輻射劑量與防護1.3-rev

1、1,電離輻射劑量與防護,康 璽,系館315 Tel: 8281887 E-mail:,2,第1.3節(jié) 劑量學(xué)基本概念,引言 1.劑量學(xué)的研究對象：研究輻射能量在物質(zhì)中的轉(zhuǎn)移過程、能量沉積的分布以及它的測量和計算的方法。 2.劑量防護學(xué)中（三類物理量）輻射量（Radiation quantities） Radiometric quantities（輻射計量學(xué)量）：描述輻射場自身固有特性。 Dosimetric quantities（劑量學(xué)量）：描述輻射能量在物質(zhì)中的轉(zhuǎn)移和沉積（K、X、D）。 Radiation protection quantities（輻射防護量）：用品質(zhì)因數(shù)加權(quán)的吸收劑量。

2、,3,Ionization radiation field（電離輻射場）：電離輻射居留的空間。 1、粒子數(shù)和輻射能 Particle number（粒子數(shù)）N：發(fā)射、轉(zhuǎn)移或接受的粒子數(shù)目， 單位是1。 Radiant energy（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。,前節(jié)回顧,4,2、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。 Particle flux（粒子通量） ，s-1 Energy flux（能量通量） ，j.s-1,（2）Fluence（注量）：表征輻射場的空間疏密程度。 特例：單向輻射場,5,3.角分

3、布和輻射度 Angular distribution（角分布）：描述粒子入射方向的分布。,6,Energy radiance（能量輻射度）r：,單位：w. m-2.sr -1,Radiance（輻射度）：注量率的角分布 Particle radiance（粒子輻射度）p：,P=,7,4 輻射度譜分布,pE,J(r)能揭示輻射場的最詳盡的內(nèi)涵，是完整的描述輻射場的一個輻射學(xué)量。,8,5、相互作用系數(shù) A、帶電粒子（e、重帶電粒子） 總阻止本領(lǐng): 總線阻止本領(lǐng)帶電粒子通過物質(zhì)時在單位路程上損失的能量。 dE是dl距離上損失能量的數(shù)學(xué)期望值。 總線阻止本領(lǐng)與帶電粒子的性質(zhì)（電荷、質(zhì)量、能量）和物質(zhì)的

4、性質(zhì)（原子序數(shù)、密度）有關(guān)。去除物質(zhì)密度的影響可得到總質(zhì)量阻止本領(lǐng)公式：,J m-1,Jm2kg-1,9,總質(zhì)量阻止本領(lǐng)描述帶電粒子在物質(zhì)中穿過單位路程時，因各種相互作用而損失的能量。它可分解為各種相互作用阻止本領(lǐng)之和。,質(zhì)量輻射阻止本領(lǐng)（由非彈性輻射相互作用導(dǎo)致的初級帶電粒子的能量損失決定）,質(zhì)量碰撞阻止本領(lǐng)（包括電離和激發(fā)對能量損失的貢獻）,10,B、不帶電粒子（X 、中子） 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。單位：m2kg-1 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

5、量是否被物質(zhì)吸收。單位：m2kg-1 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。單位：m2kg-1 當次級帶電粒子動能較小、物質(zhì)原子序數(shù)較低時，軔致輻射弱，g值接近于零，此時en/ 值近似tr/值。 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/）,11,本節(jié)主要內(nèi)容 比釋動能K(Kerma) 照射量X (Exposure) 吸收劑量D(Absorbed Dose) 輻射平衡(Radiation Balance),12,一、比釋動能K(Kerma) 1.1 描述對象： 不帶電粒子在物質(zhì)中傳遞能量過程： 第一階段：由不帶電粒子

6、 次級帶電粒子（PE、CE、PP等） 第二階段：次級帶電粒子 作用介質(zhì)（碰撞） 兩個階段的能量轉(zhuǎn)移發(fā)生在介質(zhì)中的不同地點 研究不帶電粒子在介質(zhì)中的能量轉(zhuǎn)移，有必要對二個階段（過程）分別考慮 比釋動能是描述不帶電粒子在物質(zhì)中轉(zhuǎn)移能量的第一階段的一個物理量,13,PP,電子對生成過程中反應(yīng)能為Q=-2mc2，mc2為正負電子的靜止質(zhì)量能。,1.2、Energy transferred （轉(zhuǎn)移能）tr (1)定義 在指定體積V內(nèi)由不帶電粒子釋放出來的所有帶電的電離離子初始動能之和，用tr表示，單位是J。,14,1.2、Energy transferred （轉(zhuǎn)移能）tr,(1)定義 在指定體積V內(nèi)由

7、不帶電粒子釋放出來的所有帶電的電離離子初始動能之和，用tr表示，單位是J。,電子對生成過程中反應(yīng)能為Q=-2mc2，mc2為正負電子的靜止質(zhì)量能。,PP+EA,電子對中的正電子發(fā)生了湮沒，該情況下對出射光子的記錄是否需要統(tǒng)計光子對h1、h2？,結(jié)論：不需要統(tǒng)計出射光子對能量，原因光子對能量來源于正電子，正電子能量屬于轉(zhuǎn)移能。,15,(3) tr通用表示方法,綜上分析:在指定體積中的轉(zhuǎn)移能tr可表示為,式中：Eu,in是進入體積V的所有不帶電粒子的能量,但不包括帶電粒子的靜止能量。 E nu,out是從體積V逸出的不帶電粒子的能量,但不包括不帶電粒子的靜止質(zhì)量能和次級帶電粒子動能輻射損失逸出的部

8、分。 Q是入射的不帶電粒子在體積V內(nèi)引起的任何核和基本粒子的轉(zhuǎn)變中,所有相關(guān)的核和基本粒子靜止質(zhì)量能改變(質(zhì)量減少時為正,增加時為負)的總和。,16,1.3、比釋動能K,(1) 定義 其中, 是由不帶電粒子在質(zhì)量為的無限小體積內(nèi)釋放出來的所有帶電粒子的初始動能之和(即轉(zhuǎn)移能)的期望值. 單位:戈瑞(gray)，簡寫Gy，1Gy=1JKg-1; 拉德(rad),1rad=10-2Gy。,17,(2) 討論 擴展定義：比釋動能K是感興趣點P處單位質(zhì)量介質(zhì)中轉(zhuǎn)移給帶電粒子的能量（動能）的期望值，其中包括軔致輻射損失的能量，但不包括由一個帶電粒子轉(zhuǎn)移給另一個帶電粒子的能量。 擴展定義中帶電粒子的能量不

9、僅包括不帶電粒子轉(zhuǎn)移給帶電粒子的初始動能，還包括介質(zhì)內(nèi)分布的電離輻射源通過自發(fā)核轉(zhuǎn)變過程釋放的帶電粒子的初始動能。 tr是一個隨機量（Stochastic quantity），但K是一個非隨機量（Nonstochastic quantity）。 隨機量：時空變化不連續(xù)，服從統(tǒng)計規(guī)律，觀測值不能預(yù)測，某一值出現(xiàn)的幾率可以由分布函數(shù)確定。,18,1.4 比釋動能與注量的關(guān)系（The relationship of Kerma and Fluence）,(1) 對單能單向的不帶電粒子輻射場,在體積元dadl中：,19,(2) 對任意方向分布的單能不帶電粒子,dV是不帶電粒子在小體積元dV內(nèi)的總徑跡長

10、度。顯然,(3) 對于各種不帶電粒子構(gòu)成的輻射場，且各種粒子存在譜分布E,j和 E,j,20,(4) 比釋動能因子k（Kerma factor）,比釋動能K通過比釋動能因子k與不帶電粒子注量或其譜分布聯(lián)系起來。,21,1.5 碰撞比釋動能Kc,若定義：,則：,根據(jù)我們前面已經(jīng)學(xué)習(xí)的知識，不帶電粒子轉(zhuǎn)移給帶電粒子的全部動能中，最終損失于電離碰撞的那一部分所占的份額為： ，則 ：,對單能且只有一種不帶電粒子輻射場，有：,特別對中子有：,22,1.6 比釋動能率(Kerma rate),(1) 定義,單位：JKg-1s-1或Gys-1或 rads-1,對單能不帶電粒子的輻射，有：,23,(2) 空氣

11、比釋動能率常數(shù)（Air Kerma-rate constant）,單位活度的指定放射性核素點源在空氣中1 m處釋放的光子產(chǎn)生的比釋能動率。 對于點源，活度為A，各粒子產(chǎn)額為ni,能量為hi，則,定義,則有,24,1.7 不同介質(zhì)中的比釋動能,(1) 含義,(2) 關(guān)系,r W,V,V,r V,K(V中r點）,K（V中r點）,25,二、 照射量,2.1 照射量X (Exposure ),(1) 定義（Definition） dQ為光子在質(zhì)量為dm的空氣中釋放的全部電子（包括負電子和正電子）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。 單位：Ckg-1 1R=2.5810-4 C

12、kg-1,26,照射量單位（歷史上使用的單位）,倫琴：,在1倫琴X射線照射下，0.001293克空氣（標準狀況下，1立方厘米空氣的質(zhì)量）中釋放出來的次級電子，在空氣中總共產(chǎn)生電量各為1靜電單位的正離子和負離子。,1R2.5810-4C/kg,倫琴：Roentgen unit,27,(2) 特性（properties） 次級電子的軔致輻射被吸收而產(chǎn)生的電離電荷，不包括在dQ之內(nèi)； dm之外釋放的次級電子，在dm之內(nèi)產(chǎn)生的電離電荷，不包括在dQ之內(nèi)；,其中(e/W)a表示照射量是X或射線在空氣中的碰撞比釋動能的電離當量。,28,對于單能光子,2.2 照射量率 （Exposure rate）,(1)

13、 定義,單位：Ckg-1s-1或Rs-1,=dX/dt,對單能光子輻射場:,29,2.3 X和 值得說明的問題 含義: 自由空間或不同于空氣的材料內(nèi)某一點的照射量或照射量率的概念 可以用空氣碰撞比釋功能Kc,a來取代照射量 原因：a. 由電離電荷量到能量的換算（乘以(w/e)a因子）很不方便 b. Exposure的含義容易混 c 只適用于X、射線； d 只對空氣； e 測量時必須滿足電子平衡； f 不能作為劑量的單位，歷史誤會。,30,2.4 照射量因子,計算公式：,照射量因子,31,例：,137Cs源發(fā)射的射線能量為0.662MeV，離源1m處測得光子的注量率 為1107m-2s-1，求該

14、點的照射量率。,解：,由,且,得,32,3.1 授與能（energy imparted） （1）能量沉積事件（energy deposition event） 由某個電離粒子或某組相關(guān)的電離粒子給指定沉積內(nèi)物質(zhì)授與能量的事件。 （2）.某一能量沉積事件的授與能 1 某個電離粒子或某一組相關(guān)的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。,定義 通用表達式,三 吸收劑量D（Absorbed dose）,33,一次能量沉積事件的授與能示意圖,Q=-2.215MeV,34,3.1 吸收劑量D （Absorbed dose）,.定義,電離輻射授與質(zhì)量為dm的物質(zhì)的平均能量,與質(zhì)量dm內(nèi)發(fā)生的

15、核轉(zhuǎn)變和輻射相互作用有關(guān)。,單位為：J.Kg-1(Gy)，也可用 rad,35,電離輻射,不帶電粒子,自身提供的吸收劑量可以忽略（特定體積內(nèi)不帶電粒子引發(fā)的相互作用次數(shù)很少），絕大部分吸收劑量是通過次級帶電粒子提供的。,帶電粒子,粒子,在特定區(qū)域沉積能量（吸收劑量）,軔致輻射,脫離特定區(qū)域,退激特征X射線,36,特定時間內(nèi)，受照物質(zhì)中任何一點r處的吸收劑量D(r)，最終都是由到達該點的各類帶電粒子共同造成的，其簡化表達式:,D=,Kcol,j：發(fā)生相互作用的帶電粒子與原子電子碰撞時損失的動能中變?yōu)槌练e能（即不以粒子、俄歇電子、特征X射線或中和過程釋放的光子形式輻射出的能量）的份額,吸收劑量的計

16、算,37,思考題,一個10MeV射線進入體積V中并且遭遇了“電子對生成”這種類型的相互作用，由于這個相互作用，射線消失了，并產(chǎn)生能量相等的一個電子和一個正電子。在電子逃逸出體積之前，其動能的一半消耗于碰撞相互作用中。正電子將在飛行中淹沒掉，在淹沒之前，其動能的一半消耗于在體積V中所遭遇的碰撞相互作用。由正電子的淹沒而形成的光子將逃出體極V。求上述事件中：（1）轉(zhuǎn)移能為多大？（2）碰撞轉(zhuǎn)移能為多大？（3）授予能為多大？,38,四 輻射平衡與吸收劑量 (1)完全輻射平衡（Complete radiations equilibrium ,CRE） 定義 輻射平衡,39,典型例子 （a）PE=常數(shù) (

17、b) 介質(zhì)和源的均勻分布 D的表達式,表示輻射源每次核轉(zhuǎn)變相關(guān)聯(lián)的由靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)變成的輻射能的期望值,40,(2)帶電粒子平衡（charged particle equilibrium,CPE） 定義： 典型例子： a. PE，C處處相等； b.均勻的帶電粒子發(fā)射體 V內(nèi)存在CPE c.均勻不帶電粒子輻射場照射，不帶電粒子釋放的帶電粒子,對不帶電粒子輻射場，在CPE下,41,帶電粒子平衡：,總能量平衡,譜分布平衡,每有一個帶電粒子從所考慮體積出來，就有一個相同類型、相同能量的帶電粒子從外面進入，要求一一對應(yīng)。,42,平衡厚度（Equilibrium thickness，ET）,不帶電粒子在某一體

18、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。,43,帶電粒子平衡的條件：,（1）離介質(zhì)邊界有一定距離，d Rmax； （2）均勻照射條件； （3）介質(zhì)均勻條件：介質(zhì)對次級帶電粒子的阻止本領(lǐng)，對初級輻射的質(zhì)能吸收系數(shù)不變。,帶電粒子平衡不成立：,（1）輻射源附近； （2）兩種物質(zhì)的界面； （3）高能輻射。,44,帶電粒子平衡與準平衡,入射輻射在物質(zhì)中沒有衰減并存在帶電粒子平衡的情況,入射輻射在物質(zhì)中有衰減從而出現(xiàn)帶電粒子準平衡的情況,45,帶電粒子準平衡,受照物質(zhì)中，入射輻射總有衰減。如物質(zhì)受到均勻照射，暫且

19、忽略散射光子影響，則隨物質(zhì)深度增加，其比釋動能（K）、碰撞比釋動能（Kc）和吸收劑量（D）變化如圖3-10所示。,46,帶電粒子準平衡（charged particle quasi-equilibrium）,峰值吸收劑量(peak dose，Dm）：受照物質(zhì)中最大的吸收劑量 參考深度(reference depth，dm）：受照物質(zhì)中峰值劑量所在深度 電子積累或劑量建成（build-up of electron or dose)吸收劑量隨受照物質(zhì)深度增加而提升的一種趨勢，與之對應(yīng)的物質(zhì)層厚度稱為“電子積累區(qū)”或“劑量建成區(qū)”。,隨受照物質(zhì)深度增加，吸收劑量值按比釋動能、碰撞比釋動能變化規(guī)律同步

20、改變的一種趨勢。,47,比釋動能與吸收劑量的關(guān)系：,條件：,帶電粒子平衡,其中：,對低能帶電粒子，韌致輻射可以忽略時，則,DK,一般在10-310-2之間,48,比釋動能和吸收劑量概念的應(yīng)用,實現(xiàn)對生物組織中吸收劑量的間接測量,目的：,射線：,中子：,注意譜的問題，此外還需要進行組織厚度的劑量修正,49,Dm吸收劑量，Gy； fm因子，J/C； X照射量，C/kg.,吸收劑量與照射量的關(guān)系,Dm吸收劑量，Gy； fm因子，Gy/R； X照射量，R.,50,51,52,6.3 吸收劑量、比釋動能和照射量的區(qū)別,53,且電子平衡時,54,第四講 輻射防護中使用的量,劑量學(xué)量描述的內(nèi)容及特點 1、電

21、離輻射與物質(zhì)發(fā)生相互作用 能量轉(zhuǎn)移多少，作用的強弱K,X; 作用介質(zhì)接受能量大小D。 2、特點 沒有跟生物效應(yīng)相關(guān)聯(lián); 沒有考慮輻射類型和能量對生物效應(yīng)的影響; 沒有考慮受體對于輻射的相對敏感性。,55,一、與個體相關(guān)的輻射量 1 當量劑量 2 有效劑量 3 待積當量劑量與待積有效劑量 二、與群體相關(guān)的輻射量 1 集體當量劑量 2 集體有效劑量 三、 用于環(huán)境和個人監(jiān)測的ICRU量,輻射防護學(xué)量,56,器官劑量,雖然受照物質(zhì)中每一點都有特定的吸收劑量，然而，為了放射防護目的，作為可以接受的近似方法，常取一段時間內(nèi)較大組織體積中吸收劑量的平均值。 一個器官、組織T范圍內(nèi)的平均吸收劑量DT定義為：

22、,57,一、與個體相關(guān)的輻射量,式中：,WR輻射權(quán)重因子； DT,R器官、組織的平均劑量,SI單位：希沃特，1Sv1J/kg 歷史上曾使用過的單位：雷姆，1rem0.01Sv,器官或組織T中的平均吸收劑量DT,R 與輻射權(quán)重因子WR的乘積,1當量劑量HT,R,(equivalent dose),58,輻射權(quán)重因子WR的值按照輻射在水中的傳能線密度（linear energy transfer, LET）確定,不同射線通過生物體（例如細胞時），由于其LET不同，所產(chǎn)生的電離事件的線性分布亦異。電離密度較大的輻射穿過此生物體時一次或多次擊中靶的幾率較大，而電離密度較小的輻射則中靶的幾率較小，甚至在

23、通過靶時在靶內(nèi)不發(fā)生電離。,1射線； 2深部X射線； 3軟X射線； 4粒子,59,在放射生物學(xué)領(lǐng)域，用相對生物學(xué)效應(yīng)（RBE）表征輻射生物學(xué)效能的差異。特定輻射的RBE是相同照射下，參考輻射（通常是X、射線的）吸收劑量與產(chǎn)生相同效應(yīng)程度的特定輻射所用吸收劑量的比值。,表1 裂變中子相對于60Co射線的RBEM值,60,輻射權(quán)重因子 WR：,為輻射防護目的，對吸收劑量乘以的因數(shù)，用以考慮不同類型的輻射對健康的相對危害效應(yīng)。,（radiation weighting factor）,ICRP60 1997,61,輻射權(quán)重因子 WR：,為輻射防護目的，對吸收劑量乘以的因數(shù)，用以考慮不同類型的輻射對健

24、康的相對危害效應(yīng)。,（radiation weighting factor）,ICRP103 2007 輻射權(quán)重因子,62,中子輻射權(quán)重因子與能量計算公式,63,2. 有效劑量E,式中：,組織T的權(quán)重因子； HT 器官或組織的當量劑量,SI單位：希沃特，1Sv1J/kg 歷史上曾使用過的單位：雷姆，1rem0.01Sv,當所考慮的效應(yīng)是隨機效應(yīng)時，在全身受到不均勻照射的情況下，人體所有組織或器官的加權(quán)后的當量劑量之和。,(effective dose),WT,64,組織權(quán)重因子WT ：,（tissue weighting factor）,為輻射防護的目的，器官和組織的當量劑量所乘的因數(shù)，乘以該

25、因數(shù)是為了考慮不同器官和組織對發(fā)生輻射隨機性效應(yīng)的不同敏感性。,ICRP60 1997,65,組織權(quán)重因子WT ：,（tissue weighting factor）,為輻射防護的目的，器官和組織的當量劑量所乘的因數(shù)，乘以該因數(shù)是為了考慮不同器官和組織對發(fā)生輻射隨機性效應(yīng)的不同敏感性。,組織權(quán)重因子（ICRP103，2007）,*其余組織：腎上腺，外胸區(qū)，膽囊，心臟，腎，淋巴結(jié)，肌肉，口腔黏膜，胰腺，前列腺，小腸，脾，胸腺，子宮/子宮頸,66,概念理解,當量劑量 針對某個器官或組織，是平均值； 有效劑量 針對全身而言，取平均值。 輻射權(quán)重因子 描述了輻射類型、能量的不同對生物效應(yīng)的影響； 組織

26、權(quán)重因子 則描述了不同器官、組織對全身總危害的貢獻。,67,有效劑量 主要用來對防護設(shè)計和優(yōu)化中的預(yù)期劑量進行評價，衡量是否符合監(jiān)管劑量限值要求。 針對參考人而非照個人進行評價，不推薦用于流行病學(xué)估算，也不應(yīng)用于個人照射和危險的詳細、專門回顧性調(diào)查。,68,包括有效劑量在內(nèi)，輻射防護量都無法直接測量，只能通過其他可以測量的那些量來加以估計，或者根據(jù)外照射的輻射場量、內(nèi)照射的放射性核素攝入量進行計算。,有效劑量估算,體外測量,輻射防護實用量測量,理論計算,經(jīng)驗近似公式,蒙特卡羅計算方法,69,3. 待積當量劑量（committed equivalent dose） 與待積有效劑量（committ

27、ed effective dose）,待積當量劑量,待積有效劑量,成年人50年；兒童70年,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量。,70,二、與群體相關(guān)的輻射量,2. 集體有效劑量SK：,單位：人希,注意：時間、人群,1. 集體當量劑量ST：,受照群體每個成員的劑量當量的總和。,(collective equivalent dose),(collective effective dose),受照群體每個成員的有效劑量的總和。,單位：人希,71,劑量負擔HC，T或EC,劑量負擔HC，T或EC 由于某一指定事件，諸如單位實踐（例如一年的實踐）造成的人均劑量率（

28、HT或E）在無限長時間內(nèi)的積分。,劑量負擔某一指定事件，內(nèi)外照射都有，如核爆炸。,72,截尾劑量負擔 在某種實踐以恒定（攝入）速率無限期進行的情況下，指定人群未來的最大人均劑量率等于一年實踐造成的劑量負擔。如果該實踐只在某一事件間隔內(nèi)連續(xù)進行，未來的最大年人均劑量將等于相應(yīng)的截尾劑量負擔。,73,三、用于環(huán)境和個人監(jiān)測的 ICRU量,外照射監(jiān)測中使用的劑量當量 在外照射情況下，為了將個人監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測中得到的結(jié)果，與人體的有效劑量及皮膚當量劑量聯(lián)系起來，國際輻射單位與測量委員會（ICRU）定義四個運用量是很有用的，即周圍劑量當量、定向劑量當量、深部個人劑量當量和淺表個人劑量當量。這些量都是基于

29、ICRU球中某點處的劑量當量而不是以當量劑量的概念為依據(jù)輻射在器官或組織中的當量劑量定義為,74,輻射品質(zhì)因子（Q）是依據(jù)授予物質(zhì)能量的帶電粒子的相對生物學(xué)效能（RBE），對特定位置上軟組織吸收劑量施加修正的一個權(quán)重。 Q值按照輻射在水中的傳能線密度（linear energy transfer, LET）確定。,3.1 品質(zhì)因子和劑量當量,75,76,其中Q(r)是該處輻射品質(zhì)因子，D(r)同一點處軟組織吸收劑量。,劑量當量：,劑量當量（H（r）與當量劑量的差別,劑量當量是與受照軟組織中特定一點r處的吸收劑量相關(guān)聯(lián)，實際中可測。 當量劑量是與器官、組織相關(guān)體積內(nèi)的平均吸收劑量相關(guān)聯(lián)，無法直接

30、測量，僅用于評價、比較輻射的健康危害。,77,3.2 擴展場和齊向擴展場,擴展場(expanded field）和齊向擴展場(aligned expanded field)是為定義場所輻射監(jiān)測實用量而引入的兩個虛擬輻射場。 擴展場：若某一空間體積V內(nèi)，每一點上的粒子注量的譜、角分布與特定輻射場r點處的粒子注量的譜、角分布均相同，則稱空間體V內(nèi)存在的輻射場與上述r點相應(yīng)的擴展場。,78,若與r點相應(yīng)的擴展場內(nèi)，粒子都是朝一個方向運動的，則稱空間體積V內(nèi)存在的輻射場為與r點相應(yīng)的齊向擴展場。,79,ICRU球：,一個組織等效球形體模，球的直徑為30cm，密度1g/cm3，材料的質(zhì)量成分為氧76.2

31、%、碳11.1%、氫10.1%、氮2.6%。稱ICRU球。所以ICRU球可用來模擬人體對輻射量最敏感的軀干部的受照情況，被規(guī)定為確定外部輻射源產(chǎn)生劑量的受體。,80,為了環(huán)境和場所監(jiān)測的目的，引入二個概念把外部輻射場與有效劑量和皮膚當量劑量聯(lián)系起來。第一個概念是適用于強貫穿輻射的周圍劑量當量；第二個概念是適用于弱貫穿輻射的定向劑量當量。這些用于監(jiān)測的劑量當量均屬于實用量，它們具有可測性。,81,3.3. 環(huán)境監(jiān)測,周圍劑量當量 H*(d)：,定向劑量當量 H(d,)：,輻射場中某點處的周圍劑量當量H*(d)是相應(yīng)的擴展齊向場在ICRU球內(nèi)、逆齊向場的半徑上深度d處產(chǎn)生的劑量當量。對于強貫穿輻射

32、，推薦d10mm。,(ambient dose equivalent),(directional dose equivalent),輻射場中某點處的周圍劑量當量H(d,)是相應(yīng)的擴展場在ICRU球內(nèi)、沿指定方向的半徑上深度d處產(chǎn)生的劑量當量。對于弱貫穿輻射，推薦d0.07mm。值取0.07mm，這相當于皮膚基底層的深度。,82,實際的輻射場往往是錯綜復(fù)雜的。如果已知輻射場中某參考點的注量及其能譜和角分布（它可能與其周圍的不同），設(shè)想將該點的輻射場參數(shù)擴展到某一感興趣的區(qū)域或體積中，使該范圍內(nèi)的輻射場，即在其中的整個有關(guān)體積內(nèi)，注量及其角分布和能量分布處處與參考點的相同。這個輻射場就稱作相應(yīng)于參

33、考點的擴展場。如果將擴展場中輻射粒子的方向加以梳理，使感興趣區(qū)域中的注量是單向的。這樣經(jīng)梳理過的輻射場稱作參考點的齊向擴展場。,83,在環(huán)境監(jiān)測中用周圍劑量當量就可用它把外部輻射場與處于輻射場中的人體有效劑量聯(lián)系起來。周圍劑量當量與參考點的注量及其能譜分布有關(guān)，而與注量的角分布無關(guān)，這正是“周圍”一詞的含義。將ICRU球放在輻射場中之后，輻射場的分布將發(fā)生變化。對于強貫穿輻射，ICRU球的反散射作用對值有一定的影響。在設(shè)計測量儀器時，要考慮到反散射因素。,84,周圍劑量當量對不同方向和品質(zhì)的流量響應(yīng)具有疊加性，可表征有效劑量。 人體不像ICRU球具有各向?qū)ΨQ性，不同取向擬人模處于射線和中子的單向射束照射時，有效