1、职业照射防护内容提要内容提要n历史回顾n核技术应用简介n放射诊疗中的职业照射简述n电离辐射特点及其与物质的相互作用n放射防护的概念体系及其应用n内、外照射的辐射防护1.历史回顾历史回顾历史回顾重要人物重要人物H.Becquerel,法国物理学家法国物理学家（1852-1908），），1903年获得诺贝年获得诺贝尔奖。发现了铀尔奖。发现了铀(U)放射现象，放射现象，这是人类历史上第一次在实验室这是人类历史上第一次在实验室里观察到原子核现象。里观察到原子核现象。n1896,贝克勒尔（贝克勒尔（Becquerel）Nobel Prize in 1903 1896年，法国物理学家贝年，法国物理学家贝克
2、勒尔（克勒尔（1852-1908）发现只）发现只要有要有铀元素铀元素存在，就有贯穿存在，就有贯穿辐射产生辐射产生证明发射这种证明发射这种射线是铀原子自身的作用。射线是铀原子自身的作用。放射性的发现，引起人放射性的发现，引起人们对原子核内部的研究的深们对原子核内部的研究的深入。入。“进入原子内部进入原子内部”和和“分裂原子分裂原子”成为世纪之交成为世纪之交科学领域中振奋人心的口号。科学领域中振奋人心的口号。伦琴伦琴（Roentgen）世界上第一张世界上第一张X射线照片射线照片n1895,伦琴（伦琴（Roentgen）发现）发现 X 射线射线Nobel Prize in 1901历史回顾历史回顾重
3、要人物重要人物M.Curie，法国物理学家（法国物理学家（1867-1934），波兰人，），波兰人，1903年获得诺年获得诺贝尔奖。发现钋贝尔奖。发现钋(Po)和镭和镭(Ra);她的女儿她的女儿(I.Joliot-Curie,1897-1956)和女婿和女婿(F.Joliot-Curie,1900-1958)因发现人工放射性获因发现人工放射性获1934年诺贝尔奖。年诺贝尔奖。1898年，物理学家居里夫人（年，物理学家居里夫人（1867-1934）在寻找比铀）在寻找比铀的放射性更强的物质的过程中，先发现了一种新的放射性的放射性更强的物质的过程中，先发现了一种新的放射性元素，为纪念她的祖国波兰，她
4、将其名命为元素，为纪念她的祖国波兰，她将其名命为“钋钋”。居里夫妇又花了居里夫妇又花了4年时间，发现了镭，并在极端艰苦的年时间，发现了镭，并在极端艰苦的条件下，从几吨沥清铀矿渣中分离出条件下，从几吨沥清铀矿渣中分离出0.12克纯氯化镭，后克纯氯化镭，后又测出其原子量为又测出其原子量为225，其发出的射线比铀强，其发出的射线比铀强200多万倍。多万倍。贝克勒尔与居里夫妇因发现放射性荣获贝克勒尔与居里夫妇因发现放射性荣获1903年诺贝尔年诺贝尔物理学奖。另外，居里夫人因此获物理学奖。另外，居里夫人因此获1911年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。历史回顾历史回顾重要人物重要人物E.Rutherford
5、，英国物理学家英国物理学家(1871-1937)，新西兰人，新西兰人，1908年年获得诺贝尔奖。证实了获得诺贝尔奖。证实了a a 射线为射线为He2+，b b 射线为电子；射线为电子；提出了原提出了原子的核式模型；首次实现人工核子的核式模型；首次实现人工核反应；培养了反应；培养了10诺贝尔奖获得者。诺贝尔奖获得者。历史回顾历史回顾重要人物重要人物J.Chadwick，英国物理学家英国物理学家(1891-1974)，1935年因发现年因发现了中子获得诺贝尔奖。中子了中子获得诺贝尔奖。中子的发现被认为是原子核物理的发现被认为是原子核物理的诞生。的诞生。历史回顾历史回顾重要人物重要人物E.Fermi
6、，意大利物理学家意大利物理学家(1901-1954)，1938年获得诺年获得诺贝尔奖。发明了热中子链式贝尔奖。发明了热中子链式反应堆。反应堆。历史回顾历史回顾重要人物重要人物R.L.Mossbauer,德国物理学德国物理学家家(1929-1976)。1961年因为年因为对对辐射的共振吸收的研究辐射的共振吸收的研究和发现的和发现的Mossbauer效应获效应获诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖。历史回顾历史回顾重要人物重要人物李政道、杨振宁发现了在弱相互作用中宇称不守李政道、杨振宁发现了在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄的实验所证实。恒，并由吴健雄的实验所证实。历史回顾历史回顾重要人物重要人物丁肇
7、中，丁肇中，(1936)与与 B.Richter,(1931)分别发现分别发现J粒子，找到粒子，找到了美夸克存在的证了美夸克存在的证据，据，1976年获诺贝年获诺贝尔奖。尔奖。历史回顾历史回顾重要事件重要事件1896：H.Becquerel发现了铀发现了铀(U)放射现象放射现象;1897：P.&M.Curie发现钋发现钋(Po)和镭和镭(Ra);1899：卢瑟福发现卢瑟福发现a a,b b 射线；射线；1900：维拉德发现：维拉德发现g g 射线射线;1903：卢瑟福证实：卢瑟福证实a a 射线为射线为He2+，b b 射线为电子；射线为电子；1911：卢瑟福提出原子的核式模型；：卢瑟福提出原
8、子的核式模型；1919：卢瑟福首次实现人工核反应，发现了质子。：卢瑟福首次实现人工核反应，发现了质子。历史回顾历史回顾重要事件重要事件 1932：J.Chadwick发现了中子发现了中子;1934：F.&I.Joliot-Curie发现人工放射性；发现人工放射性；1939：O.Hahn等人发现重核裂变；等人发现重核裂变；1939：N.Bohr等提出液滴模型等提出液滴模型;1942：E.Fermi发明热中子链式反应堆；发明热中子链式反应堆；1945：原子弹试爆成功，并在广岛上空爆炸；：原子弹试爆成功，并在广岛上空爆炸；1952：氢弹试爆成功。：氢弹试爆成功。历史回顾历史回顾重要事件重要事件 19
9、58：我国建成第一座重水型原子反应堆我国建成第一座重水型原子反应堆;1964：我国第一颗原子弹试爆成功；：我国第一颗原子弹试爆成功；1967：我国第一颗氢弹试爆成功；：我国第一颗氢弹试爆成功；1969：我国首次成功地下核实验；：我国首次成功地下核实验；1984：我国受控热核聚变实验装置顺利启动；：我国受控热核聚变实验装置顺利启动；1988：北京正负电子对撞机首次对撞成功；：北京正负电子对撞机首次对撞成功；1991：秦山核电站发电成功：秦山核电站发电成功;历史回顾历史回顾重要事件重要事件 第一颗原子弹第一颗原子弹“小玩意儿小玩意儿”钚装药重钚装药重6.1千克，千克，TNT当量当量2.2万吨，试验
10、中产生了上千万度的高万吨，试验中产生了上千万度的高温和数百亿个大气压，致使一座温和数百亿个大气压，致使一座30米高的铁塔米高的铁塔被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹被熔化为气体，并在地面上形成一个巨大的弹坑。坑。在半径为在半径为400米的范围内，沙石被熔化成了黄绿米的范围内，沙石被熔化成了黄绿色的玻璃状物质，半径为色的玻璃状物质，半径为1600米的范围内，所米的范围内，所有的动物全部死亡。有的动物全部死亡。“原子弹之父原子弹之父”奥本海默在核爆观测站里感到奥本海默在核爆观测站里感到十分震惊，他想起了印度一首古诗：十分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇漫天奇光异彩，有如圣灵逞威，只有一千
11、个太阳，才光异彩，有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争辉。我是死神，我是世界的毁灭者。能与其争辉。我是死神，我是世界的毁灭者。”历史回顾历史回顾重要事件重要事件在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达天，高达12英里多。英里多。美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤。广岛市区的毁伤。广岛市区80%的建筑化为灰烬，的建筑化为灰烬，64000人丧生，人丧生，72000人受伤，伤亡总人人受伤，伤亡总人数占全市总人口的数占全市总人口的53%。长崎市。长崎市60
12、%的的建筑物被摧毁，伤亡建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市人，占全市总人口的总人口的37%。历史回顾历史回顾重要事件重要事件中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图中国的“两弹一星”n“两弹一星两弹一星”最初是指原子弹、导弹和最初是指原子弹、导弹和人造卫星人造卫星。“两弹两弹”中的一弹是原子弹，中的一弹是原子弹，后来演变为原子弹和氢弹的合称；另一后来演变为原子弹和氢弹的合称；另一弹是指导弹；弹是指导弹；“一星一星”则是则是人造地球卫人造地球卫星星。1964年年10月月16日我国第一颗原子弹日我国第一颗原子弹爆炸成功，爆炸成功，1967年年6月月17日我国第一颗日我国
13、第一颗氢弹空爆试验成功，氢弹空爆试验成功，1970年年4月月24日我日我国第一颗人造卫星发射成功。国第一颗人造卫星发射成功。中国中国的的“两弹一星两弹一星”，是，是20世纪下半世纪中华世纪下半世纪中华民族创建的辉煌伟业。民族创建的辉煌伟业。2、核技术应用简介n医学诊断与治疗；n核能；n工业探伤；n医疗设备的灭菌；n食品辐照保鲜；n科学和医学研究。放射性同位素及射线装置应用放射性同位素及射线装置应用湿式贮源辐照装置全景图湿式贮源辐照装置全景图 干式贮源辐照装置全景图干式贮源辐照装置全景图 辐照装置辐照装置辐照小麦原冬辐照小麦原冬3 3号号源不离开装置（屏蔽）源不离开装置（屏蔽）伽马探伤装置伽马探
14、伤装置n 有快门结构有快门结构 n 源通过气压装置移到曝光位置源通过气压装置移到曝光位置管道爬行探伤装置管道爬行探伤装置n 特殊应用：陆特殊应用：陆上管道上管道、海底、海底管道管道n 采用外部辐射采用外部辐射源提供走源提供走/停的停的信息信息n 外部控制源一外部控制源一般采用般采用137Cs。管道爬行探伤装置管道爬行探伤装置三个主要部件：三个主要部件：n X线管线管n 控制板控制板n 高压电缆高压电缆X射线探伤设备射线探伤设备通过探测器测量穿过被检查物质的射线量。典型采用通过探测器测量穿过被检查物质的射线量。典型采用GBq的的137Cs密度测量仪密度测量仪探测器探测器Detector物质流向物
15、质流向 Material Flow开关控制开关控制Shutter Control屏蔽屏蔽Shielding源源Source关（开）关（开）Shutter(open)密度测量仪密度测量仪核子秤核子秤传送带称重仪器传送带称重仪器 探测器探测器传送带上的物品传送带上的物品 源源核子秤核子秤传送带称重仪器传送带称重仪器通常一个或多个仪器和探测器被用作通常一个或多个仪器和探测器被用作“开开/关关”，用来控制料箱或料斗中物料，用来控制料箱或料斗中物料的位置等，大、厚壁容器可能使用的位置等，大、厚壁容器可能使用GBq的的 60Co。物位测量仪物位测量仪 Level Gauges高位探测器高位探测器低位探测器
16、低位探测器源源料位计料位计厚度测量仪厚度测量仪湿度湿度/密度计密度计n密度测量：密度测量：伽马源伽马源(137Cs)推出推出屏蔽室到源棒末端，并位于被测屏蔽室到源棒末端，并位于被测物质中进行测量。物质中进行测量。湿度测量：湿度测量：仪器里中子仪器里中子源源(通常是通常是 241Am-Be)通过通过中子散射测定湿度。中子散射测定湿度。g g g g nng g 探测器探测器Detectors钻井测量钻井测量烟雾探测器烟雾探测器X射线机射线机用于介入放射学的荧光透视设备介入放射学透视设备介入放射学透视设备Fluoroscopy equipment for interventional radiol
17、ogyCT检查CT诊断装置诊断装置 Computed Tomography模拟定位机模拟定位机Radiotherapy Simulator放射治疗的应用及其事故放射治疗的应用及其事故深部深部X射线治疗机射线治疗机Orthovoltage(deep)x-ray equipment伽马远距离治疗装置伽马远距离治疗装置 Gamma ray equipment伽马远距离治疗装置伽马远距离治疗装置Source head and a typical source transfer mechanismCo60 放射源放射源镀镍镀镍 60Co 片片高特殊活性高特殊活性 60Co 片片不锈钢间隔定制源不锈钢间隔
18、定制源的体积的体积低碳不锈钢双层封低碳不锈钢双层封装装特殊组装程序特殊组装程序确保源密度均确保源密度均匀匀螺旋线焊接螺旋线焊接医用直线加速器医用直线加速器 Linear Accelerator现代加速器有多种治疗选项,例如：nX射线或电子n2 档X射线能量n5 档或更多电子线能量医用直线加速器医用直线加速器 质子加速器放射治疗质子加速器放射治疗伽马刀伽马刀 Gamma KnifeThe Gamma Knife:-病人定位准直器使用多颗高活度 60Co 放射源固定在装置中,以便放射线束聚焦于治疗的特定位置。常用于治疗头部肿瘤治疗期间传输管锁进位置 绿灯指示传输导管在使用中高剂量率近距离放射治疗装
19、置高剂量率近距离放射治疗装置VariannPET 扫描器扫描器辐射源在核医学中的应用辐射源在核医学中的应用简言之,99mTcO4 是加进药瓶中的一种带放射性核素的化合物。其结果是放射性药物将被指定器官吸收，用相机进行显像（或分析）。锝锝99 Technetium 99m常用的放射性药物常用的放射性药物是在加速器上产生；碘碘131 Iodine 131131Iodine:-n用于涉及甲状腺诊断程序，也用于甲状腺疾病的治疗；n 可以用胶囊或液体形式给药;n 给药期间需要给予特别的警惕。常用的放射性药物常用的放射性药物Industrial cyclotronMedical Cyclotron核医学应
20、用的其他放射性核素(例如，PET)涉及回旋加速器的使用。其它放射性药物其它放射性药物 伽马相机伽马相机 Gamma Cameras单光子发射断层摄影单光子发射断层摄影 SPECT ImagingPET-CT：回旋加速器、药回旋加速器、药物合成、扫描物合成、扫描3放射诊疗中职业照射简述放射诊疗中职业照射简述职业照射n 工作人员在其工作过程中所受的所有照射。n （除了国家有关法规和标准所排除的照射以及根据国家有关法规和标准予以豁免的实践或源所产生的照射以外）放射工作人员n受聘用全日、兼职或临时从事辐射工作并已了解与职业辐射防护有关的权利和义务的任何人员，自聘用人员被认为同时具有法人和工作人员的责任
21、。（GB188712002）n从事超过放射性豁免限值的职业照射实践的人员。放射诊疗职业照射分类 n诊断放射学2A n牙科放射学2Bn核医学2Cn放射治疗2Dn介入放射学2En辐射其它医学应用2F 辐射医学应用中的职业照射 n在医疗机构从事医用辐射服务的放射工作人员是最大的职业受照群体。n放射科、放射治疗科、核医学科和牙科放射学的医生、技师和辅助人员，从事介入放射学的心血管科医生、技术人员和护士。n在C臂X射线机透视下实施骨科手术的医护人员，从事其它特殊辐射程序的人员。n据IAEA和WHO报告，全世界生产的放射性同位素约80%90%用于医学目的，医用加速器占全世界加速器总数的一半。全世界放射工作
22、人员大约75%在医务界。n随着医用辐射日益广泛普及，我国医学放射工作人员达十多万人。山东省一万九千余人。n医学放射工作人员所受到的辐射剂量差异很大。1、诊断放射学n诊断放射学是医学中职业照射的最主要的来源，个人平均年有效剂量约1mSv，放射技师和那些参与介入放射学程序的人员个人剂量往往会高一些。n工作量是一个很重要的因素，一般来说，个人剂量的大小与工作量呈正相关。当然，与培训和铅围裙的使用也很有关系，特别是在控制荧光透视和特殊检查的受照方面。2、核医学n诊断放射学的主要目的是解剖学成像，而核医学更多的是调查生理过程，采用许多方法特别是一些形式的测量来量化器官的功能。nECT:放射性核素产生器，
23、特别是99mTc的使用，需要在洗提过程中处理几十GBq的放射性物质。nPET/CT使用18F,511keV能量较高.核医学（续）n碘-131甲癌、甲亢治疗。n在进行临床核医学操作时，受照剂量的大小取决于所采取的预防措施，包括在注射时使用注射器屏蔽。n在实施注射及给患者和照相机定位时，工作人员必须接近患者。通常，照相过程对工作人员的剂量贡献最大。n工作人员的内照射一般比外照射低得多，在放射性药物的生产、分析和注射时应采取防止吸入和食入的防护措施。个人平均年有效剂量约12mSv。n女性工作人员发觉自己怀孕后要及时通知用人单位，以便必要时改善其工作条件。孕妇和授乳妇女应避免受到内照射。用人单位有责任
24、改善怀孕女性工作人员的工作条件，以保证为胚胎和胎儿提供与公众成员相同的防护水平。3、放射治疗n虽然放射治疗过程中使用很高的辐射剂量，但职业照射水平是比较低的。采用外部射束治疗时，工作人员一般不留在治疗室，经过校准的射束不会造成对工作人员有意义剂量的照射。n然而，在将一个密闭源插植到某一特定器官进行近距离放射治疗时，由于很难提供屏蔽，可能使操作者的手部和面部受到照射，通常是工作人员受照的最主要来源；在接收或准备这些源时、在装卸源以及在治疗过程中均可能受到照射。放射治疗（续）n有些受照也会发生在60Co远距离治疗装置，这是由于源在关闭位置时的辐射泄漏和穿过屏蔽层的辐射。n来自加速器的受照类型取决于
25、射束的类型（光子或电子）和射束能量：能量低于10MeV时，受照仅来源于穿过屏蔽层的的照射；超过10MeV时，光核反应会产生中子和活化产物。n治疗结束后马上进入治疗室的人员会受到残余放射性的照射，但受照剂量比较低。放射治疗（续）n年有效剂量超过1mSv的放疗技师、放射治疗医师和其他辅助人员的人数很少，而在近距离治疗中，手术室和病房护士年有效剂量可能超过2mSv。电离辐射特点及其与物质的相互作用电离辐射特点及其与物质的相互作用4电离辐射的特点及其与物质相互作用电离辐射的特点及其与物质相互作用一、几个基本概念 n(电离)辐射 (ionizing)radiation：在辐射防护领域，指能在生物物质中产
26、生离子对的辐射。n电离事件 ionizing event：粒子与物质相互作用产生离子对或离子群的过程。n放射性 radioactivity:某些核素自发地放出粒子或射线，或在发生轨道电子俘获之后放出X射线，或发生自发裂变的性质。n放射性核素 radionuclide:具有放射性的核素。n（辐射）源 (Radiation)Source:可以通过发射电离辐射或释放放射性物质而引起辐射照射的一切物质或实体。例如,发射氡的物质是存在于环境中的源,g辐照消毒装置是食品辐照保鲜实践中的源,X射线机可以是放射诊断实践中的源,核电厂是核动力发电实践中的源。n照射 Exposure:受照的行为或状态。照射可以是
27、外照射(体外源的照射),也可以是内照射(体内源的照射)。照射可以分为正常照射或潜在照射；也可以分为职业照射、医疗照射或公众照射；在干预情况下,还可以分为应急照射或持续照射。n实践 Practice:任何引入新的照射源或照射途径、或扩大受照人员范围、或改变现有源的照射途径网络，从而使人们受到的照射或受到照射的可能性或受到照射的人数增加的人类活动。n干预 Intervention:任何旨在减小或避免不属于受控实践的或因事故而失控的源所致的照射或照射可能性的行动。n防护与安全 Protection and safety:保护人员免受电离辐射或放射性物质的照射和保持实践中源的安全,包括为实现这种防护与
28、安全的措施，如使人员的剂量和危险保持在可合理达到的尽量低水平并低于规定约束值的各种方法或设备,以及防止事故和缓解事故后果的各种措施等。电离辐射标志电离辐射警告标志 n警告标志的含义是使人们注意可能发生的危险。其背景为黄色，正三角形边框及电离辐射标志图形均为黑色，“当心电离辐射”用黑色粗等线体字。IAEA新的警告标志（类、类和类放射源）二、电离辐射与非电离辐射二、电离辐射与非电离辐射 人工电离辐射：2 000多种人工放射性核素：如60Co,137Cs,90Sr,131I,140Ba等半衰期10年以上100种 射线装置：X线机、CT、医用放射性同位素 天然电离辐射：初级宇宙线，次级宇宙线宇生核素：
29、3H,7Be,14C,22Na 地壳中的放射性核素：铀系(44.7亿年)；钍系(141亿年 锕系(7.04亿年)；镎系(2.2百万年）40K（128亿年)，87Rb(475亿年)电离辐射电离辐射-可引起物质电离的辐射：a、b、g、X 射线，宇宙线，中子、质子、正负电子、重粒子、裂变碎片等。非电离辐射非电离辐射-不能引起物质电离的辐射电磁辐射、微波、激光、红外线、紫外线、超声波（B超）等。不能用电离辐射的理论，来解释非电离辐射造成的健康问题。三、电离辐射种类及其特点n电磁辐射：实质上是电磁波，仅有能量没有静止质量。n粒子辐射：一些组成物质的基本粒子，或者是由这些基本粒子构成的原子核，粒子辐射既有
30、能量，又有静止质量，是一些高速运动的粒子。（一）电磁辐射nX射线和射线都是电磁辐射。此外，无线电波、微波、红外线、可见光和紫外线也都属于电磁辐射。n只有X和射线能引起物质分子的电离，为电离辐射。其它为非电离辐射，不能引起物质分子的电离，只能引起分子振动、转动或电子能级状态的改变。n在这些电磁辐射中，它们具有相同的波速，但频率和波长彼此不同，波长越短，频率愈大者，其能量愈高，穿过物质的能力愈大。无线电波无线电波 红外线红外线 紫外线紫外线 射线射线 X射线射线 101 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 （波长（波长 cm
31、）可见光可见光1.X 射线nX射线是用一种电子装置产生的。在这种电子装置中，电子被加速到高能，然后轰击靶（靶材料通常为钨或金）而产生X射线。X射线由两种原子核外的物理过程产生：n高速电子在物质中受阻而减速，其能量以电磁辐射的形式放出。n高速电子与靶原子碰撞，把内壳层某一能级上的电子击出原子，然后外壳层某一能级上的电子去填补内壳层留下的空位，放出能量等于这两个能级之差的光子。n前者的能量为连续谱，最大能量等于轰击靶的电子的动能。n后者为几种单能的光子，能量取决于靶原子的电子壳层结构。轰击电子的能量越高，后者所占的比例越小。2.射线n射线来自放射性核素的衰变，当不稳定的核分裂或衰变，变成稳定的核时
32、，多余的能量以射线方式放出。n射线不带电，它的穿透本领最强，要比射线大50100倍，比射线大10000倍。射线在空气中的射程可达几百米，但它的电离本领却比射线、射线都小。故对射线主要是防止体外照射。nX和射线均由光子组成，它们在本质上或物理特性上没有什么差别，在电磁辐射能谱中所占的范围基本相同。只能从它们的来源不同加以区分。nX射线是从核外产生的，而射线是从核内产生的。（二）粒子辐射 n粒子辐射是一些组成物质的基本粒子，或者由这些基本粒子构成的原子核，这些粒子具有运动能量和静止质量，通过消耗自己的动能把能量传递给其它物质。n主要的粒子辐射有粒子、粒子（或电子）、质子、中子、负介子和带电重离子等
33、。1.射线 n一般只有当原子序数在83以上的重元素，例如氡、锕、钍、镭与铀等原子核才能释放出此种射线。n 射线是某种粒子流。经过实验证明，射线的质量为氢原子的四倍，并带有两个正电荷，核内有二个中子和二个质子，所以它是氦原子核。n射线的初速度每秒为10,00020,000km，相当于410 MeV的动能。用它轰击其他核时，可以制成同位素。n 射线通过某些物质时，使物质的原子发生电离。这时射线把能量给了阻止物质的原子，本身的能量逐渐减少，速度也随之减慢。射线穿过阻止物质的距离就叫射线在该物质中的射程。n射线的电离本领强，所以它的穿透力很弱。n在空气中的射程只有几个厘米，如果遇到固体物质或液体物质时
34、，射程更要缩短。数千分之一厘米厚的铝片或一张普通的纸，就可以完全挡住射线。n但因它的电离本领强，进入生物机体后，能引起很大的损伤。所以对射线，主要是防止进入体内。2.射线n当原子核内某一个中子转变成质子时，伴随着电子的产生。这个电子就是射线。n 射线的电离本领不如射线大。3.中子n中子是原子核的组成部分，每当U或Pu等原子核分裂时，都能释放出中子来。因此在原子反应堆里或原子弹爆炸时，都能产生大量的中子流。n中子的质量几乎与质子相等，但不带电荷，因此它的穿透本领与射线近似。但中子通常不稳定，很快放出一个电子而变为质子。质子是重带电粒子，其电离本领很强，故中子射入人体后，在体内的损伤作用也是很强的
35、。尤其是中子在轻物质（如水）中很快减速，故对人体组织损害更大。n但中子通常不稳定，很快放出一个电子而变为质子。n质子是重带电粒子，其电离本领很强，故中子射入人体后，在体内的损伤作用也是很强的。n尤其是中子在轻物质（如水）中很快减速，故对人体组织损害更大。n穿透性辐射照射所致生物细胞中分子成分的电不稳定性可引起损伤。引起原子或分子中电不稳定性的过程称为电离（ionization）。虽然中子不带电荷，但质量较大，通过与构成组织的原子的碰撞造成组织损伤。电离辐射穿透组织的能力n a粒子质量较大，几乎不能穿透皮肤表皮的角化层，因此，发射a射线的放射性核素不会造成有意义的损害，除非通过吸入、食入或污染伤
36、口而进入体内。na射线有很强的电离本领，一旦进入人体组织和器官时破坏较大。n粒子质量小，能穿透1cm左右的组织，因此发射射线的放射性核素尤其对诸如皮肤上皮、肺泡和肠绒毛等浅表组织有害，但是，只有在吸收或沉积于体内的情况下才对内脏器官造成损害。n射线、X射线和中子穿透性更强，因而也对内脏器官更具有潜在的危害。辐射的贯穿能力na粒子几乎不能穿透皮肤表皮的角化层（纸）n原子序数较低的物质（铝、有机玻璃）屏蔽粒子n高原子序数的重物质（铅）屏蔽光子（、X射线）n含氢多的物质（石蜡、水）屏蔽中子n射线与铍（Be）的相互作用可产生中子n粒子被高原子序数的重物质（例如铅）阻挡可能产生X射线n某些类型的辐射与其
37、他类型的辐射相比较产生生物学损伤的能力更强。n例如，在器官或组织中一定剂量的中子或粒子造成的生物学损伤，与1020倍剂量的粒子或射线造成的生物学损伤相当。四、放射性同位素的衰变1.衰变方式衰变方式 任何一种放射性同位素在放出或射线后，它本身就变成另一种新的元素。凡是能放出射线者，就叫做衰变；能释放射线的就叫衰变。假使在衰变或衰变后，放射性同位素的原子核内仍有多余的能量，则此原子核处于激发状态，它往往是以放出射线来回到稳定的原子核。在衰变时，常伴随有射线的产生。2.2.衰变规律与半衰期衰变规律与半衰期 一定量的放射性物质，测量它在每时刻放一定量的放射性物质，测量它在每时刻放射出来的粒子数，发现它
38、并不是一成不变的。射出来的粒子数，发现它并不是一成不变的。它们是按照指数规律衰减的：它们是按照指数规律衰减的：N=N0e-t N N0 0是是t=0t=0时刻的原子数，时刻的原子数，N N是是t t时刻时刻尚未衰变的原子数。尚未衰变的原子数。称为衰变常数，衰变称为衰变常数，衰变常数大，衰变的快。原子核衰变到原来的一常数大，衰变的快。原子核衰变到原来的一半所需的时间称之为半所需的时间称之为半衰期半衰期。n对任何一种放射性同位素来说，单位时间衰变的原子越多，放射性越强，同种元素则量多的放射性就强；等量放射性元素半衰期短的放射性就强。五、射线与物质的相互作用n电离和激发n散射n轫致辐射n吸收射线与物
39、质相互作用的各种类型射线与物质相互作用的各种类型辐辐 射射过过 程程附附 注注与束缚电子发生非弹性碰与束缚电子发生非弹性碰撞撞产生激发和电离产生激发和电离（1 1）与原子电子发生非）与原子电子发生非弹性碰撞弹性碰撞（2 2）在原子核场中减速）在原子核场中减速 产生激发和电离产生激发和电离产生韧致辐射产生韧致辐射 和和射线射线（1 1）光电效应）光电效应（2 2）康普顿散射）康普顿散射（3 3）生成电子对）生成电子对 光子完全被吸收光子完全被吸收光子只有一部分能量被吸光子只有一部分能量被吸收收光子只有一部分能量被吸光子只有一部分能量被吸收收 六、辐射量和单位n放射性活度与辐射剂量n射线能量 吸收
40、剂量n射线种类 -辐射权重因数 当量剂量n组织和器官种类 组织权重因数 有效剂量放射性的特征放射性的特征-活度活度n放射性衰变：N=Noe-t 随机性半衰期T1/2：475亿年（87Rb）-2.810-10s（133Cs）“一尺之棰，日取其半，万世不竭一尺之棰，日取其半，万世不竭”衰变常数：=0.693/T1/2n放射性活度：单位：贝可（Bq），1Bq=1decay/s，旧单位：居里（Ci），1Ci=3.71010Bq。放射性的特征放射性的特征-能量能量n137Cs 662 kev;60Co 1332.5 kevna谱仪、g谱仪（多道g脉冲幅度分析器）。没有b谱仪；nNaI(Tl)g谱仪：探测
41、效率：与能量、晶体有关，分辨率：9%-（662 kev）n半导体g谱仪：相对探测效率：20%以上 分辨率：2.2 kev （1332.5 kev）考虑能量吸收的吸收剂量考虑能量吸收的吸收剂量n吸收剂量D：表示吸收了多少能量。单位：焦耳/千克（J/kg）专用名称：戈瑞（Gy）旧单位：拉德（rad）：每克物质吸收100尔格的能量为1拉德。1 Gy=100 rad考虑辐射权重因子的当量剂量考虑辐射权重因子的当量剂量n当量剂量当量剂量H：考虑了辐射权重因数的吸收剂量称为当量剂量。在组织T中的当量剂量为：HT-组织或器官T的当量剂量，单位：焦耳/千克 专用名称：希沃特（Sv）wR-辐射权重因数DT.R-
42、组织或器官T接受的来自射线R的吸收剂量（Gy）。对于g、X射线而言，其辐射权重因数为1，所以 1 Sv=1 Gy。对其它射线可不一样。RRTRTDH.辐射权重因数值辐射权重因数值n辐射权重因数辐射权重因数w wR R：受照后人体的损伤程度，与接受的能量有关，还与射线种类有关。因此必须引入一个与射线品质有关的辐射权重因数wR。种类种类能量范围能量范围辐射权重因数辐射权重因数wR光子光子所有能量所有能量1电子及电子及介子介子所有能量所有能量1中子（随中子能量的连续中子（随中子能量的连续函数）函数）50 Mev质子和荷电的质子和荷电的介子介子2a a 粒子，裂变碎片，重核粒子，裂变碎片，重核 206
43、/)2ln(20.170.5nEe6/)ln(22.185.2nEe6/)04.0ln(225.35.2nEe考虑组织权重因数的有效剂量考虑组织权重因数的有效剂量有效剂量有效剂量E-考虑到组织权重因子的当量剂量，称为有效剂量。有效剂量为体内所有组织和器官的加权当量剂量之和。表示为：E-人体接受的有效剂量，单位：焦耳/千克（J/kg），专用名称：希沃特（Sv），与当量剂量同T-器官或组织T的组织权重因数，HT -器官或组织的当量剂量。TTTHE组织权重因组织权重因数数值值n组织权重因数组织权重因数 T T-引入组织权重因数的目的是为了表明器官或组织T的危险度对全身总危险度的贡献。组织或器官组织或
44、器官组织权重因数组织权重因数 T T红骨髓红骨髓0.12结肠结肠0.12肺肺0.12胃胃0.12乳腺乳腺0.12其余组织或其余组织或器官器官0.12性腺性腺0.08组织或器官组织或器官组织权重因数组织权重因数 T T肝肝0.04食道食道0.04甲状腺甲状腺0.04膀胱膀胱0.04皮肤皮肤0.01唾液腺唾液腺0.01脑脑0.01骨表面骨表面0.01活度A、吸收剂量DT、当量剂量HT和有效剂量E之间关系 5电离辐射的健康效应电离辐射的健康效应一、辐射作用于人体的方式 根据辐射源与人体的相对位置，可将辐射作用于人体的方式分为：n外照射n内照射n放射性核素体表污染n复合照射 1.外照射n是指辐射源位于
45、人体外对人体造成的辐射照射。n外照射可以是全身受照或局部受照。n如果位于人体外的X射线、射线或射线的辐射源被关闭或移走，则不会有进一步的辐射发生。n如果辐射源体积很小，且紧贴身体（在衣服口袋里或用手摸），一般只发生局部照射；n若人员离源相对较远或源的大小与人体大小相当，人体围绕源移动，则可导致受照剂量近似均匀分布的全身照射。离源越远，移动越频繁，剂量分布越均匀。n如果源相对紧贴身体，并有一些屏蔽，将导致部分或局部受照；源贴身越近，照射范围越小，但局部照射剂量越大。2.内照射 n是指进入人体内的放射性核素作为辐射源对人体的照射。n辐射源沉积的器官，称为源器官；受到从源器官发出辐射照射的器官，称为
46、靶器官。n均匀或比较均匀地分布于全身的放射性核素引起全身性损害（例如氚）。n选择性分布的放射性核素以靶器官的损害为主，靶器官的损害因放射性核素种类而异 放射性碘可引起甲状腺损伤 镭、钚等亲骨放射性核素可导致骨损伤 稀土元素和以胶体形式进入体内的放射性核素可导致网状内皮系统的损伤3.放射性核素外污染 n放射性核素外污染是指放射性核素沾附于人体表面（皮肤或粘膜），或为健康的体表，或为创伤的表面。n所沾附的放射性核素对沾附局部构成外照射源，同时可经过体表吸收进入血液构成内照射。辐射效应分类 按其作用机理可分为：n随机性效应（stochastic effects）n确定性效应（deterministi
47、c effects）。确定性效应n通常情况下存在剂量阈值。n超过阈值时，剂量愈高则效应的严重程度越大。n超过阈剂量值时，发生率100%。n出现确定性效应常见的器官和组织有骨髓、肺、甲状腺、眼晶状体、生殖腺和皮肤。随机性效应n发生几率与剂量成正比而严重程度与剂量无关。n主要的随机性效应是遗传效应和致癌效应。n癌症发病率与接受的剂量有关，接受的剂量越大，癌症发病率越高n严重程度与接受的剂量无关。n没有最低剂量阈值。a随机性随机性b确定性确定性引起辐射损伤的常见来源n192Irn60Con137Csn裂变产物(b)n90SrnX射线机nX射线荧光衍射n回旋加速器产物局部放射损伤主要发生原因n事故照射
48、，局部、高度不均匀n放疗过量，失误（操作、计算）n误拾放射源n治疗机放射源不回位第五部分第五部分放射防护概念体系及其应用放射防护概念体系及其应用一、现代放射防护的基础一、现代放射防护的基础n防止发生确定性效应，把随机效应控制在可以接受的水平。n线形无阈假设 随机性效应没有剂量阈值，任何小剂量的照射，都会引起癌症危险度的增加。增加的幅度，可由大剂量引起的危险度，按线性模型外推得到。nALARA原则 要尽量避免一切不必要的照射。我们接受的辐射剂量，要保持在可以合理做到的最低水平（As Low As Reasonable Achievable）二、放射防护体系二、放射防护体系照射分为三类：职业照射医
49、疗照射公众照射完整的放射防护体系：实践的正当性防护的最优化个人剂量限值三者同等重要，缺一不可。不能单把个人剂量限值当作尺子来用，不考虑实践的正当性和防护的最优化。必须全面贯彻整个放射防护体系。n职业照射：除了国家有关法规和标准所排除的照射以及根据国家有关法规和标准予以豁免的实践或源所产生的照射以外，工作人员在其工作过程中所受的所有照射。n医疗照射：包括患者（包括不一定患病的受检者）因自身医学诊断或治疗所受的照射、知情但自愿帮助和安慰患者的人员（不包括施行诊断的执业医师和医技人员）所受的照射，以及生物医学研究计划中的志愿者所受的照射。n公众照射：指公众成员所受的辐射源的照射，包括获准的源和实践所
50、产生的照射和在干预情况下受到的照射，但不包括职业照射、医疗照射和当地正常天然本底辐射的照射。1.实践的正当化实践的正当化 采取任何可能接受辐射剂量的行动，都要经过事先论证，进行正当化分析。要使个人和社会得到的利益大于辐射造成的危害。否则就不能采取这样的行动。没有正当理由，就不要采取可能接受辐射剂量的行动。2.2.防护的最优化防护的最优化n在进行实践的正当性分析之后，确定了要进行涉及照射的实践，此时要进行防护最优化分析：对一项实践中的任一特定源，个人剂量的大小，受照的人数，以及在不是肯定受到照射的情形下其发生的可能程度，在考虑了经济和社会因素后，应当全部保持在可以合理做到的尽量低的程度。n这一程
