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1、引论1 .人类接受的辐射剂量中85%来自天人辐射，15%来自人工辐射。2 .天然本底照射：包括宇宙射线，宇生放射性核素，原生放射性核素，人类活动引起的天然辐射的增加，一般场所，天然本底为2.4mSv.3 .全球重大核事故1. 1979年3月28日三厘岛核电站事故2. 1966年1月17日帕利马雷斯氢弹事故3. 1986年4月26日切尔诺贝利核泄漏事故4. 1968年1月21日图勒核事故5. 1957年10月10日温斯克尔大火6. 1987年9月13日戈亚尼亚核事故7. 1993年4月6日托木斯克-7核爆炸8. 1985年8月10日K-431核潜艇事故10. 1970年12月18日加卡平地核事故
2、11. 2011年4月12日日本福岛核事故4 .人工辐射来源：医疗照射（放射诊断，医疗，核医学），核电厂（反应堆运行，乏冷料后期处理），核爆炸（放射性落灰，内.外照射，核素迁移）5 .辐射防护的任务，目的和内容任务：a.保护环境，b.保障从事辐射工作人员和公众成员以及他们的后代的安全和健康，c.允许进行那些可能产生辐射照射的必要活动，提高辐射防护措施的效益，以促进核科学技术、核能和其他辐射应用事业的发展。目的：a.防止有害的确定性效应的发生，b.限制随机性效应的发生率，c.使其合理地尽可能达到可以被接受的最低水平。内容：辐射剂量学，辐射防护标准，辐射屏蔽设计，辐射防护与环境安全评价和辐射安全管
3、理。6 .确定性效应，随机性效应，可以接受的水平？7 .辐射防护与哪些学科相关？辐射物理量1 .电离：从一个原子，分子或其他束缚状态释放出一个或多个电子，离子的过程。2 .电离辐射：由能通过初级过程或次级过程引起电离的带电粒子或不带电粒子组成，或由两者混合组成辐射。3 .辐射场：描述介质内部通过，传播以至经由相互作用发生能量传递的整个空间范围。4 .辐射量：表征辐射源性质，描述辐射场性质，亮度辐射与物质相互作用的程度以及受照物质内部发生辐射效应而建立的物理量。5 .粒子注量：巾=dNdm-26 .粒子注量率：=学m-2s-1at7 .能注量：=dER/dJm28 .能注量率：=ddtJ(m-2
4、*S)9 .线能量转移系数：辐射在物质中穿过单位长度距离后，由于相互作用，其能量转移给电子的份额CmT10 .质量能量转移系数：Y射线在物质中穿过单位质量后能量转移给电子的份额m2Kg11 .线能量吸收系数；Y射线在物质中穿过单位长度路程后，其能量真正被物质吸收的份额12 .质量能量吸收系数：丫射线在物质中穿过单位质量厚度后，其能量被物质吸收的份额m2Kg13 .线/质量碰撞阻止本领：一定能量的带电粒子在指定物质中穿过单位长度/质量厚度时由于电离，激发过程所损失的能量J*m2Kg14 .线/质量辐射阻止本领：一定能量的带电粒子在指定物质中穿过单位长度/质量厚度时由于物致辐射过程所损失的能量J*
5、m2Kg15 .放射性活度：放射性核素在单位时间(dt)内发生核衰变的数目(dN)A=dNdtIBq=Is-1lCi=3.7*IO10Bq16 .比放射性活度：单位质量或单位体积中放射性核素放射性活度Bq/Kg,Bq/L放射性活度与质量的关系A=入N=(0.693/T1/2)(QM)Na半衰期为SQ质量gM摩尔质量Na=6.023*1023mol17 .照射量：光子(X或Y射线)在单位质量(dm)空气中释放出所有正负电子被阻止在空气中时，产生同一符号的离子的总电荷(dQ)X=dQdm单位CKgT曾用单位伦琴RIR=2.58*104CKg-118 .照射量率：单位时间内的照射量=dxdtX对于点
6、源:A-R2X19 .授予能J电离辐射以电离，激发的方式授予某一体积中物质的能量20 .吸收剂量：授予单位物质(或被物质吸收)的任何致电离辐射的平均能量D=d/dmJKg=lGy=100rad21 .吸收剂量率=dDdtJ/(Kgs)D22 .转移能：在指定体积V内由不带电粒子释放出来的所有带电的电离粒子(具备电离能力)初始动能之和(tr)单位：焦耳J23 .比释动能K:24 .比释动能和吸收剂量的关系：带电粒子平衡条件下二者相等25 .带电粒子平衡：设不带电粒子通鸟体积为V的物质，如右图所示。在V内任取一点O,并以O为中心，取一小体积元AV。不带电粒子传递给AV的能量等于在AV内所产生的次级
7、带电粒子动能的总和。这些次级带电粒子有的产生在AV内，也有产生在AV外的。在AV内产生的次级带电粒子有可能离开体积元AV,如径迹地有可能在AV外产生的次级带电粒子进入该体积元，如径迹b。带电粒子平衡示意图若每一个带电粒子离开AV, 就有另一个同种类、同能量的带 电粒子进入AV来补偿，则称O点 存在带电粒子平衡。26带电粒子平衡条件：以小体秋无边界向各个方向伸展的定离d,至少应大于初级入射粒子在该体曲元内产生的次级带电粒子的最大射程并且在d%的区域内，辐射场应走恒定的，即入射粒子注量和谱分布恒走不变；（粒子转柱）荏上述d%j的区域内，物庾对次极带电粒子的阻止本领以及对初械入射粒子的庾牝吸收系数也
8、应该是慢走不变的。（介质特性）显然，上述条件是彼难实现的，但在某些情况下，能够达到相当好的近仞。例如:对于3Q、6。CO的射线，如果认为入射绥射佻左右的减弱可以怒喀不计，那么在受感物庾（如水）中可存在很好的近似电子平雷；对于中子，由于建豆带电粒子平衡相对容易，因此，即使中子能量而达3。域双，在某些物质（水）中仍然有较好的近仞带电粒子平衡。27.quasiequilibriumconditionofchargedparticles如果随着物质层厚度增加入知不带电瓶子有明显戒弱，则比辉动能将过漆度的增加而不斯地喊小。但是，点去近物质层表面的浅层内随最深度的增加，达到每一漆皮的次级带电粒子数目还是增
9、加的，所以充受黑物质浅层内吸收剂量题漆度增加而增加，一直到由于深度增加而增加的的次级带电萩子数目正好等于因不带电瓶子的减弱导致其释放的次级带电瓶子城少的数目时，吸收剂量达到以大值。此后随着物质层厚度的增加，吸收剂量与比异动能均胶指数规律按一定比例臧小。这就是所谓的带电萩子准平街状态。次级带电粒子在点消耗的熊置，一般起源于在它之前的M点，故在准平衡状态下，同一点上的吸收剂量比比释动熊大28.辐射量比较“射照射比释动能K吸收剂D计量学含义适用介质适用辐射类型单位老单位表征X,Y线在考察的体积内用于电离空气的能量空气X、Y射线Ckg1R表征非带电粒子在考察的体积内交给带电粒子的能吊任何介质非带电粒子
10、幅射Gyrad表征任何辐射在考察的体积内被物质吸收的能吊任何介质任何辐射Gyrad29.传能线密度小型细胞直径约为1m,DNA双螺旋结构直径约为2nmo分别相当于6ooOeV和IOoeV的电子在软组织中的射程。也就是6ooOeV和IooeV的电子近乎分别在细胞和DNA分子大小的空间范围内耗尽它们的能量。dE皴=d三籍合能+dE*a+dE辐射对人体的影响及防护标准1.辐射与生物作用划分苴接作用间接作用物理阶段生物分子中的能量吸收激发和电离的分子化学阶段里排重排介质中的能St吸收分子的微发和电离生物化学阶段生物效应阶段原初W一)自由基分子能总转移和生4分子反应生物自由基缱发反应亚显微损伤可见损伤细
11、胞死亡代加一分子的、.Y代谢变化代谢代戋突爻二生化变化to-秒很多年Il射晚期很伤注时诱发翅.白血病、甲森等机体死亡2.电离辐射致生物效应分类一、依据效应发生的个体:躯体效应(SOmatiCeffeCtS)定义：发生在受照者本人身上的效应遗传效应(Iiereditaryeffects)定义：发生在受腐者后代身上的效应二、依据效应发生的时期潜伏期(IateIItPeriod)从受到照射到临床上特定效应的发生所需的时间早期效应(earlyeffects)受到照射后数周之内发生的效应晚发效应(LateeffeCtS)受到照射后数月以后发生的效应三、依据效应-剂量关系分类随机性效应(stochasti
12、c effects)无剂量阈值发生几率与剂量成正比严重程度与剂量无关确定性效应(deterministiceffects)有剂量阈值效应的严重程度与剂量成正比3.影响人类辐射致癌的因素辐射类型物理因素剂量率及分次照射照射部位和面积照射几何条件不同生物种类的辐射敏超性个体不同发育阶段辐射敏述性不同细胞、组织或器官的辐射敏感件外照射: 外照射：a相同剂量下，分次越多，各次照射间隔时间越长，生物消效应越小剂量率越大，生物效应越显著照射部位不同，辐射损伤程度不同照射剂量相同，受照面积愈大，产垂的袭应曲愈大人体内剂量的分布：入射辐照的角分布、空间分布、辐射能谱、人体的姿势、辐射场的取向等。不胜酗类瞬腼感
13、性仰杯戢育阶段翻缠性种系的演化程度越高、机体结构越复杂，其对辐射的敏感性越高随着个体发育过程的推进，其对辐射的敏感性会逐渐降低。匕逆:人体内繁殖能力越强，代谢越活1.小跃，分化程度越低的细胞对辐射越敏感。辐射敏感性的分级！辐射敏感性：细胞、组织、器官或个体对辐射作用反应的强弱或其迅速程度4 .相对生物效应RBE定义：引起同等程度某种生物效应所需的参比射线的吸收剂量于该种辐射吸收剂量的比值（产生某效应所需的参比射线的吸收剂量）一（产生相同效应所需的实验射线的吸收剂量）5 .当量剂量：定义：组织或器官的当量剂量是此组织或器官的平均吸收剂量与辐射权重因子的乘积.Ht=EHrRJ/KgSv6 .有效剂
14、量定义：各组织或器官的当量剂量（HT）与相应的组织权重因子（WT）的乘积的总和。He=YJVHtT意义：评价随机效应的危险度，使辐射防护走向定量化。7 .集体剂量意义：表征某一实践对社会的总危害。定义：特定人群所受辐射照射的总剂量集体当量剂量：ST=EHTFNi集体有效剂量，SE EHEK XNi9.待积剂量定义：个人单次摄入的放射性物质在此后特定时间（T）内将要产生的累积剂量。成人T=50年；儿童T=70年待积当量剂量“so-HT（50）=IH（f）dtJrO待积有效剂量f50.0）=fHEsdtIro10.放射性物质在机体内的有效半衰期_TrTbKTr:放射性半衰期Tb:体内代谢的生物半排
15、期辐射防护的基本原则1.辐射防护的任务和目的保e 保护从事放射工作者及其后代和公众乃至全人类的安全 保护环境； 允许那些可能会产生辐射的必要实我以选福人类。国国*防止有害的确定性效应；限制过机性效应的发生率；使达到可以接受的水平C实践(Practice)任何引入新的照射源或照射途径，或扩大受照人员范围、或改变现有的股射途径网络.从:人们j的照射或受到骐射的可熊性或受到骐时的人数增加的人类活动。干预(Intervention)任何旨在减小或避免不属于受控实践的成因事故而失控的源所致的照射或照射可能性的行动。照射(Exposure)受骗的行为或状态。外照射、内骐射正常照射、潜在照射职业照射、医疗照
16、射、公众照射潜在照射:涂了在源或设施的正常运行条件下产生的正常(实在)照射外,还包括可以预计其出现但不畿肯定其一定发生的一类圈在照射(potentialexposure).潜在照射可能由辐射源的事故或者由具有偶然性质的事件或事件并列(含设备故障和操作失误)所弓【起。2.辐射防护体系(辐射防护基本原则)辐射事件正当化，防护和安全最优化，限制个人剂量1、辐射实践的正当化,为了防止不必要的照射，在弓I进伴有电离辐射的任何实践之前，都必须经过论证，进行代价-利益分析，判断其所致的电雷辐射危害同社会和个人从中获得的利益相比，是否是可以接受的C只有在确认某实践可以带来净利益时才能导入。/利益：社会得到的总
17、利益，不仅仅是某些团体或个人的好父；/代价：弓I进实践所有消极方面的总和，包括经济上的代价、人体健康和环境的任何损害、社会理上带来一切消极因素；/厉害的权衡过程只有在保证每一个体所受伤害不超过可以接受的水平条件下才是合理的。对于事件中某个特定源的照射，应使防护与安全最优化，使得在考虑经济和社会因素后，个人受照剂量的大小、受照射的人数已经受照射的可能性均保持在可合理达到的尽量低水平。/最优化应以该源所致个人剂量和潜在燎射危险分别然于剂量约束和潜在照射危险约束的前提下；/在可选方案中，考虑政治、经济粕社会因素后，个人剂量的大小、受照的人数以及发生照射的可能性均应保持在可合理达到的尽可能低的水;/I
18、CRP推荐使用代价-利益分析方法来确定辐射防护的最优化C剂量限制包含：剂量限制和潜在照射危险限制；剂量约束和潜在照射危险约束C/剂量限制：应对个人受到的正常照射加以限制，以保证由来自各项获准实践的综合照射所致的个人总有效剂量和有关翳官或组织的急当量剂量不超过标准中规定的相应剂量限值；/应对个人所受的潜在危险加以限制，使来自获准实践的所有潜在照射所致的个人危险与正常照射剂量限值所相应的健康危险处于同一数量破水平；3.例题P求INg碘的放射性活度？假设源为点源，求5。Crn处,的Y光子的卷子注.量率和能运量率。I半衰期：- 8.020天2、查询1弓1的Y射线分支比3能量(keV)80.152284
19、.305364.489636.989722.911分支比()2.626.1181.77T7177.、0.693Na8.020243600A0=诉XZ和E4R22IO53.71010r121.25IO6eV3,一1.60210-wCX2.6610kg43.1415926(100w)*&33.85e1.85106C(=0.007-r1=7w-5-1)4.内外照射的不同点照射辐射源类型能常见致电离粒子照射特点内照射开放源电离、化学毒性、B持续外照射密封源电离高能B、y、x、n间断5.外照射防护原则(1)时间防护(Time)累积剂量与受照时间成正比措施：充分准备，减少受照时间(2)距离防护(DiSta
20、nCe)剂量率与距离的平方成反比措施：远距离操作任何源不能直接用手操作；注意P射线防护(3)屏蔽防护(ShiHding)设置屏蔽体屏蔽材料和厚度的选择：辐射源的类型、射线能量、活度等6.屏蔽材料选择的一般原则电离.激发一般低Z材料B电离、激发、物致辐射低Z材料+高Z材铝、有机玻璃、混凝土、铅YX光电、康普顿、电子对高Z材料、铅、铁、铛混凝土、中子弹性、非弹性、吸收含H低Z材料、含碱材料水、石蜡、含通聚乙烯7.窄束：不包含散射成分的射线束弹能Y射线在物质中的减弱规律8 .9 .例题将Co-60所产生的剂量减弱2000倍，所需铅防护层厚度是多少？解：已知K=2X1O3,查表得Co-60的42=1.
21、2cm则：n=(Iog2103)log2=11R=n2=111.2=13.2cm要建筑一个Co-60辐照室，源活度为3754居里，墙外容许照射率为0.25mRh,若用暹射 建筑，需要屏蔽墙的厚度是多少？解：A=3754Ci,=1.32 Rm2hCi PMmoR=3m,X=0.25mRh J无屏蔽时，墙外的照射量率为减弱倍数为K=XOX=(5.05 X IO5)/0.25=2.02 IO6查表：COeO平均能量为L25MeV,需要混凝土的厚度约为145Cm10.中子源按产生中子的方式分为放射性核素中子源加速器中子源虽然不直接反应堆中子源产生中子，但当中子与靶、屏蔽加速器中子源物及其它物体作用时，
22、也会产生等离子体中子源俘获Y射线中子产额，每3.7X101OBq活度中子源每秒产生的中子数。中子能谱:某一中子源发射各种能量中子的集合。11.放射性核素中子源优点：与反应堆和加速器巾子源相比，它的价格便宜，易于制备和转移操作；放射性核素申子源发生的子基本上是各向同性的；源的尺寸比较小，通常可视为点源；缺点：巾子产额比较低，且随时间不断的减弱；在制备不当或使用不当时，可能导致放射性物质泄漏，内照射防护1 .放射性物质进入体内的途径经口，消化道的摄入(ingestion)经呼吸道的吸入(inhalation)经皮肤，伤口的进入(injection)2 .对开放源的防护基本防护用品：工作服，帽子，靴
23、鞋，手套，口罩，防护眼镜遵守规章制度，严禁在放射性工作场所吸烟，饮水,进食，化妆等。安全操作：必须在通风柜或操作箱操作在铺有瓷砖，塑料，不锈钢，橡皮等材料的工作台面或搪瓷盘内进行使用移液器具，严禁用嘴操作使用适当屏蔽及远程操作器材污染区与非污染区的区分事故后及时除污和翻等效年用量:各种放射性核素年用量分别乘以核素的毒性组别系数其积之和。毒性组别系数:极毒组：10；高度组：1；i中毒组：0.1;低毒组：0.014 .摄入量和吸收量摄入量(intake)通过吸入、食入、完好皮肤或皮肤伤口进入体内的放射性核素的量称为摄入量。吸收量(UPtake)指吸收到液体(主要指血液)中去的放射线核素的量，即从摄
24、入部位转移到身体器官或组织的量。5 .代谢模型参考人定义：具有ICRP关于参考人工作小组的报告（ICRp23）中所规定的解剖学特征和生理学特征的人A源器官S簿组织）含有大量放射性核素的组织或器官。A靶器官T（靶组织）吸收辐射能量的组织或器宜。6 .影响室内氢浓度的因素建筑材料，建房施工质量，装修材料，室内通风，季节与温度7 .放射事故定义：辐射源失控引起的放射性物质丢失，人员受到超剂量照射，放射污染等异常事件8 .放射事故管理的目的：杜绝和减少放射事故的发生，对已发生的放射事故，采取积极、有效、合理的处理措施，把放射事故造成的损失和影响控制到最低限度。9 .放射性事故分类一类：人员受到超剂量照
25、射事故二类：放射性物质污染事故三类：丢失放射性物质事故10 .国际上的事故调查级别根据放射事故造成后果的严重程度和重要性分为四级调查水平：一级：有限的复杂程度，有限数量的职业受照，不含高危放射性和公众受照。二级：更加复杂，伴有大数量职业受照，但不具高危险性的实践。三级：狂杂，或有公众受到（确实或可能）较严重的照射或含有潜在或临床的高危险性的实践。四级：高度复杂，辐照广泛后果严重。受到国内外传媒关注，包括公众死亡和放射性污染物在环境中广泛扩散等。习题一、名词解释L平均电离能:2.粒子注量3.能注量率4.比释动能5.吸收剂量6.辐射量论述题1.试论述影响辐射损伤的生物因素。2 .论述在电子准平衡状
26、态下，物质吸收剂量与比释动能之间的关系。3 .论述辐射防护中最优化原则及其常用的评价方法。计算题1活度为15000Bq的Csl37源，求Y射线在空气中50cm的照射量率。Csl37的衰变纲图：利用照射量率常数求解。66IkeV在空气中的质量能量吸收系数为7.8010-3m2.Kg,利用物理公式推导。求解丫射线空气吸收剂量。2 .求解100gRa-226源产生的Y射线在距离源40cm处产生的照射量率和空气吸收剂量率。假设人体的吸收器官为眼球（近似于人体的软组织），求解眼球的吸收剂量率和当量剂量。【多能量源】如果需要设置Pb屏蔽，要求眼球的当量剂量达到国家限值，求解设置Pb的厚度3 .如图所示，其中放射性物质Na-24位于回形管中，其20Bqcm.正方形的边长为100enU求：位于正方形中心的照射量率和空气吸收剂量率。求：每年工作人员可以在此点呆多长时间。（假设人体的照射为均匀照射）假设Ra污染的土壤中的Ra含量为lgkg.土壤的组成与混泥土相同。求解在一个无限大的地表，污染深度为20cm,求解在Im高处照射量率和空气吸收剂量。
