辐射防护基础知识.

2021年2月18日发(作者：鼻炎怎么治)
辐
射
防
护

7.1
辐射量的定义、单位和标准

描述
X
和
γ
射线的辐 射量分为电离辐射常用辐射量和辐射防护常用辐射量两类。
前者包括照射量、比释动能、吸收剂量等。后 者包括当量剂量、有效剂量等。

所谓

“剂量”是指某一对象接收或“吸收”的辐射的一种度量。

7.1.1
描述电离辐射的常用辐射量和单位

1
、照射量

（
1
）照射量的定义和单位

照射量是用来表征
χ
射线或
γ
射线对空气电离本领大小的物理量。

定义：所谓照射量是指
χ
射线或
γ
射线的光子在单位质量的空气中释放出来的所
有电次级电子（负 电子或正电子）
，当它们被空气完全阻止时，在空气中形成的任何一
种符号的（带正电或负电的 ）离子的总电荷的绝对值。其定义为
dQ
除以
dm
的所得
的商，即：
P
?
dQ
dm

式中
dQ
——当光子产生 的全部电子被阻止于空气中时，在空气中所形成的任何
一种符号的离子总电荷量的绝对值。

dm

——体积球的空气质量

用图表示
1
立方厘 米的干燥空气，其质量为
0.001293
克，这些次级电子是光子从
0.00129 3
克空气中打出来的，它们在
0.001293
克空气中的里面和外面都形成离子，所
有这些离子都计算在内，而在
0.001293
克外产生的次级电子发射形成的离子则 不计算
在内。

照射量（
Ρ
）的
SI
单位为库仑< br>/
千克，用称号
CKg
?
1
表示，沿用的专用单位为伦
琴，用字母
R
表示。
1
伦的照射量相当于在标准的状况下（即
0< br>℃，
1
大气压）
1
立方厘
米的干燥空气产生
1
静电位（或
2.083
×
10
9
对离子）的照射量叫
1< br>伦琴。

1
静电单位
=3.33
×
10
-10
库伦

?

1
cm
干燥空气质量为
0.001293
克< br>=1.293
×
10
-6
千克

3
.
33
?
10
?
10
-4
1
伦
=
=2.58
×
10
库伦
/
千克

?
61
.
293
?
10
3
一个正（负）离子所带的电量为< br>4.8
×
10
-10
静电单位，
1
伦是在干燥空气中 产生
1
静电
单位的电量，所以产生的电子对数为
1/4.8
×
10
-10
=2.083
×
10
9
对离子。照射量只适用 于
χ
、
γ
射线对空气的效应，而只适用于能量大约在几千伏到
3MV
之间。

（
2
）照射量率的定义和单位

dp?
照射量率的定义是单位时间的照射量也就是
dp
除以
dt
所得 的商即：
P
?
dt
照射量率
（

?
1?
1
?
1
?
）
P
的
SI
单位 为库伦
/
千克时，
用符号
CKg
h
或伦
/
时
（
Rh
）
、

1
?
1
RS
伦
/
秒（
）

2
、比释动能

比释动能是指不带电粒子与物质相互作用时在单位质量的物质 中释放出来的所有
带电粒子的初始动能的总和。

?
?
始动能的总和。

dE
t
?

dm

式中
dE
t
?
——不带电粒子在质量
dm
的某一物质内释放出来的全部带电粒子的初
比释动能只适用于
?
、γ
，但适用于各种物质。

单位：焦耳
/
千克（
J·
kg
-1
）其单位“戈瑞”
（
Gy
）
1Gy =1Kg
受照射的物质吸收
1J
的辐射能量即：
1
Gy
?< br>1
J
?
Kg
?
1
。

毫戈瑞
?
mGy
?
、微戈瑞
?
?
Gy
?
，
1
Gy
?
10
3
mGy
?
106
?
Gy

?
2
1
rad
?
10
Gy

沿用 单位拉德
?
rad
?
：
比释动能率
?
?
?
?
的定义和单位


d
?
?
单位时间内的 比释动能
?
?
dt
单位：戈瑞
/
秒
Gy
?
s
?
?
1
?

3
、吸收剂量

（
1
）吸收剂量的定义和单位

吸收剂量是用来表征受照物体吸收电离辐射能量程度的一个物理量。

定义：任何电离 辐射，授予质量为
dm
的质量的平均能量
d
?
除以
dm的所得的商，
即：
D
?
d
?
dm

式 中
?
为平均授予能，或者说：电离辐射传给单位质量的被照射物质的能量叫吸收剂
量， 吸收剂量的大小，一方面取决于电离辐射的能量，另一方面还取决于被照射物质的
种类。它适用于任何电 离辐射和任何被照射的物质。

吸收剂量（
D
）的单位和比释动能相同，SI
单位是焦耳千克
-1
表示，其特定名称为戈瑞
（
Gy
）沿用单位为拉德（
rad
）

1
戈瑞
=1
焦耳
/
千克

1
戈瑞
=100
拉德

（
2
）吸收剂量率的定义和单位


2
?
）表示单位时间内吸收剂量的增量，严格定义为：某一时间间隔
dt
内
吸收剂量率（
D
吸收剂量的增量
dD
除以该时间间隔
dt
所得的商即：< br>
dD/dt
，吸收剂量率的单位：戈瑞
/
时、毫戈瑞
/时（
mGy
/
h
）

4
、照射量、比释动能、吸收剂量的联系和区别

（
1
）照射量和比释动能的关系：

如果忽略次级电子能量转移成热能和辐射能的部分即认为
?
和
?
< br>射线照射空气时，
在单位质量空气中所产生的次级电子能量全部用于使空气分子电离，
则 空气中某点的照
射量
Ρ
和比释动能
Κ
在带电粒子平衡条件下的关系为 ：
Κ
=33.72
Ρ
，
其中
33.72eV
是X
、
r
在空气中的平均电离能。公式中照射量
Ρ
的单位库仑/
千克
的单位为戈瑞（
Gy
）

例：
已知空气 中某点
Χ
射线的照射量
Ρ
1.29
×
10
?
4
C
?
Kg
?
1
，
求空气中该点的比释动能Κ
是多少？

?
C
?
Kg
?
、比释动 能
Κ
?
1
1.29
?
10
?
4
?
19
?
4
?
3
?
33.27
?
1 .6
?
10
?
33.27
?
1.29
?
1 0
?
4.35
?
10
Gy

解：
?
?
?
19
1.6
?
10
（
2
）比释动能 和吸收剂量的关系

比释动能和吸收剂量分别反映物质吸收电离辐射的二个阶段。对于一定质量
dm
的
物质，不带电粒子转移给次级电子的平均能量
d
?
d r
与物质吸收能量
d
动能
Κ
和吸收剂量
D
相等。即 ：

?
相等，则比释
?
?
d
?
tr
dm
?
d
?
dm
?
D

上述成立必须满 足二个条件：首先要求是带电粒子平衡条件下；其次带电粒子产生的辐
射损失可以忽略不计。

（
3
）照射量和吸收剂量的关系：

A
、将空气中某点的照射量换算成该点空气的吸收剂量。

1
）D
空
?
33
.
72
?
空

D
空
——吸收剂量（戈瑞）

P
空
——空气的照射量（库仑
/
千克）

2
）
D
空
?
8
.
69
?
10
?< br>3
?
空

D
空
——空气的吸收剂量（戈瑞）

P
空
——空气的照射量（库仑）

B
、将空气中某点的照射量换算成该点被照射物质的吸收剂量

D
物质
?
fP

D
物质
——受照物质的吸收剂量
Gy

3
?
1
P
——空气的照射量，
C
?
Kg

?
?
f
——转换因子

7.1.2
描述辐射防护的常用辐射量和单位：





照射量、比释动能及吸收剂量之间的关系：

辐射量种类

照射量Ρ

剂量的含义

表征
χ
、
γ
在关心的体积内用于
电离空气的能量

比释动能Κ

表征
χ
、
γ
在所关
心的体积 内交给
带电粒子的能量

不带电粒子

任何物质

Gy
、
rad

吸收剂量
D
表征电离辐射在
所关心的体积内
被物质吸收的能
量

电离辐射

任何物质

Gy
、
rad

适
用
范
围


辐射场

介质

单位

χ
、
γ

空气

C
?
Kg
?
1

换算关系

1
CKg
?
1
?
3
.
877
?
10
3
R

1
Gy
?
10
2
rad

1
Gy
?
10
2
rad

1
、当量剂量和单位

（
1
）当量剂量
H
T
吸收剂量只反映被照射物质吸收了多 少电离辐射的能量，
吸收能量越多产生的生物
效应就厉害。同样的吸收剂量由于射线的种类不同 ，和能量不同，引起的生物效应就不
同，改变这一因素，应该有一个与辐射种类和能量有关的因子对吸收 剂量进行修正。这
个因子叫做辐射权重因子
?
W
R
?
。（用于对不同种类和能量的辐射进行修正）
。
用辐射权重
因子修正吸收剂量叫当量 剂量。

在辐射防护中，我们关心的往往不是受照体某点的吸收剂量，而是某个器官或组
织吸收剂量的平均值。
辐射权重因子正是用来对某组织或器官的平均吸收剂量进行修正
的。用 辐射权重因子修正的平均吸收剂量即为当量剂量。

对于某种辐射
R
在某个组 织或器官
T
中的当量剂量
H
T
,
R
可由下式给出：
H
T
,
R
?
D
T
,
R
?
W
R

式中：
W
R
——辐射
R
的辐射权重因子


D
T
,
R
——辐射
R
在器官或组织
T内产生吸收剂量

如果某一器官或组织受到几种不同种类和能量的辐射的照射，则应分别将 吸收剂
量用不同的
W
R
所对应的辐射种类进行修正，而后相加即可得出总的当 量剂量。

4
对于受到多种辐射的组织或器官其当量剂量应表示为：
H
T
?
?
W
R
?
D
T
,R

R
辐射权重因子的数值的大小是由国际放射防护委员会选定的。其数值的大小 表示
特定种类和能量的辐射在小剂量时诱发生物效应的机率大小。

1
χ
、
γ
射线不论其能量大小其辐射权重因子
W
R
＝（
2
）当量剂量的单位

由于
W
R
是无量纲的 ，当量剂量的
SI
单位为
J
?
1
1
S
?< br>1
J
?
Kg
因此，
V
。

?
Kg
?
1
，专用名称为希沃特（
S
）
，
V
此外还有毫希沃特（
mS
V
）和微希沃特（
μ
S
V
）

1
S
V
?
10
3
mS
V< br>?
10
6
?
S
V

2
、当量剂量率及单位

?
是单位时间内的当量剂量。
SI
单位为希沃特﹒秒
H
T
-1
（
S
V
?S
?
1
）

3
、有效剂量

（
1
）组织权重因子：

辐射防护中通常遇到的情况是小剂量慢性照 射，在这种情况下引起的辐射效应主
要是随机性效应。随机性效应发生机率与受照器官与组织有关，也就 是不同的器官或组
织虽然吸收相同当量剂量的射线，但发生随机性效应的机率可能不一样。为了考虑不同
器官或组织对发生辐射随机性效应的不同敏感性，
引入一个新的权重因子对当量剂量进
行修正，
使其修正后的当量剂量能够正确的反映出受照组织或器官吸收射线后所受的危
险程度。
这个对组织或器官
T
的当量剂量进行修正的因子称为组织权重因子，
用
W
T
表示。
每个
W
T
均小于
1
，对射线 越敏感的组织，
W
T
越大，所有组织的权重因子的总和为
1
。

（
2
）有效剂量及单位：

经过组织权重因子
W
T
加权修正后的当量剂量称为有效剂量，用字母
E
表示。由于
W
T
为无量纲，所以
E
的单位与当量剂量
H
T
单位相同为
J
?
Kg
?
1
，专用单位
S
V

通常在接受
照射中，
会同时涉及几个器官或组织，
所以应该有不同组织或器官的W
T
分别对相应的器
官或组织的剂量当量进行修正，
所以有效剂量
E
是对所有组织或器官加权修正的当量剂
量的总和。用公式表示如下：

E
?
?
W
T
H
T

T
由当量剂量定义可得到：

?
H
T
?
?
W
R
D
TR

R
?
E
?
?
W
T
?
W
R
D
TR

T
R

5
式中：
H
T
——组织或器官
T
所受的当量剂量

W
T
——组织或器官
T
的组织权重因子

W
R
——辐射
R
的辐射权重因子

D
TR
——组织或器官
T
内的平均剂量

E
——有效剂量，单位：
J
?
Kg
?
1
，称为希沃特（S
V
）

4
、国际放射防护委员会
60
号文告出版物的一些新规定

（
1
）

以“确定性效应”取代“非随机性效应”

随机性效应是指发生机率与剂量成正比而严重程度与剂量无关的辐射效应。
一般认
为在辐射防 护感兴趣的低剂量范围内这种效应的发生不存在剂量阈值。

确定性效应：是指通常情况下存在 剂量阈值的一种辐射效应，超过阈值时，剂量愈
高则效应的严重程度愈大。

（
2
）

进一步明确吸收剂量定义：

吸收剂量均 指某一组织或器官的平均吸收剂量（
D
T
）单位
J
专用名称：戈瑞< br>Kg
（
Gy
）对于随机性效应的概率，可以用平均剂量来指示：这主要基于这样 一种关系：
即诱发某一个效应的概率与剂量的关系是线性的，这在有限的范围内是合理的近似。

对确定性效应：剂量与效应的关系不是线性的，所以除非剂量在整个器官或组织内
分布是相当均 匀的，把平均吸收剂量直接用于确定性效应是不贴切的。

（
3
）

新定义的放射防护剂量单位——当量剂量

新：
H
TR
?< br>D
TR
?
W
R

旧：剂量当量
H
?
DQN

D
——吸收剂量

Q
——品质因素

N
——其它修正因素

7.2
剂量测定方法和仪器

7.2.1
辐射监测的内容及分类：

1
、工作场所监测

（
1
）

透照室内辐射场测定

（
2
）

周围环境剂量场分布测定

（
3
）

控制区和监督区剂量场分布测定

控制区是指辐射工作场所划分的一种区域，
在该区域内要求采取专门的防护手段和
安全措施，以便在正常工作条件下能有效控制照射剂量和防止潜在 照射。

监督（管理）区：是指控制区以外通常不需要采取专门防护手段和安全措施，但要不断检查其职业照射条件的区域。

现行标准规定：

X
射线照 相：控制区边界的空气比释动能率
40
?
Gyh
来划分。

?
1

6