内照射剂量的估算及防护课件.ppt
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- 照射 剂量 估算 防护 课件
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1、1内照射剂量的估算内照射剂量的估算及防护及防护主讲:崔主讲:崔 莹莹2第八章第八章 内照射剂量的估算及防护内照射剂量的估算及防护内照射是放射性核素进入体内所产生的照射。当今测内照射是放射性核素进入体内所产生的照射。当今测的结果表明,工作人员已经摄入了过量的放射性物质,的结果表明,工作人员已经摄入了过量的放射性物质,或被牵涉到可能吸入了过量的放射性物质时,应根据或被牵涉到可能吸入了过量的放射性物质时,应根据监测的结果,估算所设计的那些核素在体内的积存量监测的结果,估算所设计的那些核素在体内的积存量和内照射剂量。根据内照射剂量的大小,调整和控制和内照射剂量。根据内照射剂量的大小,调整和控制今后的受
2、照剂量,从而保证工作人员的受照剂量在为今后的受照剂量,从而保证工作人员的受照剂量在为他们所规定的剂量当量限值以下。他们所规定的剂量当量限值以下。3第八章第八章 内照射剂量的估算及防护内照射剂量的估算及防护没有包壳,有可能箱周围环境扩散的放射性物质,称为非密封放射性没有包壳,有可能箱周围环境扩散的放射性物质,称为非密封放射性工作。进行工作。进行非密封放射性工作时,除了考虑缩短操作时间、增大与源非密封放射性工作时,除了考虑缩短操作时间、增大与源的距离和使用防护屏障,防止放射线对人体过量照射外,还应考虑防的距离和使用防护屏障,防止放射线对人体过量照射外,还应考虑防止放射性物质进入人体所造成的内照射危
3、害。止放射性物质进入人体所造成的内照射危害。内外照射的特点内外照射的特点照射方式照射方式辐射源类型辐射源类型危害方式危害方式常见致电离粒子常见致电离粒子照射特点照射特点内照射内照射多见于开放源多见于开放源电离、化学毒性电离、化学毒性、持续持续外照射外照射多见于封闭源多见于封闭源电离电离高能高能、X X、n n间断间断4第八章第八章 内照射剂量的估算及防护内照射剂量的估算及防护内照射剂量估算比外照射剂量计算所涉及的因素更为复杂,内照射剂量估算比外照射剂量计算所涉及的因素更为复杂,例如放射性核素所处的环境状态、物理化学性质、进入人体例如放射性核素所处的环境状态、物理化学性质、进入人体内途径、个人代
4、谢特点、所采用的计算模式等,都与内照射内途径、个人代谢特点、所采用的计算模式等,都与内照射剂量估算有关,因此,很难进行精确计算。剂量估算有关,因此,很难进行精确计算。估算内照射剂量的方法通常有三钟:估算内照射剂量的方法通常有三钟:(1 1)通过全身计数器直接测量推算体内污染;)通过全身计数器直接测量推算体内污染;(2 2)通过对排泄物的检测推算体内污染;)通过对排泄物的检测推算体内污染;(3 3)通过环境介质的检测推算体内污染。)通过环境介质的检测推算体内污染。5第一节第一节 估算内照射剂量所需要的估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念基本参数及基本概念一一.有效半衰期有效半衰期T T有效
5、半衰期有效半衰期表示,进入体内或某一特定器官的放射性核素,由于生理代表示,进入体内或某一特定器官的放射性核素,由于生理代谢作用和自发核转变,减少到初始量的一半所经历的时间。它的大小决谢作用和自发核转变,减少到初始量的一半所经历的时间。它的大小决定于该核素的生物半衰期核物理半衰期。定于该核素的生物半衰期核物理半衰期。某一核素的有效半衰期某一核素的有效半衰期T T与物理半衰期与物理半衰期T Tr r、生物半衰期生物半衰期T Tb b的关系如下:的关系如下:brbr若若、r r、b b分别表示某核素的有分别表示某核素的有效衰变常数效衰变常数、物理衰变常数物理衰变常数及及生生物衰变常数物衰变常数,利用
6、,利用0.693/T0.693/T的关系,则有:的关系,则有:br生物半衰期生物半衰期表示某种核素在全身或某一特定器官内,由于机体的生理代表示某种核素在全身或某一特定器官内,由于机体的生理代谢作用而减少到初始量的一半所经历的时间。它与物理半衰期无关,仅谢作用而减少到初始量的一半所经历的时间。它与物理半衰期无关,仅决定于元素的物理、化学性质。决定于元素的物理、化学性质。6第一节第一节 估算内照射剂量所需要的估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念基本参数及基本概念一一.有效半衰期有效半衰期T T【例题例题】238238U U进入人的全身,进入人的全身,T Tr r1.61.610101212天
7、,天,T Tb b100100天。天。求求T T和和各为多少各为多少天100100106.1100106.11212brbr解:解:13121093.6100693.0106.1693.0天br可见,物理半衰期远大于生物半衰期时,有效半衰期就等于生物半衰期。可见,物理半衰期远大于生物半衰期时,有效半衰期就等于生物半衰期。一般地说,当两者相差一般地说,当两者相差2020倍时,有效半衰期和有效衰变常数,由其中较倍时,有效半衰期和有效衰变常数,由其中较短的那个半衰期值所决定。短的那个半衰期值所决定。7第一节第一节 估算内照射剂量所需要的估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念基本参数及基本概念二二
8、.有效能量和比有效能量有效能量和比有效能量为了计算组织或器官剂量当量的方便,引入了有效能量的概念。为了计算组织或器官剂量当量的方便,引入了有效能量的概念。有效能量有效能量是指放射性核素及其子体在整个核转变过程钟,各次核转变发是指放射性核素及其子体在整个核转变过程钟,各次核转变发射的某种电离辐射,授予组织或器官的能量射的某种电离辐射,授予组织或器官的能量E Ei i,与改种电离辐射的品质,与改种电离辐射的品质因数因数Q Qi i,相对危害因子,相对危害因子N Ni i(即其他修正系数)及放射性核素转变链因子(即其他修正系数)及放射性核素转变链因子(该传遍在转变总数中所占的百分数)(该传遍在转变总
9、数中所占的百分数)F Fi i的乘积之和的乘积之和兆电子伏iiiNQE8第一节第一节 估算内照射剂量所需要的估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念基本参数及基本概念二二.有效能量和比有效能量有效能量和比有效能量在有效能量的基础上,在有效能量的基础上,ICRPICRP提出了比有效能量提出了比有效能量SEESEE(T TS S)i i的概念。它的概念。它把器官(或组织)分为源器官(或组织)和靶器官(或组织)。放射性把器官(或组织)分为源器官(或组织)和靶器官(或组织)。放射性核素摄入体内后,含放射性核素显著的器官称为核素摄入体内后,含放射性核素显著的器官称为源器官源器官,吸收辐射的器,吸收辐射
10、的器官称为官称为靶器官靶器官。源器官和靶器官可以时同一器官也可以时不同器官。源器官和靶器官可以时同一器官也可以时不同器官。比有效能量比有效能量是指在源器官(是指在源器官(S S)内,每次核转变所发射的某一特定的辐)内,每次核转变所发射的某一特定的辐射射i i,授予每克靶器官(,授予每克靶器官(T T)的能量(兆电子伏),并用平直因数进行适)的能量(兆电子伏),并用平直因数进行适当的修正的值:当的修正的值:转变克兆电子伏iTiiiiMQSTAFEYS)jSEE(T)(9第一节第一节 估算内照射剂量所需要的估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念基本参数及基本概念二二.有效能量和比有效能量有效能
11、量和比有效能量放射性核素放射性核素j j每次核转变时产生辐射每次核转变时产生辐射i i的产额;的产额;辐射辐射i i的能量或其平均能量(的能量或其平均能量(MeVMeV););在源器官在源器官S S中,每发射一次辐射中,每发射一次辐射i i,靶器官,靶器官T T所吸收的辐射能量的所吸收的辐射能量的 份额;份额;相应于辐射相应于辐射i i的品质因数的品质因数靶器官的质量靶器官的质量比有效能量比有效能量转变克兆电子伏iTiiiiMQSTAFEYS)jSEE(T)(iYiEiQiSTAF)(TM10第一节第一节 估算内照射剂量所需要的估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念基本参数及基本概念二二.
12、有效能量和比有效能量有效能量和比有效能量有效能量和比有效能量两者的有效能量和比有效能量两者的主要区别主要区别在于:前者主要考虑了沉积在器在于:前者主要考虑了沉积在器官内的放射性核素,在核转变过程中所发射的辐射授予该器官的有效能官内的放射性核素,在核转变过程中所发射的辐射授予该器官的有效能量;后者主要考虑沉积于靶器官的放射性核素在核转变过程中所发射的量;后者主要考虑沉积于靶器官的放射性核素在核转变过程中所发射的辐射授予每克靶器官的有效能量外,还考虑了其他源器官发射的辐射对辐射授予每克靶器官的有效能量外,还考虑了其他源器官发射的辐射对每克靶器官有效能量的贡献。每克靶器官有效能量的贡献。用比有效能量
13、来计算器官内照射剂量比用有效能量更精确些,但计算更用比有效能量来计算器官内照射剂量比用有效能量更精确些,但计算更为复杂。从数值的差别来看,主要在于穿透能量较强的为复杂。从数值的差别来看,主要在于穿透能量较强的辐射。对于穿辐射。对于穿透力若的透力若的、射线,一般均可被源器官所吸收。因此对于源器官的剂射线,一般均可被源器官所吸收。因此对于源器官的剂量当量计算结果,两者相差不大。量当量计算结果,两者相差不大。11第一节第一节 估算内照射剂量所需要的估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念基本参数及基本概念三三.参考人参考人参考人参考人是在辐射防护上,为了在共同的生物学基础上计算放射性核素的是在辐射
14、防护上,为了在共同的生物学基础上计算放射性核素的年摄入量限值而规定的一种假想的成年人模型,其解剖的与生理的特性年摄入量限值而规定的一种假想的成年人模型,其解剖的与生理的特性具有典型性,即能代表从事辐射工作的一般成年人。具有典型性,即能代表从事辐射工作的一般成年人。ICRP提出的参考提出的参考人的参数已为国际上所采用。人的参数已为国际上所采用。参考人所代表的时普通成年人,未考虑个体的差异。在采用参考人的数参考人所代表的时普通成年人,未考虑个体的差异。在采用参考人的数据估算内照射时,应根据具体人的身体特征,如性别、体重、身高等进据估算内照射时,应根据具体人的身体特征,如性别、体重、身高等进行修正,
15、特别时对儿童,更应如此。行修正,特别时对儿童,更应如此。12第一节第一节 估算内照射剂量所需要的估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念基本参数及基本概念四四.关键器官关键器官关键器官关键器官是指因辐射损伤将导致人体的最大损伤的那些器官。是指因辐射损伤将导致人体的最大损伤的那些器官。确定关键器官的标准是:确定关键器官的标准是:(1)放射性物质的浓度积累得最大的器官;)放射性物质的浓度积累得最大的器官;(2)影响全身健康的器官;)影响全身健康的器官;(3)在放射性核素进入人体的途径中易受损伤的器官;)在放射性核素进入人体的途径中易受损伤的器官;(4)对放射性最敏感的器官。)对放射性最敏感的器官
16、。13第一节第一节 估算内照射剂量所需要的估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念基本参数及基本概念四四.其他常用术语其他常用术语(1)体内污染途径体内污染途径是指放射性物质通过吸入、食入、皮肤渗透或皮肤是指放射性物质通过吸入、食入、皮肤渗透或皮肤伤口进入体内的途径。此外还包括吸入的放射性物质由气管排出后由被伤口进入体内的途径。此外还包括吸入的放射性物质由气管排出后由被咽下这一途径。咽下这一途径。(2)摄入量摄入量是指进入鼻或口的放射性核素的量,是指进入鼻或口的放射性核素的量,单位为贝克(或微居里)单位为贝克(或微居里)(3)吸收量吸收量是指被吸收到细胞外体液中的放射性核素的量,是指被吸收到
17、细胞外体液中的放射性核素的量,单位为贝克(或微居里)单位为贝克(或微居里)(4)沉积量沉积量是指存在于所考虑的器官中放射性核素的量,是指存在于所考虑的器官中放射性核素的量,单位为贝克(或微居里)单位为贝克(或微居里)14吸入吸入呼出呼出肺肺淋巴结淋巴结皮下组织皮下组织细胞细胞外外体液体液肾肾肝肝沉积器官沉积器官皮肤皮肤伤口伤口胃胃肠肠道道尿尿粪粪汗汗食入食入15第一节第一节 估算内照射剂量所需要的估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念基本参数及基本概念四四.其他常用术语其他常用术语(5)最大容许积存量最大容许积存量:当放射性核素进入人体内后,不同的核素在体:当放射性核素进入人体内后,不同的
18、核素在体内分布不同,在某一器官中,由于放射性核素积存而接受的剂量当量率,内分布不同,在某一器官中,由于放射性核素积存而接受的剂量当量率,达到适用于该器官的最大容许剂量当量率时,这个积存量称为该器官内达到适用于该器官的最大容许剂量当量率时,这个积存量称为该器官内的最大容许积存量。的最大容许积存量。“沉积量沉积量”与与“积存量积存量”:“沉积量沉积量”仅用于描述放射性核素到达某一器官,只能说某一器官的沉仅用于描述放射性核素到达某一器官,只能说某一器官的沉积量,不能说全身的沉积量。积量,不能说全身的沉积量。“积存量积存量”可用于某个器官,也可用于全身。可用于某个器官,也可用于全身。16第二节第二节
19、估算内照射剂量的基本公式估算内照射剂量的基本公式估算内照射剂量的程序估算内照射剂量的程序(1 1)确定放射性核素进入体内的途径、种类及其物理化学性质;)确定放射性核素进入体内的途径、种类及其物理化学性质;(2 2)利用有关检测数据(环境检测数据、人体排泄物如尿、粪和)利用有关检测数据(环境检测数据、人体排泄物如尿、粪和 鼻拭的测量数据、整体测量数据等),推算体内积存量;鼻拭的测量数据、整体测量数据等),推算体内积存量;(3 3)由积存量推算人体或器官所受的剂量。)由积存量推算人体或器官所受的剂量。17第二节第二节 估算内照射剂量的基本公式估算内照射剂量的基本公式一一.两种不同的摄入模式两种不同
20、的摄入模式(1)连续摄入)连续摄入 连续摄入又称慢性摄入,是指每年绝大多数日子里,以相当恒定的速度摄入连续摄入又称慢性摄入,是指每年绝大多数日子里,以相当恒定的速度摄入放射性核素,体内的积存量随着时间而增长。放射性核素,体内的积存量随着时间而增长。(2)单次摄入)单次摄入 单次摄入是指持续时间不超过几小时的摄入。这时血液中的吸收率在摄入后单次摄入是指持续时间不超过几小时的摄入。这时血液中的吸收率在摄入后很快消失,而器官内的积存量很快消失,而器官内的积存量q(t)迅速上升,当摄入停止后又逐渐消失。迅速上升,当摄入停止后又逐渐消失。(2)短期内多次反复摄入)短期内多次反复摄入 当第一次发生污染时,
21、完全和单次摄入相似,实际处理时,可视为单次摄入当第一次发生污染时,完全和单次摄入相似,实际处理时,可视为单次摄入的特例。如果摄入时间隔三、四隔有效半衰期,则把每次摄入作为单次吸收处理,的特例。如果摄入时间隔三、四隔有效半衰期,则把每次摄入作为单次吸收处理,然后叠加;或者若知道在然后叠加;或者若知道在T天内吸入的总量天内吸入的总量A微居里,按平均每天微居里,按平均每天A/T微居里来处微居里来处理。理。18第二节第二节 估算内照射剂量的基本公式估算内照射剂量的基本公式二二.基本公式基本公式(1)剂量当量)剂量当量H的计算的计算 式中:式中:有效能量(有效能量(MeV)关键器官的质量(关键器官的质量
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