輻射劑量學(xué)基礎(chǔ)

1、輻射劑量學(xué)輻射劑量學(xué)基礎(chǔ)基礎(chǔ)吉林大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院輻射防護教研室陳大偉本章主要內(nèi)容 劑量學(xué)的基本概念劑量學(xué)的基本概念 電離輻射場描述電離輻射場描述 相互作用系數(shù)相互作用系數(shù) 基本劑量學(xué)量基本劑量學(xué)量 放射防護量放射防護量 檢測實用量檢測實用量3.1 3.1 電離輻射和電離輻射場電離輻射和電離輻射場 .電離輻射的基本概念： 一、電離輻射和非電離輻射 二、輻射效應(yīng)和輻射劑量電離輻射和非電離輻射統(tǒng)稱電磁輻射 輻射非電離輻射電離輻射日常所見的微波、無線電波、可見光和紫外線帶電粒子（、電子和質(zhì)子等） 不帶電粒子（X、和中子等） 一電離輻射和非電離輻射激發(fā)過程電離輻射電離輻射（1）電離（）電離（ioniza

2、tion）：）：指從一個原子、分子或其它束縛指從一個原子、分子或其它束縛態(tài)中釋放一態(tài)中釋放一 個或多個電子的過程個或多個電子的過程。 （2）電離輻射（）電離輻射（ionizing radiation）：）：能夠引起電離的粒能夠引起電離的粒子（帶電和不帶電）的空間分布子（帶電和不帶電）的空間分布(不帶電粒子也能電離，但不帶電粒子也能電離，但與帶電粒子相比、幾率小與帶電粒子相比、幾率小) （3）電離過程：）電離過程：主要是由具有一定動能的帶電粒子與原子主要是由具有一定動能的帶電粒子與原子中的電子碰撞引起的。一般從一個原子中釋放出一個價電子中的電子碰撞引起的。一般從一個原子中釋放出一個價電子所需要的

3、能量在所需要的能量在425ev，當(dāng)電子、質(zhì)子等帶電粒子的動能，當(dāng)電子、質(zhì)子等帶電粒子的動能大于該值時，可將其稱作電離輻射大于該值時，可將其稱作電離輻射。 （4）非電離輻射（）非電離輻射（non-ionizingradiation） 粒子動能小于該值（粒子動能小于該值（ev） 光子：非帶電粒子、能量大于光子：非帶電粒子、能量大于ev為電離輻射為電離輻射 能量小于能量小于ev為非電離輻射為非電離輻射（5）直接電離輻射（）直接電離輻射（directly ionizing radiation）具有一定能量的帶電粒子穿過物質(zhì)時，通過庫侖相具有一定能量的帶電粒子穿過物質(zhì)時，通過庫侖相互作用直接在物質(zhì)中沉積

4、能量并引起電離互作用直接在物質(zhì)中沉積能量并引起電離。（6）間接電離輻射（）間接電離輻射（indirectly ionizing radiation）光子、中子、光子、中子、x射線等不帶電粒子穿過介質(zhì)時，首射線等不帶電粒子穿過介質(zhì)時，首先將能量轉(zhuǎn)移給帶電粒子，隨后這些帶電粒子（次先將能量轉(zhuǎn)移給帶電粒子，隨后這些帶電粒子（次級）再沉積能量和引起電離。級）再沉積能量和引起電離?；虼渭夁^程引起電離的不帶電粒子稱作間接電離輻或次級過程引起電離的不帶電粒子稱作間接電離輻射。射。二輻射效應(yīng)和輻射劑量 輻射效應(yīng)：電離輻射通過電離、激發(fā)過程將能量授予受照物質(zhì)從而導(dǎo)致物質(zhì)的物理、化學(xué)甚至生物性質(zhì)發(fā)生變化，我們把這

5、一變化稱為輻射效應(yīng)。 電離輻射生物學(xué)效應(yīng)射線與物質(zhì)的相互作用。 n物質(zhì)：氣體 液體 固體包括人體 等。原子。微觀粒子間碰撞的能量傳遞過程描述輻射與物質(zhì)相互作用描述輻射與物質(zhì)相互作用 電離輻射與物質(zhì)的相互作用是研究輻電離輻射與物質(zhì)的相互作用是研究輻射效應(yīng)和進行劑量測量的物理基礎(chǔ)。射效應(yīng)和進行劑量測量的物理基礎(chǔ)。 相互作用相互作用 能量和運動方向改變能量和運動方向改變輻射劑量： 輻射能量在物質(zhì)內(nèi)沉積的數(shù)量和方式是決定輻射效應(yīng)的重要方面。 輻射劑量就是為此提出的物理指標(biāo)。 輻射劑量用于預(yù)測電離輻射導(dǎo)致受照物質(zhì)發(fā)生真實效應(yīng)或潛在影響程度。 需注意的是，某一個輻射劑量數(shù)值取決于相關(guān)輻射的類型、能量以及受

6、照物質(zhì)的性質(zhì)，同時也依賴于照射條件(時間、方式和途徑)。 輻射劑量與效應(yīng)3.1.2 電離輻射場及其表達 一、輻射場的定義和相關(guān)要素一、輻射場的定義和相關(guān)要素 二、粒子注量（率）和能量注量（率）二、粒子注量（率）和能量注量（率） 三、粒子輻射度和能量輻射度三、粒子輻射度和能量輻射度 四、完整描述輻射場的基本量度四、完整描述輻射場的基本量度一、輻射場的定義和相關(guān)要素 電離輻射場就是電離輻射在其中通過、傳播乃至經(jīng)由相互作用傳遞輻射能量的整個空間范圍。 從廣義上講，輻射場涉及的范圍是無限的。 在狹義上，我們通常關(guān)心的某輻射場常常是具體的和有限的。帶電粒子徑跡 帶電粒子與物質(zhì)相互作用，可能沿徑跡產(chǎn)生單個

7、的電離或激發(fā)，也可能交給原子中的電子較大的能量，使電子進一步產(chǎn)生電離和激發(fā)，形成分之徑跡。 輻射場性質(zhì)的內(nèi)涵包括： 1、輻射場的類型（ 輻射場，輻射場，輻射場、中子輻射場和混合輻射場等）； 2、粒子的能量（單能輻射場、具有能量分布的輻射場）； 3、粒子的運動方向（單向輻射場、多向輻射場）。 簡單來說就是位置、時間、方向、類型和能量等五個要素。 輻射場的描述輻射場的描述 電離輻射居留的空間稱為電離輻射場。常用以下量來描述： 粒子數(shù)粒子數(shù):發(fā)射，轉(zhuǎn)移或接收的粒子數(shù)目。發(fā)射，轉(zhuǎn)移或接收的粒子數(shù)目。 粒子數(shù)的單位是 1。 輻射能輻射能:發(fā)射，轉(zhuǎn)移或接收粒子的能量（不包括靜發(fā)射，轉(zhuǎn)移或接收粒子的能量（不

8、包括靜止能）。止能）。 輻射能的單位是 J 粒子數(shù)密度粒子數(shù)密度:單位體積中的粒子數(shù)目，是表征輻射單位體積中的粒子數(shù)目，是表征輻射場疏密程度的物理量場疏密程度的物理量 n=dN/dV 單位是單位是m-3 輻射場中每一個粒子都具有一定的能量，將所有粒子能量（不包括靜止能量）求和，即得輻射能二、 粒子注量（率）和能量注量（率） 粒子注量：T時間內(nèi)，進入以 r 點為球心的單位截面積小球的粒子數(shù)，m-2粒子注量率： 能量注量：T時間內(nèi)，進入以 r 點為球心的單位截面積小球的輻射能，J m-2能量注量率：dtrTdrt/ ),(),(dtrTdrt/ ),(),(1.截面da必須垂直每個入射方向，定義中

9、采用小球體，使得來自各個入射方向的粒子都滿足這個要求。 2.粒子注量的單位：m-2粒子注量說明粒子注量粒子注量 是是dN除以除以da所得的商所得的商(dN/da) = dN/da 其中其中 dN是入射到截面為是入射到截面為da的球體內(nèi)的粒子數(shù)。這里所謂的的球體內(nèi)的粒子數(shù)。這里所謂的“入射入射到到”或稱進入，強調(diào)只穿過一次，并只考慮進入，不考慮流出?；蚍Q進入，強調(diào)只穿過一次，并只考慮進入，不考慮流出。三、粒子輻射度和能量輻射度 粒子輻射度 ： 單位: m-2 s-1 sr -1 能量輻射度 ： 單位：J m-2 s-1 sr -1 xyz立體角元輻射rdrtdrtP/ ),(),(drtdrtR

10、/ ),(),(四、完整描述輻射場的基本量度 意指t 時刻單位時間內(nèi)，沿某方向單位立體角入射到輻射場 r 點的，單位能量間隔內(nèi)能量為 E的粒子數(shù)或輻射能。 由于粒子類型是不連續(xù)的，結(jié)合前述，得到輻射場中第i種粒子的粒子輻射度按其能量的微分分布為 ，這一指標(biāo)完整的考慮了五要素，成為描述輻射場性質(zhì)的基本量度。dErtdPrtPE/ ),(),(,dErtdRrtRE/ ),(),(,iErtP),(,小結(jié) 描述輻射場性質(zhì)的概念總結(jié)如下： ),(),(),(),(,rtPrtPrtrTEdEddt),(),(),(),(,rTrtrtPrtPdtddEE3.2 3.2 基本劑量學(xué)量基本劑量學(xué)量 3.

11、2.1 相互作用系數(shù)： 一、阻止本領(lǐng) 二、衰減系數(shù)、能量轉(zhuǎn)移系數(shù)和能量吸收系數(shù)一、阻止本領(lǐng) 帶電粒子與物質(zhì)相互作用的類型主要有電離、激發(fā)和軔致輻射。 前者意味著帶電粒子能量的直接沉積；后者意味著帶電粒子能量轉(zhuǎn)化為具有連續(xù)能譜的X射線。 碰撞阻止本領(lǐng) ：Scol=（dE/dl）col （電離、激發(fā)） 輻射阻止本領(lǐng) ：Srad=（dE/dl）rad （軔致輻射） 單位：均為Jm-1 帶電粒子與物質(zhì)相互作用帶電粒子與物質(zhì)相互作用質(zhì)量阻止本領(lǐng) ： Scol/=（dE/dl）col Srad/=（dE/dl）rad dl稱為質(zhì)量厚度，表示在物質(zhì)中穿行單位長度時遭遇到的質(zhì)量，kgm2。 碰撞過程和輻射過程

12、共同損失的總能量為： S= Scol+Srad S稱為總阻止本領(lǐng)，單位Jm-1 ，相應(yīng)的有總質(zhì)量阻止本領(lǐng)，單位kgm2。 光子與物質(zhì)相互作用光子與物質(zhì)相互作用 光子穿過物質(zhì)光子穿過物質(zhì): 可與原子的核外電子相互作用可與原子的核外電子相互作用: 主要是光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對產(chǎn)生效應(yīng)。主要是光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對產(chǎn)生效應(yīng)。 當(dāng)其能量超過核反應(yīng)閾能時，還發(fā)生光核反應(yīng)。當(dāng)其能量超過核反應(yīng)閾能時，還發(fā)生光核反應(yīng)。 對輻射劑量學(xué)而言，重要的作用類型是光電效應(yīng)、對輻射劑量學(xué)而言，重要的作用類型是光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對產(chǎn)生效應(yīng)。另外，從輻射防康普頓效應(yīng)和電子對產(chǎn)生效應(yīng)。另外，從輻射防護（例如

13、高能護（例如高能X射線治療中的防護）角度，光核射線治療中的防護）角度，光核反應(yīng)產(chǎn)生的中子也已引起人們的注意。反應(yīng)產(chǎn)生的中子也已引起人們的注意。二、衰減系數(shù)、能量轉(zhuǎn)移系數(shù)和能量吸收系數(shù)光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)電子對生成衰減系數(shù) 若忽略空氣對射線的散射和吸收，則穿過厚度為dl的物質(zhì)層后，窄束X 、 射線的衰減，符合簡單的指數(shù)衰減規(guī)律： 式中，是入射X 、 射線光子的線衰減系數(shù)，單位：m-1， 表示：X 、 射線在物質(zhì)中穿行單位長度路程時，其光子注量減少的份額 ：dde0dld/ )/( 線衰減系數(shù)與光子的原子截面有以下關(guān)系： 括號內(nèi)三項分別為光電效應(yīng)、康普頓散射和電子對產(chǎn)生的原子截面， 是單位體積中物質(zhì)

14、的原子數(shù)；為阿伏伽德羅常數(shù)，為摩爾質(zhì)量。 質(zhì)量衰減系數(shù)： 單位：m2/kg 表示：X 、 射線在物質(zhì)中貫穿單位質(zhì)量厚度物質(zhì)時，其光子注量減少的份額 。)(/kMNaaaA)/()/(/dld能量轉(zhuǎn)移系數(shù) 線能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（ m-1 ） ： 質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)（m2/kg）： 表示：X 、 射線在物質(zhì)中穿行單位路程或質(zhì)量厚度時，光子能量向次級電子轉(zhuǎn)移的份額 。 線能量轉(zhuǎn)移系數(shù) ，與光子的原子截面有如下關(guān)系： dlEdEtr/ )/()/()/(/dlEdEtr)/02. 11 ()/1 (/ )1 (/kfMNaaaAtr能量吸收系數(shù) 能量吸收系數(shù)（ m-1 ） ： 質(zhì)量能量吸收系數(shù)（m2/kg）：

15、 其中，g為次級電子慢化過程中，其能量輻射損失的份額。 線能量吸收系數(shù)en 、質(zhì)量能量吸收系數(shù)en/的劑量學(xué)含意是：X 、 射線在物質(zhì)中穿行單位路程時，光子能量向次級電子轉(zhuǎn)移，且通過次級電子的電離、激發(fā)過程被物質(zhì)吸收的份額 。 )1 (gtren)1 ()/(/gtren/tr/en/區(qū)別和聯(lián)系 /：反映入射的 射線與物質(zhì)相互作用的總幾率。 tr/：這些過程中光子能量轉(zhuǎn)移給次級帶電粒子的那部分分額的總和。 en/：表示扣除軔致輻射后，入射光子能量真正被物質(zhì)吸收的那部分份額的總和。三個系數(shù)分別量度有多大比三個系數(shù)分別量度有多大比例光子參與了相互作用，能例光子參與了相互作用，能量有多大比例轉(zhuǎn)移給次

16、級帶量有多大比例轉(zhuǎn)移給次級帶電粒子，又有多大比例真正電粒子，又有多大比例真正被物質(zhì)吸收了。被物質(zhì)吸收了。3.2.2 基本劑量學(xué)量 一、吸收劑量 二、比釋動能 三、輻射平衡 一、吸收劑量和吸收劑量率 1、吸收劑量（absorbed dose）D 的定義： 是T時間內(nèi)，電離輻射授予r點處質(zhì)量為dm物質(zhì)的平均輻射能量。 吸收劑量，與受照物質(zhì)的形狀 、大小以及關(guān)注的位置密切相關(guān) 。 SI單位：Jkg-1 專名戈瑞（Gy） 過去常用單位：拉德（rad） 1 Gy =100 rad 2、吸收劑量率（absorbed dose rate） D（t）dD/dt 單位： Gy/s 或rad/sdmrTdrTD/

17、 ),(),(),(rTd二、比釋動能 定義： dEtr（T，r）是T時間內(nèi)，輻射場r點處，不帶電粒子在質(zhì)量為dm的物質(zhì)中，因相互作用過程釋出的所有帶電粒子初始動能的總和。簡言之，比釋動能就是不帶電粒子在單位質(zhì)量物質(zhì)中，向次級帶電粒子轉(zhuǎn)移的能量。 SI單位：Jkg-1 專名 戈瑞 gray 符號 Gy 過去沿用的專用單位：拉德（rad）或（rd） 1rad = 10-2 Gy .dmrTdErTKtr/ ),(),( 出于實際需要，依次級電子的能量歸宿，光子的比釋動能K(T,r)分為兩個組分：碰撞比釋動能Kc（T,）和 輻射比釋動能K（T,）： 若次級電子能量輻射損失的平均份額為 ，則： 光子

18、的碰撞比釋動能 是單位質(zhì)量物質(zhì)中，光子釋出的所有次級電子的初始動能，而后以電離、激發(fā)方式損失的能量總和。 必須注意的是，按定義，比釋動能 、碰撞比釋動能 、乃至輻射比釋動能，只用于不帶電的電離輻射（中子和光子）。),(),(),(rTKrTKrTKrcgrTKrTKr),(),()1 (),(),(grTKrTKc三、輻射平衡 定義：若由每一種給定能量、特定類型的電離粒子從輻射場某點一個無限小體積內(nèi)帶走輻射能的期望值（ ），與相同能量、同類粒子帶進該體積的輻射能的期望值（ ）正好相等，則稱：輻射場這一點存在了“輻射平衡”（RE）。 簡言之，輻射平衡下，進入輻射場某點一個無限小體積的輻射能，正好

19、補償離開該體積的輻射能 ： outdindoutindd1、“完全輻射平衡” 所謂“完全輻射平衡”，就是：每一種輻射成分，帶進輻射場某點一個無限小體積的輻射能，能夠充分補償同類輻射成分從該體積帶走的輻射能；于是，所關(guān)心的體積內(nèi)，便同時存在各類輻射成分的平衡。 內(nèi)照射情況下，如果器官 、組織內(nèi)均勻分布了 、 放射性核素，那么，相關(guān)器官、組織內(nèi)，將會有相當(dāng)好的完全輻射平衡情況；除非所關(guān)心的位置，離開器官、組織邊界太近，距離小于 、粒子的最大射程。2、帶電粒子平衡CPE（charged particle equilibrium） 帶電粒子平衡示意圖帶電粒子平衡示意圖pBAdv 均勻場均勻場 均勻介質(zhì)

20、均勻介質(zhì) CPE條件下，關(guān)注的體積內(nèi)，物質(zhì)吸收劑量D(T,r)，與相應(yīng)的碰撞比釋動能Kc(T,r)，數(shù)值相等。r點處的吸收劑量值，可按下列方式取得： 或者 K(T,r)是總的比釋動能；(T,r)是入射不帶電粒子的能量注量； 則是物質(zhì)對不帶電粒子質(zhì)量能量吸收系數(shù)的平均值。 ),()1 (),(),(),(rTKgrTKrTKrTDc/ )(),(),(ErTrTDen/ )(Een照射量和照射量率照射量和照射量率 （1）、照射量定義：）、照射量定義：XdQ/dm dQ的值是光子在質(zhì)量的值是光子在質(zhì)量dm的空氣中釋放的全部電子的空氣中釋放的全部電子完全被空氣阻止時，在空氣中所產(chǎn)生的一種符號的完全被

21、空氣阻止時，在空氣中所產(chǎn)生的一種符號的離子總電荷的絕對值。（并不包括離子總電荷的絕對值。（并不包括dm體積內(nèi)由于體積內(nèi)由于軔致輻射而引起的電離電荷）軔致輻射而引起的電離電荷）PX或或rdm 圖圖2 X或或在空氣中的電離過程在空氣中的電離過程。o.（2）、定義說明：）、定義說明：1 ，2，3（3）、）、 SI單位：單位：ckg-1 無專名無專名 照射量曾用單位：倫琴，照射量曾用單位：倫琴， 符號符號R 1R =2.5810- 4 ckg-1 （4）、照射量率定義：單位時間內(nèi)的照射）、照射量率定義：單位時間內(nèi)的照射量增量。量增量。 Xdx/dt單位單位SI制制， ckg-1 s-1 曾用過的單位曾

22、用過的單位RS-1D、K和和X三者之向的關(guān)系三者之向的關(guān)系 1、吸收劑量與比釋動能的關(guān)系：、吸收劑量與比釋動能的關(guān)系： CPE條件下：條件下： D=Kc 2.吸收劑量和比釋吸收劑量和比釋動能隨物質(zhì)深度的變化動能隨物質(zhì)深度的變化3、吸收劑量、吸收劑量D與照射量與照射量X的關(guān)系：的關(guān)系： D= （W/e）a X = f X 在空氣中： D（Gy） = 8.7310- 3 X（R）4照射量照射量X與空氣碰撞比釋動能與空氣碰撞比釋動能kca的關(guān)系：的關(guān)系： X = K ca （W/e）a5.照射量照射量x與能量注量與能量注量的關(guān)系：的關(guān)系： X = （en/）（）（e / W） 6.電離室的能量晌應(yīng)：

23、電離室的能量晌應(yīng)： S（E）=（en/）m / （en/）a E3.3 3.3 放射防護量和監(jiān)測實用量放射防護量和監(jiān)測實用量 3.3.1 放射防護量： 一、基本放射防護量 二、 集體量和人均量一、基本放射防護量 1、器官劑量、器官劑量 ，DT 一個器官、組織T范圍內(nèi)的平均吸收劑量 ，定義為： 其中，V是相關(guān)器官、組織范圍的體積；D(X,Y,Z)是該范圍內(nèi)質(zhì)量密度為(X,Y,Z)的(X,Y,Z)點處的吸收劑量值。實際工作中，平均吸收劑量，常見寫作DT ，單位：Gy。 dVzyxdVzyxzyxDDT),(/),(),(TD 2、當(dāng)量劑量，、當(dāng)量劑量，HT 器官、組織T的當(dāng)量劑量（equivale

24、nt dose） HT是，以各自輻射權(quán)重因子wR修正后，相關(guān)輻射對特定器官、組織T的劑量總和，亦即 ： 其中，DT,R是器官、組織T或其特定靶區(qū)范圍內(nèi)，由輻射R產(chǎn)生的平均吸收劑量； wR是，與入射到人體或滯留于人體的放射性核素發(fā)出的第R種輻射相應(yīng)的，輻射權(quán)重因子，其實，是：依據(jù)第R種輻射的生物學(xué)效能，對器官、組織的平均劑量DT,R施加修正的一個因子。RRTRTDwH,表3.1 ICRP最新的輻射權(quán)重因子數(shù)值（2007）輻射類型wR光子1電子，子1質(zhì)子，帶電的介子2粒子 、裂變碎片、重原子核 20中子En 1 MeV2.5+18.2exp- ln(En) 2 /6 1 MeV En 50 MeV

25、5.0+17.0exp- ln(2En) 2 /6 En 50 MeV2.5+3.25exp- ln(0.04En) 2 /6 輻射類型輻射類型1990 年推薦值年推薦值2007年推薦值年推薦值光子光子(X、射線射線)11電子和電子和介子介子11質(zhì)子和帶電質(zhì)子和帶電介子介子 5(沒有沒有介子介子)2粒子、裂變碎片、粒子、裂變碎片、重離子重離子2020中子中子依中子能量分依中子能量分5 個個區(qū)間區(qū)間,分別為分別為:5、1020、10、5能量能量En 的連的連續(xù)續(xù)函數(shù)函數(shù)2010-12-01輻射權(quán)重因子吉吉 林林 大大 學(xué)學(xué) 公公 共共 衛(wèi)衛(wèi) 生生 學(xué)學(xué) 院院 例如 ：肺受 射線照射的吸收劑量為

26、： D肺，=1mGy=1mJ/kg， 以 射線輻射權(quán)重因子修正后的肺劑量為 ： H肺=w D肺，=201mJ/kg=20mJ/kg 原來，肺的 射線劑量1mJ/kg，經(jīng)輻射權(quán)重因子修正后變成了20mJ/kg，也就是，以輻射權(quán)重因子w 計權(quán)修正后，已不再是射線的吸收劑量，其含意是：為與1mJ/kg射線吸收劑量，對肺組織造成的影響程度大致相仿，X、 射線的吸收劑量，需要20mGy 。 正是這個緣故，為與吸收劑量相區(qū)別，特別，對當(dāng)量劑量HT的SI導(dǎo)出單位“J/kg” ，賦于另一個專門名稱：希沃特（sievert）,國際代號：Sv（希） 。 當(dāng)量劑量HT的實質(zhì)就是：為與特定輻射對器官T造成的輻射影響程

27、度相仿，低LET輻射需要的吸收劑量。 放射防護評價中，當(dāng)量劑量HT的意義在于：對于特定器官 T ，無論對它造成照射的是何種輻射,只要當(dāng)量劑量HT值相同，該器官蒙受隨機性效應(yīng)的影響程度大致相仿。 3、有效劑量、有效劑量 ，E 有效劑量E是，以各自組織權(quán)重因子（tissue weighting factor）wT計權(quán)修正后，人體相關(guān)器官、組織當(dāng)量劑量的總和，亦即 ： wT是，與器官、組織 T 相應(yīng)的組織權(quán)重因子；它是依器官、組織隨機性效應(yīng)的輻射敏感性，對器官當(dāng)量劑量施加修正的一個因子。 wT的實質(zhì)是：全身各器官均勻受到相同當(dāng)量劑量照射時，個人蒙受的隨機性健康危害中，T 器官所占的份額。RRTRTT

28、TTTDwwHwE,表3.2 ICRP 最新的組織權(quán)重因子值（2007）器官、組織涉及的器官組織數(shù)目wT合計肺、胃、結(jié)腸、紅骨髓、乳腺、其余組織60.120.72性腺 ( 卵巢 、睪丸 )20.080.08食道、膀胱、肝、甲狀腺40.040.16骨表面、皮膚、腦、唾液腺40.010.04全身151.00 組織或器官 1990 年推薦值 2007年推薦值 紅骨髓、結(jié)腸、肺、胃 0.12 0.12 乳腺 0.05 0.12 其余組織0. 05 (只規(guī)定10個組織進行計算) 0. 12 (分男女各 取13 個組織) * 性腺 0.20 0.08 膀胱、食道、肝、甲狀腺 0.05 0.04 骨表面、腦

29、、唾液腺、皮膚 0.01(沒有規(guī)定腦和唾液腺) 0. 01組織權(quán)重因子WT吉吉 林林 大大 學(xué)學(xué) 公公 共共 衛(wèi)衛(wèi) 生生 學(xué)學(xué) 院院 放射防護評價中，有效劑量E的意義在于：放射防護關(guān)注的低劑量率、小劑量范圍內(nèi)，無論哪種照射情況（外照射、內(nèi)照射、全身照射抑或局部照射），只要有效劑量值相等，人體蒙受的隨機性健康危害，程度大致相仿。 包括有效劑量在內(nèi)，放射防護量，都無法直接測量，只能根據(jù)外照射的輻射場量、內(nèi)照射的放射性核素攝入量進行計算，或者通過其它可以測量的那些量來加以估計。 為規(guī)范有效劑量計算，ICRP規(guī)定了劑量計算的參考人數(shù)學(xué)模型，提出了具體計算有效劑量的程序和公式。 有效劑量，主要，也是最基

30、本的用途是，論證照射情況是否遵循放射防護標(biāo)準(zhǔn)。 輻射事故情況下，如果出現(xiàn)組織反應(yīng)，絕不能依據(jù)有效劑量，評估效應(yīng)程度、計劃必要行動。此時，必須估計：組織反應(yīng)所在的那些器官、組織的吸收劑量；如果該吸收劑量是由高LET輻射引起的，則要用與組織反應(yīng)對應(yīng)的相對生物效應(yīng)（RBE）對劑量計權(quán)，即計算：RBED 。這里，RBE不僅依賴輻射的類型和能量，而且與照射當(dāng)時劑量的分布有關(guān)。 4、待積量、待積量 器官、組織的待積當(dāng)量劑量 是，單次攝入放射性核素后， 時間內(nèi),器官、組織 當(dāng)量劑量的累計值 ： 其中， 是，t0時刻攝入放射性核素，在此后的t時刻，對器官、組織T所致的當(dāng)量劑量率；劑量的累計時間取: 成人50

31、年 、兒童 70 年。dttHHTttT)()(00)(tHT 待積有效劑量E()是，經(jīng)組織權(quán)重因子wT計權(quán)修正后，受照人體相關(guān)器官、組織的待積當(dāng)量劑量值的總和 : 內(nèi)照射情況下，人體蒙受的隨機性健康危害的程度，與待積有效劑量成正比。待積量的單位，依然是Sv。)()(TTHwE二、集體量和人均量 輻射實踐系指，使人類受照水平、受照可能性或受照人數(shù)額外增加的社會活動；例如：核武器制造、原子能發(fā)電、放射性同位素的生產(chǎn)和應(yīng)用，等等。放射防護的任務(wù)，不僅在于保護個人，還要減少、優(yōu)化輻射實踐涉及的職業(yè)人員、公眾成員受到的照射；力求從社會、經(jīng)濟角度言，使：放射防護的收益，與為之付出的代價恰如其分，正好相抵

32、，成為最佳組合，即所謂：“防護的最優(yōu)化”。為評估特定輻射實踐對受照群體造成的影響，便于放射防護的代價-利益分析，作為放射防護最優(yōu)化的工具，放射防護領(lǐng)域引用了“集體量”。輻射實踐防護最優(yōu)化集體量 對于同一輻射實踐，由于所處地理位置不同、生活習(xí)慣差異，受照群體中，不同個體未必都會受到相同水平的照射。例如，特定t時間內(nèi)，受照群體中，有效劑量介于E至E+dE的個體人數(shù)是dN/dE，則相關(guān)時間內(nèi)群體的集體有效劑量SE(E1，E2，t)定義為： 其中，E1，E2是集體劑量累加的劑量范圍。需注意，計算中，劑量累加的下限E1，不得低于10Sv/a。 21)/();,(21EEEdEdEdNEtEES t時間內(nèi)

33、，有效劑量處于劑量段的人數(shù)為： 不難看出，集體劑量，其實是，受照群體中，以人數(shù)計權(quán)后，個體劑量的總和。 集體劑量的單位是：manSv（人希）。 應(yīng)該強調(diào)，給出集體劑量數(shù)值時，必須同時說明：相關(guān)的輻射實踐 、涉及的時間范圍t和該時間范圍內(nèi)群體的人數(shù)N。 21)/();,(21EEdEdEdNtEEN 因為小人群大劑量 、大人群小劑量，可能對應(yīng)相同的集體劑量值，所以，為有效識別、保護受到高水平照射的亞群，給出集體量的同時，還宜給出：各個劑量、時間、年齡、地域段甚至每個性別的人均劑量。例如，t時間內(nèi)，有效劑量處于E1E2劑量段的人均有效劑量 為 ： );,(21tEEE);,(/)/();,(212

34、121tEENdEdEdNEtEEEEE 3.3.2 外照射監(jiān)測實用量: 一、基本概念 二、實用量一、基本概念 1、輻射測量設(shè)備的響應(yīng)：、輻射測量設(shè)備的響應(yīng)： 輻射測量設(shè)備的響應(yīng)是指，設(shè)備對“待測量”的 讀數(shù)，與“待測量”真值的比值。 輻射測量設(shè)備的能量響應(yīng)則是，其響應(yīng)隨入射輻射能量變化的趨勢。如果該變化是常量，則稱設(shè)備的能量響應(yīng)是均勻的，否則是非均勻的。 能量響應(yīng)的均勻性是輻射測量設(shè)備性能優(yōu)劣程度的重要標(biāo)志。 輻射監(jiān)測儀的方向響應(yīng)是指輻射測量設(shè)備響應(yīng)隨輻射入射方向變化的趨勢。 如果該變化是常量，則稱設(shè)備的方向響應(yīng)是各向同性的，否則是各向異性的。 若隨輻射入射方向變化，監(jiān)測儀的方向響應(yīng)與軟組織

35、吸收劑量具有雷同的變化趨勢，則稱設(shè)備的方向響應(yīng)與軟組織劑量是等方向的。對設(shè)備方向響應(yīng)的要求，將隨“待測量” 種類的變更而改變。 特定照射條件下，照射的控制，常有一個主要的制約因素，例如：人體受到能量低于20 keV 光子的全身照射時，只要皮膚當(dāng)量劑量低于劑量限值，則有效劑量也將遵從相應(yīng)的限值。 若特定照射條件下，皮膚 、眼晶體當(dāng)量劑量占相應(yīng)限值的份額為 f 皮膚 或 眼晶體 ，有效劑量占有效劑量限值的份額為 f 有效 。則 當(dāng) f皮膚 或 眼晶體 f有效 時, 稱入射輻射為：“弱貫穿輻射”； 當(dāng) f皮膚 或 眼晶體 f有效 時，稱入射輻射為：“強貫穿輻射”。2、強貫穿輻射和弱貫穿輻射、強貫穿輻

36、射和弱貫穿輻射 強 、弱貫穿輻射的界定，不是絕對的，會因照射條件的變化而改變。 能量低于20 keV 的光子、能量低于 2 MeV 的電子或 輻射，通常便視為: 弱貫穿輻射；中子，則總視為: 強貫穿輻射。3、品質(zhì)因子和劑量當(dāng)量、品質(zhì)因子和劑量當(dāng)量 輻射的品質(zhì)因子Q是：依據(jù)授予物質(zhì)能量的帶電粒子的生物學(xué)效能 RBE ，對特定位置上軟組織吸收劑量施加修正的一個權(quán)重。按ICRP(1990)建議，品質(zhì)因子Q與帶電粒子在水中的傳能線密度 L( keV / m )，有下列數(shù)值依賴關(guān)系：Q(L)=1(當(dāng)L10)0.32L-2.2(當(dāng)10L 100)300L-0.5(當(dāng)L 100) 組織中所關(guān)注一點 r 處的

37、 劑量當(dāng)量H(r)是同一點處軟組織吸收劑量D(r)與該點處輻射品質(zhì)因子的Q(r)乘積: 即：劑量當(dāng)量H(r)是: 經(jīng)同一點處輻射品質(zhì)因子Q(r)計權(quán)修正后，受照軟組織的吸收劑量。劑量當(dāng)量的SI單位是：J/kg，專門名稱亦為：Sv。 注意：常規(guī)的放射防護場合，切不用于已造成大劑量急性照射的事故情況。)()()(rDrQrH4、擴展場和齊向擴展場、擴展場和齊向擴展場 擴展場和齊向擴展場是，為定義場所輻射監(jiān)測的實用量，而引入的兩個虛擬輻射場。 若某一空間體積V內(nèi)，每一點上的粒子注量的譜、角分布,與所關(guān)注的輻射場r點處的粒子注量的譜、角分布均相同,即：,E (體積V中的每一點)= ,E（r）， 則稱空間體積 內(nèi)存在的輻射場為與上述 點相應(yīng) 的 擴展場。 若與r點相應(yīng)的擴展場內(nèi)，粒子都是朝一個方向運動的，則稱空間體積V內(nèi)存在的輻射場為與r點相應(yīng)的齊向擴展場。 5、體模與、體模與ICRU球球 體模是模擬人體對入射輻射散射、吸收特性的一類物體 。 ICRU球是：由軟組織等效物質(zhì)構(gòu)成的直徑為30 cm 的一個球體，系模擬人體軀干的一種體模。因為它是由國際輻射單位與測量委員會最先提出的，故放射防護領(lǐng)域稱之為“ICRU球”。ICR