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1、第九章第九章 辐射效应与辐射防护概论辐射效应与辐射防护概论 1 19.1 辐射防护中的常用物理量辐射防护中的常用物理量9.1.1 与个体相关的吸收剂量与个体相关的吸收剂量 1 剂量当量剂量当量相同吸收剂量未必产生同等生物效应，因为生物效应受到辐射类型和能量、辐射剂量(或剂量率)和照射条件、以及个体差异等因素的影响。在辐射防护中，为了在同一尺度下描述不同类型和能量的辐射R对人体造成的生物效应，在吸收剂量 的基础上定义了剂量当量 ，以表示该生物效应的严重程度或发生几率，即定义人体组织或器官T中的剂量当量为：2 29.1 辐射防护中的常用物理量辐射防护中的常用物理量9.1.1 与个体相关的吸收剂量与
2、个体相关的吸收剂量 2 有效剂量有效剂量HT是器官或组织T的剂量当量；WT是器官或组织T的组织权重因子。有效剂量还可表示为各器官或组织的吸收剂量的双重加权之和 ：3 39.1 辐射防护中的常用物理量辐射防护中的常用物理量9.1.1 与个体相关的吸收剂量与个体相关的吸收剂量 3 待积剂量当量与待积有效剂量待积剂量当量与待积有效剂量待积剂量当量 表示人体一次性摄入放射性物质后，某一器官或组织在50年内(对人来说是足够长的时间)将要受到的累积的剂量当量；待积有效剂量 是对人体每个器官或组织的待积剂量当量按其危害大小作为权重因子进行加权求和的结果。 4 49.1 辐射防护中的常用物理量辐射防护中的常用
3、物理量9.1.2 与群体相关的吸收剂量与群体相关的吸收剂量 1 集体剂量当量集体剂量当量是群体中的第i组成员的平均有效剂量 ； 该组的成员数 2 集体有效剂量集体有效剂量是群体中的第i组成员的平均有效剂量 ； 该组的成员数 5 59.2 辐射对人体的生物效应及其危险度分析辐射对人体的生物效应及其危险度分析 9.2.1 辐射对人体健康的影响辐射对人体健康的影响 各种射线对人类健康造成的危害，来源于电离和激发作用所引起的组织细胞中的原子与分子的改变，主要通过对DNA分子的作用使细胞受到损伤，导致某些特有的效应，并引发各种健康危害。 6 69.2 辐射对人体的生物效应及其危险度分析辐射对人体的生物效
4、应及其危险度分析 9.2.2 影响辐射生物学的作用因素影响辐射生物学的作用因素 1 物理因素物理因素物理因素主要是指：辐射类型、辐射能量、吸收剂量(或剂量率)、以及照射方式等 。辐射类型辐射类型辐射类型辐射类型：不同类型的辐射对生物机体可引起不同的生物效应，这主要取决于辐射的电离密度和穿透能力。剂量率及分次照射剂量率及分次照射剂量率及分次照射剂量率及分次照射：通常，在吸收剂量相同情况下，剂量率越大，生物效应越显著。同时，生物效应还与给予剂量的分次情况有关。 照射部位和面积照射部位和面积照射部位和面积照射部位和面积：辐射损伤与受照部位及受照面积密切相关。 照射的几何条件照射的几何条件照射的几何条
5、件照射的几何条件：在外照射情况下，人体内的剂量分布受到辐射的入射角分布、空间分布以及辐射能的影响，还与人体受照时的姿势及其在辐射场的取向有关。 7 79.2 辐射对人体的生物效应及其危险度分析辐射对人体的生物效应及其危险度分析 9.2.2 影响辐射生物学的作用因素影响辐射生物学的作用因素 2 生物因素生物因素1）不同生物种系的辐射敏感性 2）个体的不同发育阶段的辐射敏感性 3）不同细胞、组织或器官的辐射敏性 生物种系人猴大鼠鸡龟大肠杆菌病毒LD50(Gy)4.06.07.07.1515.0056.002104使不同生物死亡50时所需、射线的吸收剂量值LD50 2Gy的的X射线在胚胎发育阶段造成
6、死胎和畸形的发生率 8 89.2 辐射对人体的生物效应及其危险度分析辐射对人体的生物效应及其危险度分析 9.2.3 辐射剂量与辐射效应的关系辐射剂量与辐射效应的关系 随机性应和确定性效应的发生率、严重性与剂量关系 随机性效应是指辐射效应的发生率(而非严重性)与剂量大小有关联，但目前还很难准确描述其严重性。确定性效应(又称非随机性效应)是一种有“阈值”的辐射效应，但具体阈值大小与具体个体情况有关。 确定性效应的剂量阈值 9 99.2 辐射对人体的生物效应及其危险度分析辐射对人体的生物效应及其危险度分析 9.2.3 辐射剂量与辐射效应的关系辐射剂量与辐射效应的关系 急性躯体效应：急性躯体效应：由辐
7、射引起的、显现在受照者身上的有害效应叫躯体效应。急性躯体效应是受到大剂量照射(或放射性事故)情况下，短时间发生的躯体效应，属于确定性效应。遗传效应和远期效应：遗传效应和远期效应：在辐射防护所遇到的一般剂量范围内，遗传效应是一种随机性效应，表现为受照者后代的身体缺陷 10109.3 环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准 9.3.1 天然本底照射天然本底照射 来自天然辐射的成人年有效剂量 每天食入及体内的放射性物质含量估计值 天然辐射源按其起因可分为宇宙射线、宇生核素和原生核素三类：宇宙射线是来自宇宙空间的高能粒子流，其中有质子、粒子、中子、电子、光子、介子、其
8、它重粒子等；宇生核素主要是由宇宙射线与大气中的原子核相互作用产生的放射性核素；原生核素是存在于地壳中的天然放射性核素。11119.3 环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准 9.3.2 人工辐射人工辐射 1 医疗照射医疗照射医疗照射主要来源于X射线的诊断和检查，放射治疗过程，以及体内引入的放射性核素的核医学诊断等 。各种X射线诊断所致有效剂量(mSv) 在发达国家接受X射线检查的频率每年每1000居民约为300900人次，发展中国家约为发达国家的10。在医疗照射的剂量中，小者每次在的mGy量级，大者可达mGy以上。 12129.3 环境辐射水平及辐射防护基本原
9、则与标准环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准 9.3.2 人工辐射人工辐射 2 核爆炸核爆炸在大气中形成的人工放射性物质主要来源于核爆炸。核爆炸形成的人工放射性物质最初大多进入大气层上部，然后从大气层上部缓慢地向大气层下部转移，最终降落到地面，称之为落下灰。当落下灰的各种放射性核素存在于地面空气时，可通过吸入而引起内照射，当其沉降于植物或土壤上时，则可通过外照射和食入引起内照射。 核爆炸对居民照射的主要途径是食入，其次是外照射。 13139.3 环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准 9.3.2 人工辐射人工辐射 3 核动力生产核动力生产由于核燃料循环的每个环
10、节都会向环境释放少量放射性物质，因此，在目前的核燃料循环中，不包括核废物处置在内的放射性排出物对附近居民造成的集体有效剂量负担为5.7人Sv，其中98是在排放后5年内给予的；对全球居民造成的集体有效剂量负担为670人Sv。14149.3 环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准 9.3.2 人工辐射人工辐射 3 核动力生产核动力生产来自不同辐射源的当量剂量随时间的变化趋势 15159.3 环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准 9.3.3 辐射防护基本目的与基本原则辐射防护基本目的与基本原则 辐射防护的任务是：既要保护从事放射工
11、作者和他们的后代，以及公众乃至全人类的安全，又要保护环境，同时还要允许进行可能会产生辐射的必要实践，以造福于人类。辐射防护的目的是：防止有害的确定性效应并限制随机性效应，使之达到被认为可接受的水平。辐射防护基本原则：辐射实践的正当化辐射实践的正当化 、防护与安全的防护与安全的最优化最优化 、限制个人剂量限制个人剂量 。16169.3 环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准环境辐射水平及辐射防护基本原则与标准 9.3.4 辐射防护标准简述辐射防护标准简述 1 剂量限值剂量限值职业照射：职业照射：按5年平均，规定年有效剂量的限值为20mSv 。徒工与学生：徒工与学生：对于接受涉及辐射的就业培训，其徒
12、工和学生的年龄为16岁18岁，在学习过程中，如果他们需要使用放射源，应控制其职业照射不超过下述限值：年有效剂量为6mSv；眼晶体剂量当量为50mSva-1；四肢(手和脚)或皮肤的剂量当量为150mSva-1 。17179.4 外照射剂量计算与防护外照射剂量计算与防护 9.4.1点源的外照射剂量计算点源的外照射剂量计算 1 X、射线点源的外射线点源的外照射剂量照射剂量计算计算 如果将一个X、射线的点状辐射源(简称点源)置于均匀的空气介质中，则该点源将形成向外发散的球状辐射场，在其距离处所产生的X、射线的照射量率为：对于非单能的X、点源，其照射量率常数可以按其能量根据下列公式来计算：18189.4
13、 外照射剂量计算与防护外照射剂量计算与防护 9.4.2 中子的外照射剂量计算中子的外照射剂量计算 1 采用剂量当量指数因子法计算中子剂量采用剂量当量指数因子法计算中子剂量 如果中子为一点源，将其置于不考虑吸收的空气介质中，则该点源中心向外发散到半径为r的球面任意点(小区域)的中子注量率 单能中子和常见中子源形成的辐射场的剂量当量 或19199.4 外照射剂量计算与防护外照射剂量计算与防护 9.4.3 外照射的防护外照射的防护 控制受照时间：控制受照时间：累积剂量和受照时间有关，受照时间越长，所受累积剂量越大。为了限制个人所受剂量，在正式操作前应进行模拟操作和训练，以尽量缩短受照时间。增大与辐射
14、源距离：增大与辐射源距离：增大与辐射源距离可以降低受照剂量。增加屏蔽装置：增加屏蔽装置：在实际工作中，必须采用屏蔽防护。屏蔽防护就是根据辐射通过物质时减弱的原理，在人与辐射源之间加一层足够厚的屏蔽物，把外照射剂量减小到容许水平以下。屏蔽装置的设计与屏蔽方式、屏蔽材料和屏蔽厚度等因素都有密切关系。20209.5 内照射剂量估算与防护内照射剂量估算与防护 9.5.1 内照射剂量估算中的基本物理量与估算公式内照射剂量估算中的基本物理量与估算公式 1 辐照量辐照量 2 剂量当量剂量当量 3 有效半衰期有效半衰期 4 有效能量有效能量 21219.5 内照射剂量估算与防护内照射剂量估算与防护 9.5.1
15、 内照射剂量估算中的基本物理量与估算公式 5 比有效能量比有效能量 6 其他常用术语其他常用术语参考人参考人 体内污染途径体内污染途径 摄入量摄入量 吸收量吸收量 沉积量沉积量 22229.5 内照射剂量估算与防护内照射剂量估算与防护 9.5.2 内照射防护的一般原则和基本措施内照射防护的一般原则和基本措施 1 防止放射性物质经呼吸道进入人体内防止放射性物质经呼吸道进入人体内 空气净化空气净化 、稀释、密闭包容、个人防护2 防止放射性物质经口进入人体内防止放射性物质经口进入人体内 3 建立内照射监测体系建立内照射监测体系 23239.6 辐射剂量测量原则辐射剂量测量原则 9.6.1 采用电离法
16、实现吸收剂量的标准测量采用电离法实现吸收剂量的标准测量 自由空气电离室的结构示意图自由空气电离室的结构示意图球形石墨空腔电离室的结构示意图球形石墨空腔电离室的结构示意图 24249.6 辐射剂量测量原则辐射剂量测量原则 9.6.2 通过校准剂量测量仪器实现吸收剂量测量通过校准剂量测量仪器实现吸收剂量测量 将待校准(或刻度)仪器与标准仪器置于相同的辐射场(通常是均匀辐射场)中，并使两者的探测器的有效中心在辐射场的相同位置(或者同一剂量区)，此时得到的两台仪器读数具有相同的可比关系，即使交换位置，两台仪器读数所具有的可比关系也相同。以此，认为两台仪器具有相同的剂量标准，通过标准仪器的剂量量值，可以推算待校准(或刻度)仪器的刻度因子。 1 标准仪器法标准仪器法 25259.6 辐射剂量测量原则辐射剂量测量原则 9.6.2 通过校准剂量测量仪器实现吸收剂量测量通过校准剂量测量仪器实现吸收剂量测量 2 标准源法标准源法 采用能够提供标准剂量的实验装置，通过该实验装置提供的标准剂量和标准测量方法，获得待校准(或刻度)仪器的刻度因子。 2626
