均每分鐘要經(jīng)歷幾十萬次的核衰變。”諾貝爾獎獲得者—西博格

《人與原子》第10頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月11

電離輻射劑量學：研究電離輻射能量在物質(zhì)中的轉(zhuǎn)移和沉積的規(guī)律，特別是轉(zhuǎn)移和沉積的度量（量的定義、測量、計算等）的科學。電離輻射防護學：研究電離輻射對人體的危害、防止和減少這種危害的綜合性（輻射劑量學、輻射防護標準、輻射防護技術(shù)、輻射防護最優(yōu)化、輻射安全管理等）邊緣科學。電離輻射物質(zhì)（作用對象）生物效應(yīng)第11頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月12研究對象描述電離輻射源與輻射場；研究輻射與物質(zhì)的相互作用，尤其是能量在組織中的轉(zhuǎn)移、輻射在屏蔽中的減弱、以及放射性物質(zhì)在環(huán)境和人體器官中的輸運等；

這門學科的一個重要分支是輻射照射的測量和評價技術(shù)；

與生物學和醫(yī)學有密切的聯(lián)系（研究輻射物理量與輻射生物效應(yīng)之間的關(guān)系）。第12頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月132、輻射劑量、防護簡史倫琴世界上第一張X射線照片1895,倫琴（Roentgen）發(fā)現(xiàn)X射線NobelPrizein1901第13頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月14`1896,貝克勒爾（Becquerel）發(fā)現(xiàn)鈾（Uranium）發(fā)現(xiàn)了天然放射性同位素的工業(yè)應(yīng)用NobelPrizein1903NobelPrizein1903and19111898,居里夫婦發(fā)現(xiàn)釙（Polonium）和鐳（Radium）第14頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月151898,盧瑟福（Rutherford）發(fā)現(xiàn)了α、β粒子。

法國化學家維拉爾發(fā)現(xiàn)射線1932,查德威克（Chadwick）發(fā)現(xiàn)中子。第15頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月16（1）早期輻射損傷認識時期（又稱職業(yè)性輻射損傷時期）特點：對輻射可能造成的損傷認識不足損傷對象：

（1）X射線球的制造者和應(yīng)用X射線的技術(shù)人員；（2）從事放射性物質(zhì)研究的科學家；（3）鈾礦工人及用含鐳夜光涂料的操作女工。第16頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月17損傷特點：

（1）外照射引起的急性體表損傷；（2）氡及其子體內(nèi)照射引起的肺癌；（3）鐳內(nèi)照射引起的骨腫瘤。典型事例：

（1）X射線被發(fā)現(xiàn)一個月，X射線的制造者

Grubbe的手發(fā)生了“特異性皮炎”；（2）1896年，Edison和助手Morton自身試驗，眼部受照數(shù)小時后，眼痛，結(jié)膜炎；第17頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月18典型事例：

（3）1896年，Danil報告了X射線可導(dǎo)致禿頭；（4）1901年，Becquerel和Curie分別講述了自己的經(jīng)歷；（5）1911年，54名醫(yī)學放射性工作者死于惡性疾?。?/p>

1922年，約100名醫(yī)學放射性工作者死于惡性疾病；（6）1875～1917年，Schneegerg礦死亡的622名工人中有322人死于癌癥，其中肺癌占87％；

1921～1926年，Schneegerg礦死亡的工人中死于肺癌的占50％；（7）1925年，Martland報告在美國從事用鐳發(fā)光材料描繪表盤的女工遭受了嚴重的內(nèi)照射，發(fā)現(xiàn)50例鐳致骨肉瘤。第18頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月19（2）中期輻射損傷認識時期

（又稱放射線診斷、治療損傷時期）時間：1930～1960年代特點：

醫(yī)學界把輻射看作是時髦的診斷和治療手段，卻缺乏對輻射遠期效應(yīng)的認識，病人由于接受高累積劑量而誘發(fā)過多的白血病、骨腫瘤、肝癌等惡性腫瘤。第19頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月20損傷對象：

接受超劑量輻射照射的病人，較突出的例子有：

(1)1935—1954年，在英國應(yīng)用X射線局部照射治療強直性脊椎炎的病人；

(2)1944—1951年，在德國應(yīng)用鐳—224注射治療強直性脊椎炎，關(guān)節(jié)炎及結(jié)核病的病人；

(3)1928—1954年，在一些國家中應(yīng)用釷造影劑進行

x射線造影的病人。第20頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月21（3）近期輻射損傷認識時期

（又稱流行病學調(diào)查所見的輻射損傷時期）時間：1960年代～現(xiàn)在特點：

早期的職業(yè)性急性輻射損傷，除事故外，巳極為罕見了。中期所見到的高發(fā)生率的惡性腫瘤，得以避免。除事故外，只能用大群體的或高人年的流行病學的調(diào)查方法，才能發(fā)現(xiàn)輻射損傷或危害的增加。第21頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月22重點調(diào)查對象包括：職業(yè)性受照射群體的流行病學調(diào)查；放射事故受害者調(diào)查；出生前受X射線診斷照射的群體流行病學調(diào)查；高輻射本底地區(qū)居住者的流行病學調(diào)查；原子彈、氫彈、切爾諾貝利事故受害者跟蹤調(diào)查。第22頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月23調(diào)查結(jié)論：

迄今為止的流行病學的調(diào)查資料證明：在低劑量下，唯一潛在的輻射危害是致癌。非特異性壽命縮短末見發(fā)生。遺傳危害也未見增加。低于職業(yè)性劑量限值的輻射水平的長期慢性照射，是否會增加惡性腫瘤尚不明確。出生前診斷性X射線的照射量，是否能增加出生后的小兒癌癥的發(fā)病率，尚有爭議。高本底地區(qū)居民流行病學的調(diào)查，均末證實遺傳危害的增加或惡性腫瘤較對照群體有過多的發(fā)生。第23頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月24

3.輻射防護的基本任務(wù)和目的基本任務(wù)：

（1）允許可能產(chǎn)生輻射的實踐（2）保護人員、后代、環(huán)境目的：

（1）防止有害的確定性效應(yīng)；（2）限制隨機性效應(yīng)的發(fā)生率，合理盡可能低。第24頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月254.輻射防護的主要內(nèi)容輻射劑量學輻射防護標準輻射防護技術(shù)輻射防護評價輻射防護最優(yōu)化輻射安全管理第25頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月26ICRP（Publication）InternationalCommissiononRadiologicalProtection國際放射防護委員會ICRU（Report）InternationalCommissiononRadiationUnitsandMeasurements國際輻射單位與測量委員會UNSCEAR

UnitedNationsScientificcommitteeontheEffectsofAtomicRadiation聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學委員會IAEA（SafetySeries）InternationalAtomicEnergyAgency國際原子能機構(gòu)ISOInternationalStandardizationOrganization國際標準化組織NCRP（Report）（Handbook）NationalCouncilonRadiationProtectionandMeasurements輻射防護與測量國家委員會（美）第26頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月27參考文獻李德平,潘自強主編,輻射防護手冊，北京原子能出版社，1988年潘自強,輻射防護的現(xiàn)狀與未來，北京原子能出版社，1997年田志恒,潘自強,輻射劑量學，北京原子能出版社，1992年H..古雪夫主編.輻射防護第一卷:輻射防護物理基礎(chǔ).北京原子能出版社,1988年第27頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月28第一章電離輻射與物質(zhì)的相互作用第一講電離輻射場第28頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月29一、電離輻射

Ionization（電離）：從一個原子、分子或其他束縛態(tài)中釋放出一個或多個電子的過程。

IonizationRadiation（電離輻射）：能夠引起電離的帶電粒子和不帶電粒子。

*從一個原子中釋放出一個價電子需要的能量:4～25eV；

*能量>10eV的光子

Non-ionizationradiation（非電離輻射）：<10eV光子，波長>100mm紫外線、可見光、紅外線和射頻輻射。

第29頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月30直接電離輻射和間接電離輻射

直接電離輻射

快帶電粒子穿過物質(zhì)時，通過庫倫相互作用直接在物質(zhì)中沉積能量并引起電離。這種通過初級過程引起電離的粒子稱為直接電離輻射。

間接電離輻射

不帶電粒子（例如光子和中子）穿過物質(zhì)時，首先將能量轉(zhuǎn)移給帶電粒子，隨后這些次級快帶電粒子再沉積能量和引起電離。這種通過次級過程引起電離的不帶電粒子稱為間接電離輻射。

第30頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月31Externalradiation（外輻射）：體外源發(fā)射的輻射=>Externalirradiation（外照射）。Internalradiation（內(nèi)照射）：體內(nèi)分布源發(fā)射的輻射。第31頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月32二、電離輻射場的描述Ionizationradiationfield（電離輻射場）：電離輻射居留的空間。1、粒子數(shù)和輻射能Particlenumber（粒子數(shù)）N：發(fā)射、轉(zhuǎn)移或接受的粒子數(shù)目，單位是1。Particlenumberdensity（粒子數(shù)密度）n：n=dN/dV—表征輻射場疏密程度，單位是m-3。Radiantenergy（輻射能）R：發(fā)射、轉(zhuǎn)移或接受的輻射粒子的能量（不包括靜止能），單位是J。第32頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月33

2、通量、注量和注量率（1）Flux（通量）：表征輻射場中粒子或能量在時間上的頻繁程度。Particleflux（粒子通量），s-1Energyflux（能量通量），j.s-1

θda┴da（2）Fluence（注量）：表征輻射場的空間疏密程度。特例：單向輻射場第33頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月34da┴=dacosθ定義：Φu=dN/da┴為單向輻射場的粒子注量。一般情況：各向輻射場定義：Particlefluence(粒子注量)Φ：Φ=dN/da，m-2Energyfluence（能量注量）Ψ：Ψ=dR/da，j.m-2Pda第34頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月35（3）Fluencerate（注量率）Particlefluencerate（粒子注量率）φ：

φ=dΦ/dt=d2N/dadt，m-2s-1*φ為粒子通量密度：Energyfluencerate（能量注量率）ψ：

ψ=dΨ/dt=d2R/dadt，j.m-2.s-1（w.m-2）

第35頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月36

3.角分布和輻射度Angulardistribution（角分布）：描述粒子入射方向的分布。第36頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月37Radiance（輻射度）：注量率的角分布Particleradiance（粒子輻射度）p：

p=

單位：m-2.sr-1.s-1

第37頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月38Energyradiance（能量輻射度）r：

單位：w.m-2.sr

-1第38頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月394.能譜分布（Energyspectrumdistribution）用Q代表輻射學量，用E代表粒子的能量（不包括靜止能）,則Q（E）是Q的積分分布，它是能量為0-E的粒子對Q的貢獻。第39頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月40（1）注量的譜分布將Φ和Ψ代入上述式中就得到粒子注