第一章辐射防护量与单位课件.ppt

1、1一、一、吸收剂量吸收剂量1.随机量与非随机量随机量与非随机量2.授予能授予能3.吸收剂量吸收剂量4.吸收剂量率吸收剂量率第四节 辐射剂量学中使用的量和单位21. 随机量随机量（1）客观事物中许多现象的发生是）客观事物中许多现象的发生是服从统计规律服从统计规律的。实的。实验证明，致电离粒子与物质的原子核或核外电子发生验证明，致电离粒子与物质的原子核或核外电子发生的相互作用是单个的、不连续的、随机的。的相互作用是单个的、不连续的、随机的。它的值是它的值是随机出现的，因此是不可预见的随机出现的，因此是不可预见的。为了观察它们的统。为了观察它们的统计规律，必须进行大量的观察分析。然后，计规律，必须进

2、行大量的观察分析。然后，任何特定任何特定值的出现概率可以由概率分布来确定。值的出现概率可以由概率分布来确定。（2）它仅是针对有限（即非无限小）的区域范围定义的。）它仅是针对有限（即非无限小）的区域范围定义的。它的值随空间和时间的变化是不连续的它的值随空间和时间的变化是不连续的，因而谈论其，因而谈论其（空间）梯度或（时间）变化率是毫无意义的。（空间）梯度或（时间）变化率是毫无意义的。一、一、 吸收剂量吸收剂量第四节 辐射剂量学中使用的量和单位3（3）原则上，它的值全部能够测得，测值误差可以任意地小原则上，它的值全部能够测得，测值误差可以任意地小。（4）一个随机量的数学期望值一个随机量的数学期望值

3、为其测量值为其测量值N的平均的平均值值当观察次数当观察次数n趋于趋于时。即：当时。即：当n时，时，。eNNeNN 这里所指的随机量，是描述致电离粒子与物质这里所指的随机量，是描述致电离粒子与物质相互作用时所发生的相互作用时所发生的随机过程的物理量随机过程的物理量。观察象细。观察象细胞核那样线度的空间内（几微米或更小）的能量沉胞核那样线度的空间内（几微米或更小）的能量沉积事件时，发现积事件时，发现致电离粒子击中这个小体积内的物致电离粒子击中这个小体积内的物质是随机的，在其中能量沉积的数值是服从统计涨质是随机的，在其中能量沉积的数值是服从统计涨落的落的，因此描述这种能量沉积的量是随机量。，因此描述

4、这种能量沉积的量是随机量。第四节 辐射剂量学中使用的量和单位4（1）非随机量并不服从统计分布非随机量并不服从统计分布，对于给定的条件，对于给定的条件，原则上可以算出它的值。原则上可以算出它的值。（2）一般来说，它是一个对无限小体积定义的）一般来说，它是一个对无限小体积定义的“点点函数函数”；因此，；因此，它是一个空间和时间上连续的可微它是一个空间和时间上连续的可微分函数分函数，故我们可以论及它的空间梯度和时间变化，故我们可以论及它的空间梯度和时间变化率。率。（3）它的值等于相关的随机量的期望值它的值等于相关的随机量的期望值或以这个期或以这个期望值为依据望值为依据如果存在一个相关的随机量的话。也

5、如果存在一个相关的随机量的话。也就是说，可以用相应的随机量的平均观察值进行估就是说，可以用相应的随机量的平均观察值进行估算算虽然，一般说来，虽然，一般说来，非随机量毋须与随机量关联起非随机量毋须与随机量关联起来来，但是，在电离辐射情况下，他们确实是有联系的。，但是，在电离辐射情况下，他们确实是有联系的。吸收剂量、粒子注量等物理量是非随机量。吸收剂量、粒子注量等物理量是非随机量。第四节 辐射剂量学中使用的量和单位5Qexin单位：单位：J式中，式中，exinQQ进入该体积的所有带电和不带电粒子能量进入该体积的所有带电和不带电粒子能量（不包括静止能量）的总和；（不包括静止能量）的总和；离开该体积的

6、所有带电和不带电粒子能量离开该体积的所有带电和不带电粒子能量（不包括静止能量）的总和；（不包括静止能量）的总和；第四节 辐射剂量学中使用的量和单位6授予能授予能是电离辐射以电离、激发的方式授是电离辐射以电离、激发的方式授予某一体积中物质的能量。由于辐射源发射的予某一体积中物质的能量。由于辐射源发射的电离粒子以及它们与物质的相互作用都是随机电离粒子以及它们与物质的相互作用都是随机的，在某一体积内发生的每一过程，无论其发的，在某一体积内发生的每一过程，无论其发生的时间、位置，还是能量传递的多小，都具生的时间、位置，还是能量传递的多小，都具有统计涨落的性质。因此，授予能是一个随机有统计涨落的性质。因

7、此，授予能是一个随机量。量。0)(df平均授予能：平均授予能：授予能授予能的数学期望值，即平均授予能的数学期望值，即平均授予能是非随机量。是非随机量。第四节 辐射剂量学中使用的量和单位7电离辐射授与某一体积元中物质的平均能电离辐射授与某一体积元中物质的平均能量除以该体积元中物质的质量的商。量除以该体积元中物质的质量的商。定义：定义：dmdD单位：戈瑞单位：戈瑞Gy，1Gy1J/kg历史上曾使用过的单位拉德历史上曾使用过的单位拉德1Gy100rad吸收剂量吸收剂量D便是授予某一点处的单位质量的物质便是授予某一点处的单位质量的物质的能量的期望值。的能量的期望值。第四节 辐射剂量学中使用的量和单位8

8、 对所有射线适用对所有射线适用；适用于所有介质适用于所有介质；针对针对“点点”的概念的概念。 所以在给出所以在给出数值时，必须同时指出与数值时，必须同时指出与该该相联系的物质和在该物质的部位。相联系的物质和在该物质的部位。94.吸收剂量率吸收剂量率SI单位：戈瑞单位：戈瑞/秒，秒，Gy/s某一时间间隔内吸收剂量的某一时间间隔内吸收剂量的增量除以该时间间隔的商。增量除以该时间间隔的商。定义：定义：10为了辐射防护目的，而且我们平时为了辐射防护目的，而且我们平时所研究的器官或组织并不是一个无限小所研究的器官或组织并不是一个无限小体积的介质，都具有一定的体积和质量，体积的介质，都具有一定的体积和质量

9、，因此，定义一个器官或组织的平均吸收因此，定义一个器官或组织的平均吸收剂量。也就是说，在辐射防护中感兴趣剂量。也就是说，在辐射防护中感兴趣的是某一器官或组织的吸收剂量的平均的是某一器官或组织的吸收剂量的平均值，而不是某一点上的剂量。值，而不是某一点上的剂量。是很有用是很有用的量，的量，的定义为的定义为TDTDTD第四节 辐射剂量学中使用的量和单位11 T T是授予某一器官或组织的总能量；是授予某一器官或组织的总能量； m mT T 是该器官或组织的质量。是该器官或组织的质量。例如器官的范围可以不到例如器官的范围可以不到1010g g（卵巢）到大于卵巢）到大于7070kgkg（全身）。全身）。D

10、TT/mTDT的单位与的单位与D相同。相同。 DT是很有用的量，是很有用的量，DT的定义为的定义为式中：式中： 12式中：式中： WR辐射权重因子；辐射权重因子；DT,R器官、组织的平均剂量器官、组织的平均剂量RTRRTDwH,器官或组织器官或组织T中的平均吸收剂量中的平均吸收剂量DT,R与辐射权重因子与辐射权重因子WR的乘积的乘积1.1.当量剂量当量剂量H HT,RT,R(equivalentdose)（3-58）13RRTRTDwH,如果辐射场由如果辐射场由具有不同具有不同WR值的值的不同类型和（或）不同能量的辐射所不同类型和（或）不同能量的辐射所构成时，则当量剂量构成时，则当量剂量HT为

11、为14在辐射防护中，关注的不是某一点的剂量，而是其在辐射防护中，关注的不是某一点的剂量，而是其一组织或器官的吸收剂量的平均值，并按辐射的品质一组织或器官的吸收剂量的平均值，并按辐射的品质（quality）加权。为此目的的权重因子称为辐射权重）加权。为此目的的权重因子称为辐射权重因子。对于特定种类与能量的辐射，其权重因子的数因子。对于特定种类与能量的辐射，其权重因子的数值是根据生物学资料，由值是根据生物学资料，由ICRP选定的，代表这种辐射选定的，代表这种辐射在小剂量时诱发随机性效应的相对生物效应（在小剂量时诱发随机性效应的相对生物效应（relativebiologicaleffectivene

12、ss，RBE）的数值。）的数值。一种辐射对于另一种辐射的相对生物效应，是产一种辐射对于另一种辐射的相对生物效应，是产生同样程度的某一规定的生物学终点所需要的这两种生同样程度的某一规定的生物学终点所需要的这两种辐射的吸收剂量的反比。辐射的吸收剂量的反比。15数值上数值上：依据辐射在低剂量率时诱发随机效依据辐射在低剂量率时诱发随机效应的相对生物效应值选取的。应的相对生物效应值选取的。性质性质：表征射线种类，能量与生物效应关系表征射线种类，能量与生物效应关系为辐射防护目的，对吸收剂量乘以的因数，为辐射防护目的，对吸收剂量乘以的因数，用以考虑不同类型的辐射对健康的相对危害用以考虑不同类型的辐射对健康的

13、相对危害效应。效应。16辐射类型辐射类型能量范围能量范围WR光子光子电子和介子电子和介子中子中子质子（反冲质子除外）质子（反冲质子除外）粒子，裂变碎片，重核粒子，裂变碎片，重核所有能量所有能量所有能量所有能量10keV10-100keV100keV-2MeV2-20MeV20MeV能量能量2MeV115102010552017182. 2. 有效剂量有效剂量E ETTTHwE式中式中：WT组织组织T的权重因子；的权重因子；HT器官或组织的当量剂量器官或组织的当量剂量随机性效应的概率与当量剂量的关系还与受到辐射照射的组织随机性效应的概率与当量剂量的关系还与受到辐射照射的组织或器官有关。因此，从辐

14、射防护的目的出发，需要再规定一个或器官有关。因此，从辐射防护的目的出发，需要再规定一个由当量剂量导出的量，以表示整个机体所受到的危害大小。由当量剂量导出的量，以表示整个机体所受到的危害大小。当所考虑的效应是随机效应时，在全身受到不当所考虑的效应是随机效应时，在全身受到不均匀照射的情况下，人体所有组织或器官的加均匀照射的情况下，人体所有组织或器官的加权后的当量剂量之和。权后的当量剂量之和。(effectivedose)（3-60）19RTRRTTTTTDwwHwE, 有效剂量表示了在非均匀照射下随机性效应有效剂量表示了在非均匀照射下随机性效应发生率与均匀照射下发生率相同时所对应的全身发生率与均匀

15、照射下发生率相同时所对应的全身均匀照射的当量剂量。均匀照射的当量剂量。有效剂量也可表示为身体各器官或组织的双有效剂量也可表示为身体各器官或组织的双叠加权的吸收剂量之和：叠加权的吸收剂量之和：意义：评价随机效应的危险度，使辐射意义：评价随机效应的危险度，使辐射防护走向定量化。防护走向定量化。（3-61）20定义：定义： WT代表组织代表组织T接受的照射所导致的随机接受的照射所导致的随机效应的危险系数与全身受到均匀照射时效应的危险系数与全身受到均匀照射时的总危险系数的比值。的总危险系数的比值。为辐射防护的目的，器官和组织的当量剂量所为辐射防护的目的，器官和组织的当量剂量所乘的因数，乘以该因数是为了

16、考虑不同器官和乘的因数，乘以该因数是为了考虑不同器官和组织对发生辐射随机性效应的不同敏感性。组织对发生辐射随机性效应的不同敏感性。21T器官或组织接受器官或组织接受1Sv照射时危险度照射时危险度全身接受全身接受1Sv均匀照射时总危险度均匀照射时总危险度WT 1TTW表征组织或器官的辐射敏感性。表征组织或器官的辐射敏感性。反应了在全身均匀受照下各该组织或器反应了在全身均匀受照下各该组织或器官对总危害的相对贡献。官对总危害的相对贡献。22ICRP2007年公布的新建议书中，对组织权重因子年公布的新建议书中，对组织权重因子又有所更改，为便于参考，在表又有所更改，为便于参考，在表3-8中列出。中列出。

17、组组织织WTWT骨髓、结肠、肺、胃、乳腺、其余组织骨髓、结肠、肺、胃、乳腺、其余组织0.120.72性腺性腺0.080.08膀胱、食道、肝、甲状腺膀胱、食道、肝、甲状腺0.040.16骨表面、脑、唾腺、皮肤骨表面、脑、唾腺、皮肤0.010.04表表3-8ICRP2007年建议书年建议书推荐的组织权重因子推荐的组织权重因子23组织或器官组织或器官组织权重因子组织权重因子WT睾丸睾丸红骨髓红骨髓结肠结肠1）肺肺胃胃膀胱膀胱乳腺乳腺肝肝食道食道甲状腺甲状腺皮肤皮肤骨表面骨表面其余组织或器官其余组织或器官2）0.200.120.120.120.120.050.050.050.050.050.010.0

18、10.051）肠的权重因子适用于在大肠上部和下部肠壁中当量剂量的质量平均。）肠的权重因子适用于在大肠上部和下部肠壁中当量剂量的质量平均。2）为进行计算用，表中其余组织或器官包括肾上腺、脑、外胸区域、小肠、肾、肌）为进行计算用，表中其余组织或器官包括肾上腺、脑、外胸区域、小肠、肾、肌肉、胰、脾、胸腺和子宫。在上述其余组织或器官中有一单个组织或器官受到超过肉、胰、脾、胸腺和子宫。在上述其余组织或器官中有一单个组织或器官受到超过12个规定了权重因子的器官的最高当量剂量的例外情况下，该组织或器官应取权重因子个规定了权重因子的器官的最高当量剂量的例外情况下，该组织或器官应取权重因子0.025，而余下的上

19、列其余组织或器官所受的平均当量剂量亦应取权重因子，而余下的上列其余组织或器官所受的平均当量剂量亦应取权重因子0.025。24l当量剂量当量剂量 针对某个器官或组织，是平均值；针对某个器官或组织，是平均值；l有效剂量有效剂量 针对全身而言，取平均值。针对全身而言，取平均值。l辐射权重因子辐射权重因子 描述了辐射类型、能量的不同描述了辐射类型、能量的不同对生物效应的影响；对生物效应的影响；l组织权重因子组织权重因子 则描述了不同器官、组织对则描述了不同器官、组织对全身总危害的贡献。全身总危害的贡献。25在辐射防护领域内，当量剂量和有效剂量在辐射防护领域内，当量剂量和有效剂量是评价在远低于确定性效应

20、阈值的吸收剂量下，是评价在远低于确定性效应阈值的吸收剂量下，发生随机性效应概率的依据发生随机性效应概率的依据。辐射权重因子和。辐射权重因子和组织权重因子的数值，是组织权重因子的数值，是ICRP委员会根据放委员会根据放射生物学知识推荐的，随着放射时要再生物学射生物学知识推荐的，随着放射时要再生物学的发展，这些数值在不断变动。的发展，这些数值在不断变动。表表3-5是是ICRP60号报告书推荐的，也是号报告书推荐的，也是GB18871-2002所规定的内容。所规定的内容。263.待积当量剂量待积当量剂量（committedequivalentdose）ottTTdttHH0)()(人体单次摄入放射性

21、物质后，某一器官或人体单次摄入放射性物质后，某一器官或组织在组织在50年内将要受到的累积的剂量当量。年内将要受到的累积的剂量当量。式中：式中：t0是摄入放射性物质的起始时刻；是摄入放射性物质的起始时刻；是在是在t时刻器官或组织受到的当量剂量率；时刻器官或组织受到的当量剂量率；是摄入放射性物质之后经过的时间。当没是摄入放射性物质之后经过的时间。当没有给出积分的时间期限时，成年人有给出积分的时间期限时，成年人50年；儿童年；儿童70年年)(tHt（3-63）274.待积有效剂量待积有效剂量（committedeffectivedose）式中：式中：HT（）是积分到时间器官或组织是积分到时间器官或组

22、织T的待的待积当量剂量；积当量剂量；WT是器官或组织是器官或组织T的组织权重因子。的组织权重因子。TTTHwE)()(受到辐射危害的各器官或组织的待积当量剂量受到辐射危害的各器官或组织的待积当量剂量HT（）经经WT加权处理后的总和称为待积有效加权处理后的总和称为待积有效剂量剂量E（），），即即待积有效剂量可用来预计个人因摄入放射性核待积有效剂量可用来预计个人因摄入放射性核素后将发生随机性效应的平均几率。素后将发生随机性效应的平均几率。HT（）与与E（）的单位、名称与符号都和的单位、名称与符号都和H、E相相同。同。（3-64）28二、与群体相关的辐射量二、与群体相关的辐射量iiiTTNHS,单位

23、：人单位：人 希希1.集体当量剂量集体当量剂量ST表示一组人某指定的器官或组织的当量剂量的总和。表示一组人某指定的器官或组织的当量剂量的总和。(collective equivalent dose) 一次大的放射性实践或放射性事故，会涉一次大的放射性实践或放射性事故，会涉及许多人。因此，采用集体剂量来定量地表示及许多人。因此，采用集体剂量来定量地表示这一次放射性实践或事故对该群总的危害。这一次放射性实践或事故对该群总的危害。式中：式中：是所考虑的群体中，第是所考虑的群体中，第i组的人群中每个人组的人群中每个人的的T器官或组织平均所受到的当量剂量；器官或组织平均所受到的当量剂量；Ni是第是第i人

24、群组的人数。人群组的人数。jTH.（3-65）29(collectiveeffectivedose)受照群体每个成员的有效剂量的总和。受照群体每个成员的有效剂量的总和。iiiNES注意：时间、人群注意：时间、人群单位：人单位：人 希希式中：式中：是第是第I组人群接受的平均有效剂量。组人群接受的平均有效剂量。iE2.集体有效剂量集体有效剂量SK（3-66）30剂量负担为一计算中有用的量，它可对一关剂量负担为一计算中有用的量，它可对一关键组或全世界人口作估算。键组或全世界人口作估算。对于某种给定的实践，由其产生的人均剂量率对于某种给定的实践，由其产生的人均剂量率（或或）对无限远时间的积分定义为该实

25、践）对无限远时间的积分定义为该实践造成的剂量负担（造成的剂量负担（dosecommitment，HC，T或或EC），），即：即：THEdttEEC)(0dttHHTTC0,)(或或（3-68）（3-67）31剂量负担对于辐射防护基本原则中的正当剂量负担对于辐射防护基本原则中的正当化或最优化并不是一个直接有用的量，只有在化或最优化并不是一个直接有用的量，只有在某种实践以同样的速率无限延续下去，同时其某种实践以同样的速率无限延续下去，同时其他有关因素假定保持恒定的前提下，按单位实他有关因素假定保持恒定的前提下，按单位实践（例如：践（例如：1年）计算，年）计算，这个特定人群将来最这个特定人群将来最大

26、的人均年剂量率在数值上等于单位实践所造大的人均年剂量率在数值上等于单位实践所造成的剂量负担，而与人群大小的改变无关成的剂量负担，而与人群大小的改变无关。这。这提供了估计连续性实践所产生的最大的未来人提供了估计连续性实践所产生的最大的未来人均年剂量的一种简单方法。均年剂量的一种简单方法。32例如有甲、乙例如有甲、乙2人人,甲的骨表面接受甲的骨表面接受0.3Sv的当量剂量的当量剂量照射照射；而乙的骨表面接受；而乙的骨表面接受0.2Sv的当量剂量照射，同的当量剂量照射，同时肝脏又受到时肝脏又受到0.1Sv的照射，问哪个人危险更大些？的照射，问哪个人危险更大些？答：答：根据表根据表6.3给出的给出的W

27、T值按公式值按公式6.14计算如下：计算如下：E甲甲=0.010.3=0.003Sv(骨表面骨表面WT=0.01)甲相当于全身均匀照射甲相当于全身均匀照射0.003Sv的危险性。的危险性。E乙乙=0.010.2+0.050.1=0.007Sv(肝脏肝脏WT=0.05)乙相当于全身均匀照射乙相当于全身均匀照射0.007Sv的危险性。显然的危险性。显然乙受到辐射的危害大于甲。乙受到辐射的危害大于甲。33外照射监测中使用的剂量当量外照射监测中使用的剂量当量在外照射情况下，身体各部分的剂量当量是不在外照射情况下，身体各部分的剂量当量是不均匀的，而且均匀的，而且直接测量身体中的当量剂量也是不可直接测量身

28、体中的当量剂量也是不可能的能的。在外照射情况下，为了将个人监测和环境监。在外照射情况下，为了将个人监测和环境监测中得到的结果，与人体的有效剂量及皮肤当量剂测中得到的结果，与人体的有效剂量及皮肤当量剂量联系起来，国际辐射单位与测量委员会（量联系起来，国际辐射单位与测量委员会（ICRU）定义四个运用量是很有用的，即周围剂量当量、定定义四个运用量是很有用的，即周围剂量当量、定向剂量当量、深部个人剂量当量和浅表个人剂量当向剂量当量、深部个人剂量当量和浅表个人剂量当量。这些量都是基于量。这些量都是基于ICRU球中某点处的剂量当量球中某点处的剂量当量概念而不是以当量剂量的概念为依据。辐射在器官概念而不是以

29、当量剂量的概念为依据。辐射在器官或组织中的当量剂量定义为或组织中的当量剂量定义为 用于环境和个人监测的用于环境和个人监测的ICRU量量第节 外照射监测中使用的剂量当量34式中，式中，W WR R 辐射权重因子，是与辐射品质相辐射权重因子，是与辐射品质相对应的加权因子，无量纲对应的加权因子，无量纲。RTRRTDwH,RRTRTDwH,35剂量当量（剂量当量（doseequivalent,H）定义为：组织中某点处的剂量当量定义为：组织中某点处的剂量当量H是是D、Q和和N的乘积，即：的乘积，即：HDQN（3-69）式中，式中，D为该点处的吸收剂量；为该点处的吸收剂量；Q为辐射的品质因子；为辐射的品质

30、因子；N为其他修正因子的乘积。为其他修正因子的乘积。第节 外照射监测中使用的剂量当量36水中的非定限传能线密度水中的非定限传能线密度L（keVm-1） Q（L）1101010010010.32L2.2300/L第节 外照射监测中使用的剂量当量37辐射品质因子辐射品质因子Q的值按照辐射在水中的传能线密度的值按照辐射在水中的传能线密度（linearenergytransfer,LET）确定。）确定。照射类型照射类型射射线线种种类类品质因子品质因子外照射外照射X、电子、电子热中子及能量小于热中子及能量小于0.005兆电子伏的中能中子兆电子伏的中能中子中能中子（中能中子（0.02兆电子伏）兆电子伏）中

31、能中子（中能中子（0.1兆电子伏）兆电子伏）快中子（快中子（0.5-10兆电子伏）兆电子伏）重反冲核重反冲核13581020内照射内照射、e、X裂变过程中的碎片、裂变过程中的碎片、发射过程中的反冲核发射过程中的反冲核11020（3-6）品质因子与照射类型、射线种类的关系品质因子与照射类型、射线种类的关系第节 外照射监测中使用的剂量当量38ICRU球球 由于外照射防护最关心的身体部位是人体的躯由于外照射防护最关心的身体部位是人体的躯干部，因此，国际辐射单位和测量委员会（干部，因此，国际辐射单位和测量委员会（ICRU）建议用直径为建议用直径为30cm的组织等效球作为人体躯干的模的组织等效球作为人体

32、躯干的模型，用以足够准确地估计人体躯干中的最大剂量，型，用以足够准确地估计人体躯干中的最大剂量，即采用这样一个人体躯干模型，就可以在辐射场中，即采用这样一个人体躯干模型，就可以在辐射场中，通过测定此模型中不同部位的剂量，比较准确地估通过测定此模型中不同部位的剂量，比较准确地估算人体躯干所受到的剂量。算人体躯干所受到的剂量。ICRU认为这是一种恰当认为这是一种恰当的表征辐射场的方法。的表征辐射场的方法。是一个组织等效球形体模，球的直径为是一个组织等效球形体模，球的直径为30cm，密度密度1g/cm3，材料的质量成分为氧材料的质量成分为氧76.2%、碳、碳11.1%、氢氢10.1%、氮、氮2.6%

33、。称称ICRU球。球。所以所以ICRU球可用球可用来模拟人体对辐射量最敏感的来模拟人体对辐射量最敏感的躯干部的受照情况躯干部的受照情况，被规定为确定外部辐射源产生剂量的受体。被规定为确定外部辐射源产生剂量的受体。第节 外照射监测中使用的剂量当量39剂量当量（剂量当量（doseequivalent,H）定义为：组织中某点处的剂量当量定义为：组织中某点处的剂量当量H是是D、Q和和N的乘积，即：的乘积，即：HDQN式中，式中，D为该点处的吸收剂量；为该点处的吸收剂量；Q为辐射的品质因子；为辐射的品质因子；N为其他修正因子的乘积。为其他修正因子的乘积。40水中的非定限传能线密度水中的非定限传能线密度L

34、（keVm-1） Q（L）1101010010010.32L2.2300/L41辐射品质因子辐射品质因子Q的值按照辐射在水中的传能线密度的值按照辐射在水中的传能线密度（linearenergytransfer,LET）确定。）确定。照射类型照射类型射射线线种种类类品质因子品质因子外照射外照射X、电子、电子热中子及能量小于热中子及能量小于0.005兆电子伏的中能中子兆电子伏的中能中子中能中子（中能中子（0.02兆电子伏）兆电子伏）中能中子（中能中子（0.1兆电子伏）兆电子伏）快中子（快中子（0.5-10兆电子伏）兆电子伏）重反冲核重反冲核13581020内照射内照射、e、X裂变过程中的碎片、裂变

35、过程中的碎片、发射过程中的反冲核发射过程中的反冲核11020（3-6）品质因子与照射类型、射线种类的关系品质因子与照射类型、射线种类的关系第节 外照射监测中使用的剂量当量42 为了环境和场所监测的目的，引入为了环境和场所监测的目的，引入二个概念把外部辐射场与有效剂量和皮二个概念把外部辐射场与有效剂量和皮肤当量剂量联系起来。第一个概念是适肤当量剂量联系起来。第一个概念是适用于强贯穿辐射的周围剂量当量；第二用于强贯穿辐射的周围剂量当量；第二个概念是适用于弱贯穿辐射的定向剂量个概念是适用于弱贯穿辐射的定向剂量当量。当量。这些用于监测的剂量当量均属于这些用于监测的剂量当量均属于实用量，它们具有可测性。

36、实用量，它们具有可测性。 43强贯穿辐射强贯穿辐射(strongly penetrating radiation)在均匀单向辐射场中，对某一给定的人体取向，在均匀单向辐射场中，对某一给定的人体取向，如皮肤敏感层的任何小块区域内所接受的当量如皮肤敏感层的任何小块区域内所接受的当量剂量与有效剂量的比值剂量与有效剂量的比值小小于于10，则此种辐射称，则此种辐射称为强贯穿辐射。为强贯穿辐射。弱贯穿辐射弱贯穿辐射(weakly penetrating radiation)在均匀单向辐射场中，对某一给定的人体取向，在均匀单向辐射场中，对某一给定的人体取向，如皮肤敏感层的任何小块区域内所接受的当量如皮肤敏感

37、层的任何小块区域内所接受的当量剂量与有效剂量的比值剂量与有效剂量的比值大大于于10，则此种辐射称，则此种辐射称为弱贯穿辐射。为弱贯穿辐射。44一、一、环境监测环境监测1.周围剂量当量周围剂量当量H*(d)是用来表征强贯穿辐射的实用量，也是用是用来表征强贯穿辐射的实用量，也是用于估计有效剂量于估计有效剂量E的量。的量。 辐射场中某点处的周围剂量当量辐射场中某点处的周围剂量当量H*(d)是相是相应的应的齐向扩展场齐向扩展场在在ICRU球体内、球体内、逆向齐向逆向齐向辐射场辐射场方向的那个半径上深度方向的那个半径上深度d处产生的剂处产生的剂量当量。对于强贯穿辐射，量当量。对于强贯穿辐射，ICRU推荐

38、推荐d10mm。所以所以H*(d)可以写成可以写成H*(10)( (ambient dose equivalentambient dose equivalent) )45 实际的辐射场往往是错综复杂的。如果已知实际的辐射场往往是错综复杂的。如果已知辐射场中某参考点的辐射场中某参考点的注量及其能谱和角分布注量及其能谱和角分布（它（它可能与其周围的不同），设想将该点的辐射场参可能与其周围的不同），设想将该点的辐射场参数数扩展扩展到某一感兴趣的区域或体积中，到某一感兴趣的区域或体积中，使该范围使该范围内的辐射场，即在其中的整个有关体积内，内的辐射场，即在其中的整个有关体积内，注量注量及其角分布和能量

39、分布处处与参考点的相同及其角分布和能量分布处处与参考点的相同。这。这个辐射场就称作相应于个辐射场就称作相应于参考点的扩展场参考点的扩展场。如果将。如果将扩展场中辐射粒子的方向加以梳理，使感兴趣区扩展场中辐射粒子的方向加以梳理，使感兴趣区域中的域中的注量是单向注量是单向的。这样经梳理过的扩展场称的。这样经梳理过的扩展场称作参考点的作参考点的齐向扩展场齐向扩展场。扩展场与齐向扩展场扩展场与齐向扩展场46 在环境监测中用周围剂量当量就可用它把外在环境监测中用周围剂量当量就可用它把外部辐射场与处于辐射场中的人体有效剂量联系起部辐射场与处于辐射场中的人体有效剂量联系起来。来。周围剂量当量与参考点的注量及

40、其能谱分布周围剂量当量与参考点的注量及其能谱分布有关，而与注量的角分布无关，这正是有关，而与注量的角分布无关，这正是“周围周围”一词的含义一词的含义。将。将ICRU球放在辐射场中之后，辐射球放在辐射场中之后，辐射场的分布将发生变化。对于强贯穿辐射，场的分布将发生变化。对于强贯穿辐射，ICRU球球的反散射作用对值有一定的影响。在设计测量仪的反散射作用对值有一定的影响。在设计测量仪器时，要考虑到反散射因素。器时，要考虑到反散射因素。一个具有各向同性响应，又按一个具有各向同性响应，又按H*(d)刻度过的刻度过的剂量仪表，可用来测量任何辐射场中的剂量仪表，可用来测量任何辐射场中的H*值，只值，只要该辐

41、射场在仪表尺寸范围内是均匀的。要该辐射场在仪表尺寸范围内是均匀的。47( (directional dose equivalentdirectional dose equivalent）是用来测量弱贯穿辐射的实用量，也是用于估计是用来测量弱贯穿辐射的实用量，也是用于估计皮肤当量剂量的量。根据皮肤当量剂量的量。根据ICRU的报告，的报告，辐射和辐射和能量约低于能量约低于15keV的光子可视为弱贯穿辐射。的光子可视为弱贯穿辐射。 辐射场中某点处的定向剂量当量辐射场中某点处的定向剂量当量H (d,)是相应的是相应的扩展场扩展场在在ICRU球体内、沿指定方向球体内、沿指定方向的半径上深的半径上深度度d

42、处产生的剂量当量。当指定方向处产生的剂量当量。当指定方向与辐射场入与辐射场入射方向的夹角为射方向的夹角为180180度时，可以简单记作度时，可以简单记作H (d)。对于弱贯穿辐射，对于皮肤，对于弱贯穿辐射，对于皮肤，ICRU推荐深度采用推荐深度采用d0.07mm。值取值取0.07mm，这相当于皮肤基底层这相当于皮肤基底层的深度。所以，的深度。所以，H (d,)可以写成可以写成H (0.07,)，对，对于眼晶体，深度采用于眼晶体，深度采用d3mm。2.定向剂量当量定向剂量当量H (d,)48 当弱贯穿辐射当弱贯穿辐射倾斜入射倾斜入射到小块皮肤上时，射到小块皮肤上时，射线在到达皮肤基底层以前在表皮

43、中要经受较大的线在到达皮肤基底层以前在表皮中要经受较大的衰减。因此，弱贯穿辐射在皮肤基底层的衰减。因此，弱贯穿辐射在皮肤基底层的能量沉能量沉积将表现出很强的方向性积将表现出很强的方向性，这与周围剂量当量响，这与周围剂量当量响应与入射角无关的情况形成了对照。应与入射角无关的情况形成了对照。 当人体处于弱贯穿辐射场中时，避免皮肤受过当人体处于弱贯穿辐射场中时，避免皮肤受过量的辐射照射而产生确定性效应，定向剂量当量量的辐射照射而产生确定性效应，定向剂量当量就是用来表征弱贯穿辐射对皮肤照射的一个剂量就是用来表征弱贯穿辐射对皮肤照射的一个剂量学量，也就是一个用于环境监测的剂量当量。学量，也就是一个用于环

44、境监测的剂量当量。该该量的取值与量的取值与ICRUICRU球指定半径相对辐射场的取向有球指定半径相对辐射场的取向有关，这就是定向剂量当量名称的由来。关，这就是定向剂量当量名称的由来。49一个仪器，若能确定由组织等效材一个仪器，若能确定由组织等效材料构成的平板表面之下料构成的平板表面之下d处的剂量当量，处的剂量当量，并且组织等效材料板与指定方向并且组织等效材料板与指定方向垂直垂直在仪器入射窗范围内的辐射场是均匀的，在仪器入射窗范围内的辐射场是均匀的，它就适宜用来测定该点的弱贯穿辐射的它就适宜用来测定该点的弱贯穿辐射的定向剂量当量。定向剂量当量。第节 外照射监测中使用的剂量当量50针对个人剂量监测

45、的目的，引入了个人剂针对个人剂量监测的目的，引入了个人剂量当量（量当量（personaldoseequivalent）的概念）的概念深部个人剂量当量和浅表个人剂量当量统称深部个人剂量当量和浅表个人剂量当量统称个人剂量当量。这是两个用于个人监测的剂量个人剂量当量。这是两个用于个人监测的剂量当量。当量。它们是在人体上预定佩带剂量计的部位它们是在人体上预定佩带剂量计的部位深度深度d处定义的处定义的。二、二、个人监测个人监测511.深部个人剂量当量深部个人剂量当量Hp(d)： 深部个人剂量当量也称作贯穿性个人剂深部个人剂量当量也称作贯穿性个人剂量当量，是人体表面某一指定点下面深量当量，是人体表面某一指

46、定点下面深度度d处按处按ICRU球定义的软组织内的剂量球定义的软组织内的剂量当量，它适用于强贯穿辐射。当量，它适用于强贯穿辐射。推荐的推荐的d值值为为10mm，故故Hp(d)写为写为Hp(10)。(individual dose equivalent, penetrating)522.浅表个人剂量当量浅表个人剂量当量Hs(d)：(individual dose equivalent, superficial) 浅表个人剂量当量，是人体表面某一浅表个人剂量当量，是人体表面某一指定点下面深度指定点下面深度d处按处按ICRU球定义的球定义的软组织内的剂量当量，它适用于弱贯软组织内的剂量当量，它适用于

47、弱贯穿辐射。穿辐射。推荐的推荐的d值为值为0.07mm，故故Hs(d)写为写为Hs(0.07)。53 可以看出，深部个人剂量当量与浅表个可以看出，深部个人剂量当量与浅表个人剂量当量的定义是一样的，仅是深度人剂量当量的定义是一样的，仅是深度d d值取值取得不一样。得不一样。 个人剂量当量是在人体组织中定义的，因个人剂量当量是在人体组织中定义的，因而目前既不能直接测量，也不可能从一种普遍而目前既不能直接测量，也不可能从一种普遍的刻度方法推导出来。的刻度方法推导出来。但是，佩带在身体表面但是，佩带在身体表面的探测器覆盖以适当厚度的组织等效材料，可的探测器覆盖以适当厚度的组织等效材料，可以用于个人剂量

48、当量的测量。以用于个人剂量当量的测量。541.简介简介3.比释动能率比释动能率2.比释动能比释动能7.比释动能与吸收剂量的关系比释动能与吸收剂量的关系第四节 辐射剂量学中使用的量和单位55间接电离间接电离粒子的能粒子的能量沉积过量沉积过程：程：间接带电粒子间接带电粒子带电粒子带电粒子带电粒子带电粒子物质物质（比释动能）（比释动能）（吸收剂量）（吸收剂量）1.简介简介56间接致电离辐射间接致电离辐射：X或射线、光子或中子（即或射线、光子或中子（即非带电粒子），这种光子或中子在少数几次非带电粒子），这种光子或中子在少数几次相对来说较强的相互作用中先把其能量转移相对来说较强的相互作用中先把其能量转移

49、给他们所通过的物质中的带电粒子，然后，给他们所通过的物质中的带电粒子，然后，所产生的快速带电粒子再按上面的方式将能所产生的快速带电粒子再按上面的方式将能量传递给物质。量传递给物质。57可以看出，间接致电离辐射在物质中能量可以看出，间接致电离辐射在物质中能量的沉积是一个两步骤过程，在阐述放射生物物的沉积是一个两步骤过程，在阐述放射生物物理的一些理念时，这个事实的重要性将日趋明理的一些理念时，这个事实的重要性将日趋明显。显。比释动能比释动能K，他描述了间接致电离粒子能他描述了间接致电离粒子能量沉积过程中的第一步，即：能量转移给带电量沉积过程中的第一步，即：能量转移给带电粒子。粒子。582.比释动能

50、（比释动能（Kerma，kineticenergyinmaterial）定义：定义： 间接带电粒子在体积元内产生的所有带电间接带电粒子在体积元内产生的所有带电粒子的初始动能的和除以物质质量的商。粒子的初始动能的和除以物质质量的商。SI单位：戈瑞，单位：戈瑞，GydmdKtr/式中，式中，是不带电粒子在质量是不带电粒子在质量dm的物质中释出的全部带的物质中释出的全部带电粒子的初始动能总和的平均值，它既包括这些带电粒子电粒子的初始动能总和的平均值，它既包括这些带电粒子在韧致辐射过程中放出的能量，也包括在该体积元内发生在韧致辐射过程中放出的能量，也包括在该体积元内发生的次级过程所产生的任何带电粒子的