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电离辐射剂量与防护课件(6)

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《电离辐射剂量学》课件

《电离辐射剂量学》课件
《电离辐射剂量学》PPT 课件
电离辐射剂量学是研究辐射物质相互作用的重要学科。本课程将系统地介绍 该领域的基本概念、测量技术和应用前景。
电离辐射的定义和分类
辐射类型
电离辐射和非电离辐射的分类及特点。
辐射源
天然辐射和人工辐射源的来源和特征。
辐射与物质
辐射与物质相互作用的基本原理。
辐射剂量的基本单位和符号表示
1 剂量单位
辐射剂量中常用的剂量单 位及其定义。
2 符号表示
剂量单位的符号表示和常 用缩写。
3 剂量计算
剂量计算公式和方法。
辐射单位换算及其意义
换算表
剂量计
影响因素
不同辐射单位之间的换算关系表。 常用的剂量计设备及其换算特性。 辐射单位换算中考虑的影响因素。
辐射的生物效应及其危害
1 生物效应
辐射对人体和生物体的影响及其生物效应。
离子在物质中电离过程的原 理和机制。
激发过程
离子激发和退激发的基本原 理和能量转换。
电离和激发角度
不同角度下电离和激发过程 的差异和影响。
能量沉积及损失过程的计算
1 能量沉积
离子能量在物质中的沉积 过程的计算方法和模型。
2 能量损失
离子在材料中能量损失的 计算方法和相关参数。
ห้องสมุดไป่ตู้3 能量传输
离子能量的传输和散射过 程及其相关计算方法。
2 剂量对比
3 防护措施
不同剂量对人体的影响对比和危害。
预防辐射危害的防护措施和安全措施。
相对论性离子运动理论
1
相对论理论
2
基于相对论和电磁场理论的离子运动模
型。
3
经典理论
基于经典力学和电动力学的离子运动理 论。

《电离辐射剂量学》课件

《电离辐射剂量学》课件
监测频次
根据核电站的运行状况和环境条件，制定合理的监测频次，以确保及时 发现异常情况并进行处理。
03
数据处理与分析
对监测数据进行处理和分析，提取有用的信息，评估核电站对周围环境
的辐射影响程度，为环境保护和公众健康提供科学依据。
核废料处理与处置中的辐射监测
监测方法
利用电离辐射剂量仪器对废料的放射性进行测量，包括废料的表面污染、放射性物质的释 放等。同时，还需要对废料处理设施的周围环境进行监测，以确保环境安全。
的职业健康等方面。
剂量学在核医学中的应用包 括药物剂量计算、辐射安全 评估和设备性能监测等方面
。
通过精确的剂量学研究和应 用，可以提高核医学的诊断 准确性和治疗效果，降低辐
射风险。
01
02
03
04
05
05
电离辐射剂量学在环境监 测中的应用
核电站周围环境的辐射监测
01 02
监测方法
通过设置监测站点，利用电离辐射剂量仪器测量周围环境的辐射水平， 包括空气、土壤、水体等。同时，还需要对生物样品进行监测，以评估 放射性物质对生态的影响。
表示电离辐射在物质中沉积的能量 ，单位是焦耳每千克（J/kg）。
照射量
表示电离辐射与空气相互作用产生 的电离效应，单位是库仑每千克（
C/kg）。
剂量当量
综合考虑了生物效应和辐射类型， 表示生物组织受到的伤害程度，单 位是希沃特每千克（Sv/kg）。
量纲
吸收剂量、照射量、剂量当量的量 纲分别是能量、电荷、时间。
优点
间接测量法适用于某些特定条件下，如低剂量率、 低能量辐射等，可以提供更全面的辐射信息。
应用场景
在环境辐射监测、核安全评估等领域有广泛 应用。

电离辐射剂量与防护ppt课件

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电离辐射剂量与防护 肖德涛
1
第二讲 固体核径迹探测器TLD （Solid State Nuclear Track Detector ）
一、辐射损伤机制（Principle of radioactive damage 1.径迹的形成、放大与观测
重带电粒子（高 LET）
↓作用
固体绝缘材料
粒子穿行路 (放大)蚀 蚀
径上产生辐 刻处理
刻
射损伤
径 迹
留下的损 伤痕迹
潜伏径迹
用 STIM 和光学显 微镜来测 读
2
2.辐射损伤 ①重粒子作用于矿物和无机玻璃（离子爆炸模型）
a.释放电子后形成圆柱形正电荷区域； b.正离子间相互排斥作用引起了晶格原子位移； c.损伤区域更易受蚀刻剂的腐蚀。 ②重离子作用于有机材料 a.分子链受照断裂，形成新的产物，它们对蚀刻剂非常敏感； b.损伤痕迹对蚀刻剂敏感区域较大，有较高的径迹检测灵敏度。
故对于给定的h值，潜伏径迹能够通过蚀刻放大至可 观测尺度的条件为：
arccohsarccVobs
xc
Vt
6
三、电化学蚀刻（Electrochemical etching） 1.蚀刻装置
2.ECE形成蚀刻径迹的形状：树状径迹 3.探测灵敏度与蚀刻方式之间的关系 四、预蚀刻和退火 目的：减小测量下限，提高探测灵敏度
3
3.伏径迹的稳定性 ①与作为探测器的材料的软化或熔化温度有关； ②辐射损伤修复（潜伏径迹退火）。
二、化学蚀刻（Chemical etching） 对于无机绝缘材料：强酸（HF） 对于有机绝缘材料：强碱（KOH\NaOH）
4
Vt WteEt kT Vt Vb
五、径迹计数 1.光学显微测读：人工和自动 2.STM和AFM自动测读 3.火花计数器自动测读 注：人工测读更准确。

电离辐射剂量学ppt课件

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即“尽可能低的合理程度”， 是电离辐射防护的基本原则之 一，要求在考虑到所有相关因 素后，采取一切合理措施，使 工作人员和公众成员受到的照 射尽可能地低。
电离辐射防护措施与技术
物理防护措施
包括使用屏蔽材料、控制辐射源的活度和时间、优化工作 流程和布局等，旨在降低或消除电离辐射对工作人员和公 众的影响。
CHAPTER 04
电离辐射剂量学应用
医学诊断与治疗
放射诊断
利用X射线、CT等放射 性设备进行疾病的诊断 。
放射治疗
通过放射性物质释放的 射线对肿瘤进行治疗。
放射性药物
利用放射性物质标记的 药物进行疾病诊断和治 疗。
核能工业
核能发电：利用核裂 变反应产生的能量进 行发电。
核能工业中的辐射监 测与防护：确保工作 人员和环境的安全。
CHAPTER 03
电离辐射剂量测量方法
直接测量方法
电离室法
利用电离辐射与气体分子相互作用产生电离现象，通过测量电离电流来推算辐射剂量。
电子平衡法
利用电离辐射在物质中产生的电子和正离子的平衡关系，通过测量电子和离子电流来推算辐射剂量。
间接测量方法
荧光法
利用某些荧光物质在电离辐射作用下发出荧光的特点，通过测量荧光强度来推算 辐射剂量。
有效剂量
表示全身受到电离辐射照射时，对健康造成影响的预期效应，是在考虑组织权 重因子和组织灵敏度系数的基础上计算得出的剂量当量。
周围剂量当量与定向剂量当量
周围剂量当量
表示在人体某部位周围所受到的剂量 当量，考虑了人体组织对辐射的敏感 程度和照射方向的影响。
定向剂量当量
表示在特定方向上受到的剂量当量， 用于描述定向辐射束对人体造成的损 伤。

电离辐射剂量与防护课件(6)

电离辐射剂量与防护课件(6)
Dm = =
hν hν E0
∫
0
n E0 d E 0
∫ [( S
0
/ ρ ) c . m /( S / ρ ) m ]d E
∫
0
n E 0 E 0 [1 Y m ( E ) ] d E 0
hν
Di =
∫
0
E0
n E0 d E 0
∫ [( S
0
/ ρ ) c . i /( S / ρ ) m ]d E
0
c .i
/( S / ρ ) m ]dE
E0
∫ [(S / ρ )
0
E0 0
c .m
/( S / ρ ) m ]dE 的推导公式:
/ ρ ) c , m /( S / ρ ) m ] dE / ρ ) c ,m dE /( S / ρ )] dl dl
∫ [( S
E0 0
= = = =
∫ [( S ∫ (S
由上式得:
∞
(S—A公式)
( L / ρ ) m .i =
∫Φ
∞
δ
E
( (
L
ρ
) m dE ) i dE
∫Φ
δ
E
L
ρ
( L / ρ )m = ( L / ρ )i
3.考虑了腔室干扰带电粒子辐射场的 的表示 考虑了腔室干扰带电粒子辐射场的D的表示 考虑了腔室干扰带电粒子辐射场的
D m = Di ( L / ρ )m .i Pu
�
2.B-G关系式 关系式 在连续慢化近似条件下:
Dm = Di =
由以上两式得:
∞
∫Φ
0 E
E
( S / ρ ) c ,m d E

电离辐射剂量与防护

电离辐射剂量与防护

10-1
10-2
10-1
100
101
102
X Title
数据表格中X、Y为对数时内插法应用的注意事项
内插法即线性插值法，因此对X、Y值之间的值需要线性关 系才能满足内插法条件，若X或Y需要以其对数值的方式出 现时，则需要把相关的值做对数化处理。
三、γ 辐射源
源类型：常见的γ源一般可以看作是点源，因此这里重点考 虑点源的剂量计算，对于其它如线源、面源、体源等均可以 看作是点源的集合体，结合高等数学，可以从点源出发进行 计算；
*对于非点源,除了需要考虑它的形状,体积外,还要考虑辐 射源自身的吸收与散射等因素对剂量的影响。
(2)以线状源为例计算剂量学量
dx
a
L
x
θ O
r
设源长L(m),总活度为A(Bq),则线活度(单位长度上 的活度)为η1=A/L,那么线状源上任一小段dx可着成点源， 其源度为η1dx,它在Q点造成的比释动能率为：
(2) Er 曲线在某个能量有极小值
原因:
Er


故μ 在某一特定能量(Eγ )min处出现最小值. 实践意义：在(Eγ)min附近的光子在物质中的穿透本领 最强，即最不易被减弱。
Z>50的物质： (Eγ)min在3~4MeV之间 低Z物质： (Eγ)min>10MeV
2.两个概念
a 发射率常数,单位Gy m2 mA-1 min-1；
r 参考点距离靶的距离，单位m;
a、注意在实际应用中各个分量的单位的统一和确定！！ b、查表时注意读取方法！！ 课本P72例2的计算；
数据图中X、Y轴为对数坐标的读数方法(暂行)：
105
104
103

CT辐射剂量与防护ppt课件

CT辐射剂量与防护ppt课件

四、思考
1. 设置合理的扫描条件 根据患者体型、检查部位的不同个性化扫描参数
7、CT操作中的防护要求
7.6 开展CT检查时，应做好非检查部位的防护，使用防护 物品和辅助防护设施：铅橡胶，铅围裙（方形）或方巾，铅 橡胶颈套，铅橡胶帽子，严格控制对诊断要求之外部位的扫 描（定位平扫除外）。 7.7 在CT检查过程中应对受检者与患者进行全程监控，防 止意外情况。 7.8 施行CT检查时，其他人员不得滞留在机房内。当受检 者或患者须携扶时，应对携扶者采取必要的防护措施 7.9 在CT检查的教学实践中，学员的放射防护应按GBZ 179的规定执行
虽然辐射可能对人体造成损伤， 但如剂量不高，机体可以通过自身 的代谢过程对受损伤的细胞或局部 组织进行修复，这种修复作用程度 的大小，既与原初损伤的程度有关，
3 又可能因个体间的差异而有所不同。
细胞水平损伤
电离辐射的生物效应
生物学效应 确定性效应 是指效应的严重程度（取决于细胞群 中受损细胞的数量或百分比）与受照射剂量的大小 成正比。
随机效应 是指效应的发生率（不是严重程度）与 照射剂量的大小有关，如遗传效应和辐射诱发癌变 等，这种效应在个别细胞损伤时（主要是突变）即 可出现
电离辐射的生物效应
生物学效应 确定性效应 由于射线照射杀死相当数量细胞，而这些细 胞又不能由活细胞的增殖来补充，由此引起 的细胞丢失可在组织和器官中产生可检测出 的严重功能性损伤。确定性效应存在一个阈 值量，单次（急性）以Gy为单位的照射剂量。 但性腺、晶状体、骨髓等因对射线敏感，效 应发生的剂量随剂量的增加而增加。
电离辐射防护与辐射源安全基本标准（GB18871-2002）
应用类别
职业人员
公众
年有效剂量

电离辐射防护PPT演示课件

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LOREM IPSUM DOLOR
辐射防护标准的层次： ➢基本限值 ➢导出限值 ➢管理限值 ➢导出水平
二、电离辐射生物学效应
辐射对机体的影响
➢ 变化：机体对辐射产生的轻微改变，可能有害，可能无 害
➢ 损伤：改变达到有害程度，人感受不到 ➢ 损害：临床可观察到有害效应，如躯体效应、遗传效应
等 ➢ 危害：不仅仅有害于个人，还有害于群体及后代
睾丸
暂时不 育
永久不 育
在一次单次短时 间受到的总剂量，
Sv
0.15
多分次或迁延 照射的总剂量，
Sv
NA(1)
3.5-6.0
NA
多年中每次多分次照射 或迁延的年剂量率， Sva-1 0.4
2.0
卵巢
不育
2.5-6.0
6.0
＞0.2
晶体
可检出 浑浊
0.5-2.0
5
白内障
5.0
＞8
＞0.1 ＞0.15
骨髓
不超过下列限值：
• 连续5年的年平均有效剂量(但不可作任何追溯性平均)，20mSv； • 任何一年中的有效剂量，50mSv； • 眼晶体的年当量剂量，150mSv； • 四肢(手和足)或皮肤的年当量剂量，500mSv。
辐射生物学特点2: 即使当量剂量相同, 不同器官/组织的生物学效果不同。 引入组织权重因子WT, 定义有效剂量E
单位：J/kg
E WT DT
T
WT WR DT,R
T
R
专用名称：Sievert, Sv（希沃特）
1 Sv = 1 J/kg
人体器官或组织的权重因子WT Nhomakorabea器官或组织
WT
性腺
0.20
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α =1: α =0:
Dm (en / )m.i Di ——大腔室
Dm ( L / )m.i Di ——B—G腔室
•对于由B—G腔室和室壁w构成的中等腔室
Dm (en / )m.w ( L / ) w. (1 )( L / ) m. D
第一讲 第二讲 第三讲
腔室理论 空腔电离室 常用电离型剂量测量器件
第一讲 腔室理论
一．法诺定理
1.定理：受注量均匀初级辐射（为X射线或中子）照射的 给定组成的介质中的次级辐射注量也是均匀的，且与介质的 密度以及介质密度从一点到另一点的变化无关。 2.证明（略） 3.讨论： • 密度变化的有限介质中的辐射平衡条件：如果在某点周围粒 子最大射程范围内单位质量介质释放的粒子数是均匀的，则 在该点存在着带电粒子平衡。 • 在初级不带电粒子注量均匀和极化效应可以忽略的条件下， 吸收剂量与介质的密度无关。 • 法诺定理成立的重要条件是极化效应可以忽略（即与介质密 度无关）。
0
E0
dE0
(S / )
0
c .m
/( S / ) m dE

n
0
E0
E0 1 Ym ( E ) dE0
E0
h
Di
n
0
E0
dE0
(S / )
0 h
c .i
/( S / ) m dE E0 1 Ym ( E ) dE0
m.i
h
( S / ) m.i
二.布喇格-格雷理论
1.B-G条件（两条基本假设） a.腔室的线度比撞击腔室的带电粒子的射程小得多， 以致腔室的存在不会干扰带电粒子辐射场。 b.腔室内的吸收剂量完全是由穿过腔室的带电粒子产
生的。
穿过腔室--隐含腔室内产生的带电粒子可以忽略不计， 进入腔室的带电粒子全部穿过腔室而不会停留在其中。
2.B-G关系式 在连续慢化近似条件下：
Dm en / m.w Dm en / m.w ( L

) w. g Dg
W en / m.w ( ) w. g ( ) g J g e
L ( ) w. g 1 当室壁w与腔室气体的原子组成相同或等效时，
L

，则有：
W Dm en / m. g ( ) g J g e
2.中等腔室
• 腔室线度可以与次级带电粒子射程相比拟的腔室。
若用α代表腔室内产生的次级带电粒子对腔室室内能 量沉积的贡献份额，则1-α代表介质中产生的次级带电粒
子的贡献份额。
Dm ( en / )m.i (1 )( L / )m.i Di
E0
(dE)
c ,m
E0 [1 Ym ( E0 )]
(2)单能光子束 设介质m的给定区域受到均匀的单能光子束照射，光 子在单位质量介质中释放的能量在E0—E0+dE0之间电子数 为nE0dE0，光子的能量为hv。则在电子平衡条件下，介质 m中的吸收剂量可表示为：
h E0
Dm
h
n
E0
则：
( S / ) m.i
(S / )
0 E0 0
c .m
/( S / ) m dE /( S / ) m dE
(S / )
c .i

E0 1 Ym ( E0 )
E0
(S / )
0
c .i
/( S / ) m dE
E0
(S / )
W Dg ( ) g J g e W Dm ( S / ) m. g ( ) g J g e
3.
(S / )m.i 的计算
（1）起始能量为E0的电子 设在单位质量介质m中产生的初始能量为E0的电子 数为n0，那么在离边界大于电子射程的介质中电子的
慢化谱为：
E n0 /(S / )m
1.大腔室 •腔室线度远大于次级带电粒子的射程的腔室。
•由
Di en / i Dm en / m
得：
Dm Di en / m.i
en / m en / m.i en / i
•对于由B—G腔室和一个壁厚大于次级电子最大射程的室壁组成 的厚壁腔室：
Dm Di
n
0
E0
n
0
E0
E0
dE0
(S / )
0
/( S / ) m dE
（3）连续光子谱 假设光子能量是连分布的，能量注量的谱分布为。在 CPE条件下：
Dm h ( en / )m dh
h
Di h ( en / )m ( S / )i.m (h )dh
h
( S / ) m.i
Dm Di
h
(
h
h
(
h en
en
/ )m dh
/ )m ( S / )i.m (h )dh
三.斯宾瑟—阿蒂克斯理论
1.现象
腔室的线度不同，射线的影响程度不同，因而出现了
比电离Ja与腔室大小有关。 2.考虑了射线影响的D的表示
3.考虑了腔室干扰带电粒子辐射场的D的表示
Dm Di L / m.i Pu
式中：Pu为干扰修正因子（Perturbation correction factor），包括辐射场干扰及位移修正。

P u

E (
E .i
L

)i dE )i dE


(
L

四．大腔室和中等腔室
电离辐射剂量与防护
第三章腔室理论和剂量测量的电离法
引言 腔室：在介质中置入可以确定介质吸收剂量的敏感元件，因其 密度可能与介质的相差较大，材料成分可能有所不同。从 而在介质内构成一个连续的区域—腔室。 腔室理论研究的内容：研究由腔室测得的信息确定介质中的D、 K和X等剂量学量的原理的。
电离法：利用电离电荷测量剂量的方法。 a.电离室：把电离电荷不加放大地完全收集起来的器件。 b.正比计数管：将每个辐射粒子产生的初始电荷成比例 地加以放大的气体放电器件。 c.G-M计数管：对每一个电离事件均给出一个经过放大 但幅度与初始电离事件的大小无关的信号。
3.电子束测量的应用
Dm Di *(L / )m.i * P u
0
E0 0
c .m
/( S / ) m dE 的推导公式：
/( S / ) m ]dE dE dl dl
[(S / )
E0 0
c ,m

[(S / ) c ,m /( S / )] (S / )
0 c ,m
E0
dl
E0
S
0 0
c ,m
dl
Dm E (



L

)m dE
对B—G腔室：
Di E (



L

)i dE
Dm (L / )m.i * Di
由上式得：

（S—A公式）
( L / ) m.i



E
( (
L

) m dE )i dE


E
L

L / m L / i

Dm Di
由以上两式得：

0
E
( S / ) c , m dE


0
E
( S / ) c ,i dE
Dm Di (S / )m,i
上式中：
(S / )m.i (S / )c.m / (S / )c.i
若充气腔室在电离辐射条件下单位质量空腔气体中的电离 电荷为Jg，则