第七章辐射防护.doc

第七章? 辐射防护 ? 7.1? 剂量的定义、单位及标准 ??? ??? 辐射效应的研究和应用，离不开对电离辐射的计量，需要有各种辐射量和单位，用以表征辐射的特征，描述辐射场的性质，度量电离辐射与物质的相互作用时能量传递及受照物体内部的变化程度和规律。 ??? 辐射量的单位采用国际单位制(SI)单位。为了照顾当前新旧单位过渡的需要，在给出辐射剂量的SI单位的同时，还将指出过去沿用的专用单位。 ??? 7.1.1? 照射量 ??? 当X或γ射线穿过空气时，由于它们和空气中的分子(或原子)相互作用的结果，便产生了次级电子(即三个效应产生的电子)，这些次级电子由于获得了一定的能量，当它们和空气分子作用时就能使空气分子电离，形成离子对——正离子和负离子。X或γ射线的能量愈高，数量愈大，对空气电离本领愈强，被电离的总电荷量也就愈多。因此可用次级电子在空气中产生的任何一种符号的离子(电子或正离子)的总电荷量，来反映X或γ射量对空气的电离本领。由此，引出照射量这个物理概念。照射量是用来表征X或γ射线对空气电离本领的大小的物理量。也是沿用最久的辐射量。 ??? 1.照射量的定义和单位 ??? 所谓照射量，是指X或γ射线的光子在单位质量的空气中释放出来的所有次级电子(负电子和正电子)，当它们被空气完全阻止时，在空气中形成的任何一种符号的(带正电或负电的)离子的总电荷的绝对值。其定义为dQ除以dm所得的商，即： ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????(7.1) ??? 式中：dQ—当光子产生的全部电子被阻止于空气中时，在空气中所形成的任一种符号的离子总电荷量的绝对值；dm—体积球的空气质量。 ??? 照射量(P)的SI单位为库仑·千克-1用符号C·kg-1表示。 ??? 沿用的专用单位为伦琴，用字母R表示，简称伦。 ??? 1伦琴＝2.58×10-4库仑·千克-1 ??? ??? 1库仑·千克-1＝3.877×103伦 ??? 另外，还常用毫伦(mR)，微伦(μR)等单位，与伦琴的关系为： ? ???????????????????????????????????????????? ?IR＝103mR＝106μR ??? 照射量这个概念，不能用于所有的射线，只适用于X或γ射线对空气的效应，而且由于 测量所要求的电子平衡条件难以实现，它只适用于光子能量大约在几千伏到3兆伏之间的X或γ射线。照射量不能作为剂量的度量单位，这是因为当X或γ射线与物质相互作用时，伦琴单位的定义不能正确反应被照射物质实际吸收辐射能量的客观规律。当能量相同的X射线与物质相互作用时，物质的种类不同，吸收的辐射能量也不同。 ??? 2.照射量率的定义和单位 照射量率(亦称照射率)用字母p表示。照射量率的定义是单位时间的照射量，也就是dρ除以dt所得的商，即： ??????????????????????????????????????????????????? ????????????????????(7.2) ??? 照射量率(P)的SI单位为库仑·千克-1·秒-1用符号c·kg-1·s-1表示。其专用单位是伦琴或其倍数或其分倍数除以适当的时间而得的商，如伦/秒(R·S-1)，伦/分(R·mιn-1)、毫伦·/时(mR·h-1)等。 ??? 7.1.2? 吸收剂量 ??? 电离辐射与物质的相互作用实际是一种能量的传递过程，结果是电离辐射的能量被物质所吸收，引起被照射物质的性质发生各种变化，其中有物理的，化学的，生物学的等等。物质吸收的辐射能量愈多，则由辐射引起的效应就愈明显，为了衡量物质吸收辐射能量的多少，用以研究能量吸收与辐射效应的关系，引进了“吸收剂量”这个物理量。 ??? 1.吸收剂量的定义和单位 ??? 任何电离辐射照射物体时，受照物体将吸收电离辐射的全体或部分能量。如果受照物体是生物的话，将引起生物效应，生物效应的大小与吸收能量的多少有密切关系，也就是说吸收的能量越多，生物效应就越厉害。吸收剂量就是用来表征受照物体吸收电离辐射能量程度的物理量，其定义为：任何电离辐射，授予质量为dm的物质的平均能量? 除以dm所得的商，即： ??????????????? ????????????? ????????? ??????? (7.3) ??? 式中的为平均授予能。授予能ε为进入某一体积的全部带电电离粒子和不带电电离粒子能量的总和与离开该体积的全部带电电离粒子和不带电电离粒的能量总和之差，再减去在该体积内发生任何核反应或基本粒子反应所增加的静止质量的等效能量。 也就是说，吸收剂量是电离辐射传给每单位质量