《放射物理与防护》教学课件:6第六章:常用的辐射量和单位.ppt
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- 放射物理与防护 放射 物理 防护 教学 课件 第六 常用 辐射量 单位
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1、第六章第六章 常用的辐射量和单位常用的辐射量和单位潞河医院放射科潞河医院放射科 王珍琦王珍琦常用的辐射量和单位常用的辐射量和单位 国际辐射单位和测量委员会(国际辐射单位和测量委员会(ICRU)ICRU主要为临床放射学、放射生物学、辐主要为临床放射学、放射生物学、辐射防护学等领域提出的电离辐射量和单位射防护学等领域提出的电离辐射量和单位的定义,建议这些量的测量和应用方法以的定义,建议这些量的测量和应用方法以及推荐这一领域内最新的数据和知识。及推荐这一领域内最新的数据和知识。常用的辐射量和单位常用的辐射量和单位本章节我们学习的内容,就是以本章节我们学习的内容,就是以ICRU的报告的报告为基础,介绍
2、我们常用的辐射量和单位。为基础,介绍我们常用的辐射量和单位。描述电离辐射的常用辐射量和单位描述电离辐射的常用辐射量和单位 辐射场:是指电离辐射存在的空间。辐射场:是指电离辐射存在的空间。它是由辐射源产生的。它是由辐射源产生的。描述辐射场性质的量描述辐射场性质的量一、描述辐射场性质的量一、描述辐射场性质的量 粒子注量粒子注量 能量注量能量注量描述辐射场性质的量描述辐射场性质的量1.粒子注量粒子注量h2h3h4h5h1da非平行辐射场粒子注量示意图非平行辐射场粒子注量示意图描述辐射场性质的量描述辐射场性质的量 如球体(通过球心如球体(通过球心P点)截面积为点)截面积为da,从各从各方向进入该小球体
3、的粒子的总数为方向进入该小球体的粒子的总数为dN,则则dN除以除以da而得的商,及定义为辐射场而得的商,及定义为辐射场P点点处的粒子注量处的粒子注量 。=dN/da描述辐射场性质的量描述辐射场性质的量 粒子注量就是进入具有单位截面积的小球粒子注量就是进入具有单位截面积的小球的粒子数。的粒子数。描述辐射场性质的量描述辐射场性质的量 在单相平行辐射场的特殊情况下,粒子注在单相平行辐射场的特殊情况下,粒子注量等于通过与辐射进行方向垂直的单位面量等于通过与辐射进行方向垂直的单位面积的粒子数。积的粒子数。粒子注量的国际单位(粒子注量的国际单位(SI)是米是米-2(m-2)描述辐射场性质的量描述辐射场性质
4、的量 在辐射防护中,常用粒子注量率在辐射防护中,常用粒子注量率表示单位表示单位时间内进入单位截面积的球体的粒子数,时间内进入单位截面积的球体的粒子数,即:即:=d/dt描述辐射场性质的量描述辐射场性质的量2.能量注量能量注量 能量注量能量注量是通过辐射场中某点的粒子的能是通过辐射场中某点的粒子的能量来表征辐射场的性质。量来表征辐射场的性质。能量注量能量注量:是指进入单位截面积小球的:是指进入单位截面积小球的所有粒子能量(不包括静止能量)的总和。所有粒子能量(不包括静止能量)的总和。描述辐射场性质的量描述辐射场性质的量 如果进入截面积为如果进入截面积为da的球体内所有粒子的的球体内所有粒子的能量
5、总和为能量总和为dEfl,则能量注量则能量注量为:为:=dEfl/da 能量注量的能量注量的SI单位是:单位是:焦耳焦耳*米米-2(J*m-2)描述辐射场性质的量描述辐射场性质的量 对于平行的辐射场,能量注量对于平行的辐射场,能量注量 可定义为可定义为通过与粒子运动方向垂直的单位面积的粒通过与粒子运动方向垂直的单位面积的粒子能量的总和。子能量的总和。描述辐射场性质的量描述辐射场性质的量 能量注量率能量注量率:单位时间内进入单位截面积:单位时间内进入单位截面积小球内的所有粒子能量总和。即小球内的所有粒子能量总和。即 =d/dt描述辐射场性质的量描述辐射场性质的量3.能量注量与粒子注量的关系能量注
6、量与粒子注量的关系 能量注量能量注量:是通过辐射场中某点的粒子能:是通过辐射场中某点的粒子能量。量。粒子注量粒子注量:是通过辐射场中某点的粒子数。:是通过辐射场中某点的粒子数。描述辐射场性质的量描述辐射场性质的量 那如果我们知道了每个粒子的能量为那如果我们知道了每个粒子的能量为E,那那么二者之间的关系则就为:么二者之间的关系则就为:=*E描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位二、照射量(二、照射量(exposure)1.照射量照射量X及其单位及其单位 1).照射量的定义照射量的定义 X或或 射线的光子在单位质量空气中产射线的光子在单位质量空气中产生出来的所有次级电子,当它们完
7、全被空生出来的所有次级电子,当它们完全被空气所阻止时,在空气中所形成的任何一种气所阻止时,在空气中所形成的任何一种符号离子的总电荷量的绝对值。符号离子的总电荷量的绝对值。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 X=dQ/dm dQ为为X或或光子在质量为光子在质量为dm的空气中,产的空气中,产生的全部次级电子均被阻止于空气中时,生的全部次级电子均被阻止于空气中时,在空气中所形成的任一种符号的离子总电在空气中所形成的任一种符号的离子总电荷量的绝对值。荷量的绝对值。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 照射量是一个从射线对空气的电离本领角照射量是一个从射线对空气
8、的电离本领角度说明度说明X或或 射线在空气中的辐射场性质的射线在空气中的辐射场性质的量,它不能用于其他类型的辐射(如中子量,它不能用于其他类型的辐射(如中子或电子束等),也不能用于其他的物质或电子束等),也不能用于其他的物质(如组织等)。(如组织等)。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 照射量照射量X表征的是:表征的是:X射线的对空气电离的射线的对空气电离的能力,只适用于能力,只适用于X线或线或线在空气中的辐射线在空气中的辐射场。场。照射量是以电离电量的形式间接反映照射量是以电离电量的形式间接反映X射线射线在空气中的辐射强度的量。在空气中的辐射强度的量。描述电离辐射描述电
9、离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位2).照射量的单位照射量的单位 照射量的照射量的SI单位是:单位是:库伦库伦*千克千克-1(C*kg-1)一直沿用的照射量的专用单位为伦琴一直沿用的照射量的专用单位为伦琴(R):1R=2.58*10-4 C*kg-1 1 C*kg-1=3.887*103 R描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 1伦琴相当于在伦琴相当于在1cm3标准状况下的空气标准状况下的空气(质量为(质量为0.001293g)中产生的正、负离子)中产生的正、负离子电荷各为电荷各为1静电单位。静电单位。在早期辐射剂量的测量中,测定空气中生在早期辐射剂量的测量中,测定空气
10、中生成离子的电量是比较方便的。再充气电离成离子的电量是比较方便的。再充气电离室中使两极板保持饱和电位即可准确测量室中使两极板保持饱和电位即可准确测量离子的电量或产生的电流。离子的电量或产生的电流。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位2.照射量率照射量率X及其单位及其单位 单位时间内照射量的增量称为照射量率。单位时间内照射量的增量称为照射量率。用字母用字母X来表示:来表示:X=dX/dt dX为时间间隔为时间间隔dt内照射量的增量。内照射量的增量。.描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 照射量率照射量率X的的SI单位为:单位为:库伦库伦*千克千克-1*秒秒
11、-1(C*kg-1*s-1)从过去沿用至今的专用单位为:从过去沿用至今的专用单位为:伦琴伦琴*秒秒-1 (R*s-1)伦琴伦琴*分分-1 (R*min-1)毫伦毫伦*时时-1 (mR*h-1)描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位例如:若空气体积为例如:若空气体积为0.3cm3,标准状态下其标准状态下其中包含的空气质量是中包含的空气质量是0.388mg,若被若被X线照线照射射5min,在其中产生的次级电子在空气中在其中产生的次级电子在空气中形成的正离子(或负离子)的总电荷量为形成的正离子(或负离子)的总电荷量为10*10-9 C。此时,被照空气处的此时,被照空气处的X线照射量
12、线照射量和照射量率各是多少?和照射量率各是多少?描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位解答:据题意可知:解答:据题意可知:dm=0.388mg=3.88*10-7 kg dQ=10*10-9 C dt=5minX线的线的照射量是:照射量是:X=dQ/dmX线的照射量率是:线的照射量率是:X=dX/dt.描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位三、比释动能三、比释动能 照射量是以电离电量的形式间接反映照射量是以电离电量的形式间接反映X射线射线在空气中的辐射强度的量。它不能反映出在空气中的辐射强度的量。它不能反映出射线在吸收介质中能量的转移过程。射线在吸收介质中能
13、量的转移过程。照射量照射量X X表征的是:表征的是:X X射线的对空气电离射线的对空气电离的能力,只适用于的能力,只适用于X X线或线或线在空气中线在空气中的辐射场。的辐射场。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 比释动能描述的是:间接致电离粒子与物比释动能描述的是:间接致电离粒子与物质发生相互作用时,传递给了直接致电离质发生相互作用时,传递给了直接致电离粒子的能量。粒子的能量。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位1.比释动能比释动能K及其单位及其单位1).比释动能比释动能K 比释动能是指:间接致辐射与物质相互作比释动能是指:间接致辐射与物质相互作用时,
14、在单位质量物质中由间接致辐射所用时,在单位质量物质中由间接致辐射所产生的全部带电粒子的初始动能之总和。产生的全部带电粒子的初始动能之总和。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 比释动能比释动能K表征的是:表征的是:X射线传递给次级粒射线传递给次级粒子的初始动能,适用于非带电粒子辐射在子的初始动能,适用于非带电粒子辐射在任何介质中的辐射场。任何介质中的辐射场。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 K=dEtr/dm dEtr为为间接致电离辐射在指定物质的体积间接致电离辐射在指定物质的体积元元dm内,释放出来的全部带电粒子的初内,释放出来的全部带电粒子的初始
15、动能总和,单位为焦耳(始动能总和,单位为焦耳(J)。)。dm为所考虑的体积元内物质的质量,单为所考虑的体积元内物质的质量,单位为千克(位为千克(kg)。)。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位2).比释动能的单位比释动能的单位 比释动能比释动能SI的单位是:的单位是:焦耳焦耳*千克千克-1(J*kg-1)并给以专名并给以专名“戈瑞戈瑞”(Gy)1 Gy=1 J*kg-1 描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位2.比释动能率比释动能率K及其单位及其单位 间接致电离辐射单位时间在介质中产生的间接致电离辐射单位时间在介质中产生的比释动能称为比释动能率。比释动能称
16、为比释动能率。K=dK/dt dK为比释动能在时间间隔为比释动能在时间间隔dt内的增量。内的增量。.描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 比释动能率的比释动能率的SI单位是:单位是:戈瑞戈瑞*秒秒-1(Gy*s-1)毫戈毫戈*时时-1(mGy*h-1)描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位四、吸收剂量四、吸收剂量 辐射计量学以辐射计量学以“吸收剂量吸收剂量”来衡量物质吸来衡量物质吸收辐射能量的多少,并以此研究能量吸收收辐射能量的多少,并以此研究能量吸收与辐射效应的关系。与辐射效应的关系。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 吸收剂量吸收
17、剂量D表征的是:表征的是:X射线的用于电离或射线的用于电离或激发的能量,适用于任何辐射在任何介质激发的能量,适用于任何辐射在任何介质中的辐射场。中的辐射场。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位1.吸收剂量吸收剂量D及其单位及其单位1).吸收剂量吸收剂量 辐射所授予单位质量介质辐射所授予单位质量介质dm中的平均能量中的平均能量dEen定义为吸收剂量。定义为吸收剂量。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 D=dEen/dm dEen为平均授予能。为平均授予能。授予某一体积内物质的平均能量越多,则授予某一体积内物质的平均能量越多,则吸收剂量越大。吸收剂量越大。
18、它表示进入介质它表示进入介质dm的全的全部带电粒子和不带电粒子部带电粒子和不带电粒子能量的总和,与离开该体能量的总和,与离开该体积的全部带电粒子和不带积的全部带电粒子和不带电粒子能量总和之差,再电粒子能量总和之差,再减去在该体积内发生任何减去在该体积内发生任何核反应所增加的静止质量核反应所增加的静止质量的等效能量。的等效能量。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 吸收剂量是指单位质量的组织或器官吸收吸收剂量是指单位质量的组织或器官吸收的辐射能量大小。的辐射能量大小。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位2).吸收剂量的单位吸收剂量的单位 吸收剂量的吸收剂量
19、的SI单位是:单位是:焦耳焦耳*千克千克-1(J*kg-1)同比释动能的单位相同,同比释动能的单位相同,戈瑞(戈瑞(Gy)描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 暂时沿用的单位是:暂时沿用的单位是:拉德(拉德(rad)1rad=10-2 Gy 以戈瑞为单位的吸收剂量适用于任何电离以戈瑞为单位的吸收剂量适用于任何电离辐射及受到照射的任何物质。辐射及受到照射的任何物质。描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位2.吸收剂量率吸收剂量率D及其单位及其单位各种电离辐射的生物效应,不仅与吸收剂各种电离辐射的生物效应,不仅与吸收剂量的大小有关,还与吸收剂量的速率有关,量的大
20、小有关,还与吸收剂量的速率有关,因此引入吸收剂量率的概念。因此引入吸收剂量率的概念。.描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位 吸收剂量率吸收剂量率D:表示单位时间内吸收剂量的表示单位时间内吸收剂量的增量。增量。D=dD/dt D为为吸收剂量率,其吸收剂量率,其SI单位用:单位用:焦耳焦耳*千克千克-1*秒秒-1(J*kg-1*s-1)戈戈*秒秒-1(Gy*s-1).描述电离辐射描述电离辐射常用辐射量和单位常用辐射量和单位例如:质量为例如:质量为0.2g的物质,的物质,10s内吸收电离辐内吸收电离辐射的平均能量为射的平均能量为10-5焦耳,求该物质的吸收焦耳,求该物质的吸收剂量
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