辐射剂量与辐射防护中常用的量及其单位

1辐射防护姚红英2010/3/232一、日常生活中所遇到的辐射二、辐射方式及防护的方法三、辐射防护中常用的量及其单位四、辐射防护基本标准及评价五、电离辐射警示符号3一、日常生活中所遇到的辐射4人工辐射生活中的辐射来源天然辐射天然辐射是人类的主要辐射来源，天然辐射不比人工辐射更可爱。可靠的统计数据显示，日常生活中天然辐射占我们所接受剂量的85%，人工辐射约占15%。5天然辐射宇宙射线宇生放射性核素原生放射性核素一般场所：天然本底为2.4mSv/a,多为内照射(222Rn,60%)天然本底照射人类活动引起的天然辐射的增加6在任何一个大的群体中，约65％的人预期年有效剂量在1-3mSv之间，约25％的人预期年有效剂量小于1mSv，其余10％的人年有效剂量大于3mSv。个人剂量变化范围很大。7使用空调对室内氡浓度的影响随着人们生活水平的不断提高，有些因素可导致居室中氡浓度的升高，使用空调就可能导致居室中氡浓度明显增高，有的调查结果表明：使用空调的房间为35.9Bq/m3，没有使用空调的房间为15.7Bq/m3，二者相差约1倍。8天然辐射的组成9医疗辐射是最大的人工辐射来源，一般地区医疗辐射为天然辐射的20％；各种人工放射性核素，大约80％用于医学目的。人工辐射放射诊断放射治疗核医学反应堆运行后处理2.核电站3.核爆炸1.医疗辐射放射性落下灰10人工辐射的组成11类型剂量水平(mSv)看电视每天2小时0.01mSv/a夜光表0.02mSv/a乘飞机2000km0.005mSv/h眼镜（局部）0.01～0.04mSv/a家用天然气（局部）0.06～0.09mSv/a假牙（局部）1μSv/a吸烟每天20支（“钋弹”）0.5～1mSv/a诊断X射线人均年有效剂量0.3CT人均单次有效剂量8.6使用火力发电厂带来的照射0.005核电站附近人均年有效剂量0.001-0.02核设施附近人均年有效剂量0.001-0.2表1日常生活中可能遇到的辐射12二、辐射作用人体的方式及防护1.外照射：是指辐射源位于人体外对人体造成的辐射照射，包括均匀全身照射、局部受照。2.内照射：存在于人体内的放射性核素对人体造成的辐射照射称为内照射。3.放射性核素的体表沾染：是指放射性核素沾染于人体表面(皮肤或粘膜)。沾染的放射性核素对沾染局部构成外照射源，同时尚可经过体表吸收进入血液构成体内照射。13射线对人体的作用根据目前的认识，大致可分为两类：有益的：•人类生存条件之一，•天然辐射提高免疫力、刺激作用。有害的：•大剂量照射时，可能得各种放射病。小剂量照射时，有三个大家关心的问题：遗传、致癌、寿命。根据目前所掌握的知识来看，这些影响可忽略，可被接受。射线对人体作用时，有三种生化指标可能会发生变化：白血球、血小板、染色体。14外照射防护的基本原则内外照射的特点基本原则：尽量减少或避免射线从外部对人体的照射，使之所受照射不超过国家规定的剂量限值。照射方式辐射源类型危害方式常见致电离粒子照射特点内照射多见开放源电离、化学毒性α、β持续外照射多见封闭源电离高能β、质子、、X、n间断（1）α射线是高速运动的氦原子核（又称α粒子）组成的，所以它在磁场中的偏转方向与正离子流相同。它的电离作用大，贯穿本领小。它在空气中的射程只有几个厘米。（2）β射线是高速运动的电子流，它的电离作用较小，贯穿本领较大,在空气中的射程因其能量的不同而有较大差异，一般为几米至十几米。（3）γ射线是波长很短的电磁波，所以在磁场中不发生偏转。它具有间接电离作用，贯穿本领很大,在空气中的射程通常为几百米。几种常见射线的特点16α、β、γ射线的相对危害性α射线穿透能力很弱，射程很短，天然放射性核素如铀、钍等所放射出来的α粒子,在人体组织中只有几十微米的射程，因而α射线对人体不存在外照射危害，但是由于α射线电离本领极强，因而α射线具有强电离和短射程的特点，这使得它对人体内照射危害较大，因此，如果α辐射体进入（吸入或食入等）人体,就有可能使人体某些组织器官受到损伤，如果α辐射体集中蓄积于某一部位时，该部位甚至有可能引起严重损伤，损伤程度取决于蓄积量多少及放射性核素种类，故应该特别注意防止α辐射物质进入体内。17β射线比α射线具有较大的穿透能力，如在空气中，β射线的射程可以达到几米。大约70keV的β射线就能穿透人体皮肤角质层而使活组织受到伤害。因此，β射线对人体可以构成外照射危害。危害大小同β射线能量及通量密度等有关。但是β射线很容易被有机玻璃、塑料以及薄铝片等材料屏蔽。较大剂量的β外照射可能使皮肤“灼伤”，使眼睛角膜引起损伤。18γ射线的穿透本领与α、β射线比较起来要大得多，即使在离开放射源较远的地方也可能使人体受到照射，所以在外照射防护中，最主要的防护因素之一是γ射线，操作时注意控制一定距离和时间，或者用原子序数较高的金属材料如铁、铅或混凝土等做屏蔽材料进行防护。19外照射防护的基本方法外照射防护三要素：时间距离屏蔽20[1]．时间防护(Time)累积剂量与受照时间成正比措施：充分准备，减少受照时间21[2]．距离防护(Distance)照射率与距离的平方成反比措施：远距离操作；任何源不能直接用手操作；注意β射线防护。22[3].屏蔽防护(Shielding)措施：设置屏蔽体屏蔽材料和厚度的选择：辐射源的类型、射线能量、活度2324三、辐射防护中常用的量及其单位辐射剂量学量：1.照射量X2.比释动能K3.吸收剂量D辐射防护学量：4.与个体相关的辐射量当量剂量H有效剂量E251.照射量X定义：定义：X、γ射线，在空气中，单位体积元内产生的全部电子均被阻留在空气中时，形成的总电荷除以该体积元空气质量。式中：dQ－在一个体积元的空气中，产生的一种符号的离子总电荷的绝对值；dm－体积元内空气的质量。照射量SI单位：C/kg库伦/千克262.比释动能K定义：间接带电粒子在体积元内产生的所有带电粒子的初始动能的和除以物质质量的商。SI单位：J/kg专门名称戈［瑞］，1Gy=1J/kgdmdKtr/式中，是不带电粒子在质量dm的物质中释出的全部带电粒子的初始动能总和的平均值，它既包括这些带电粒子在韧致辐射过程中放出的能量，也包括在该体积元内发生的次级过程所产生的任何带电粒子的能量。trd定义：（历史上曾用单位：拉德，1rad＝0.01Gy）27它也是一个与无限小体积相联系的辐射量。在受照物质中每一点上都有它特定的比释动能数值。所以在给出比释动能数值时，也必须同时指出与该比释动能相联系的物质和在该物质的部位。比释动能K应用条件对不带电粒子适用；所有受照物适用；针对“点”的概念。28电离辐射授与某一体积元中物质的平均能量除以该体积元中物质的质量的商定义：dmdD3.吸收剂量D定义：（历史上曾用单位：拉德，1rad＝0.01Gy）单位：戈瑞，1Gy＝1J/kg29对所有射线适用；适用于所有介质；针对“点”的概念。吸收剂量D的使用条件30式中：wR－辐射权重因子；DT,R－器官、组织的平均剂量（历史上曾用单位：雷姆rem，1rem＝0.01Sv）RTRRTDwH,,4.与个体相关的辐射防护量器官或组织T中的平均吸收剂量DT,R与辐射权重因子wR的乘积（1）当量剂量HT,RRRTRTDwH,单位：希［沃特］，1Sv＝1J/kg31（2）有效剂量ETTTHwE式中：wT－组织T的权重因子；HT－器官或组织的当量剂量当所考虑的效应是随机效应时，在全身受到不均匀照射的情况下，人体所有组织或器官的加权后的当量剂量之和。(effectivedose)32历史上曾使用过的单位：雷姆，rem1Sv＝100remRTRRTTTTTDwwHwE,有效剂量表示了在非均匀照射下随机性效应发生率与均匀照射下发生率相同时所对应的全身均匀照射的当量剂量。有效剂量也可表示为身体各器官或组织的双叠加权的吸收剂量之和：意义：评价随机效应的危险度，使辐射防护走向定量化。SI单位：希沃特，Sv1Sv＝1J/kg33组织权重因子wT（tissueweightingfactor）为辐射防护的目的，器官和组织的当量剂量所乘的因数，乘以该因数是为了考虑不同器官和组织对发生辐射随机性效应的不同敏感性。34概念理解当量剂量针对某个器官或组织，是平均值；有效剂量针对全身而言，取平均值。辐射权重因子描述了辐射类型、能量的不同对生物效应的影响；组织权重因子则描述了不同器官、组织对全身总危害的贡献。35四、辐射防护基本标准1913年出现国家级防护组织。1928年“国际X射线和镭防护委员会”。在第二次国际放射学大会上决定成立国际放射防护委员会1950年“国际放射防护委员会”。（InternationalCommissiononRadiologicalProtection—简称ICRP）1957年国际原子能组织（InternationalAtomicEnergyAgency，IAEA）36辐射防护标准的各种限值②次级限值③内外混合照射（2）导出限值（3）管理限值（4）参考水平（5）剂量限值的安全评价①有效剂量限值和当量剂量限值（1）基本限值37应用剂量限值职业人员公众有效剂量20mSv·a-1连续5年内平均1mSv·a-150mSv·a-1在任一年年当量剂量眼睛150mSv15mSv皮肤500mSv50mSv四肢500mSv表2有效剂量限值和当量剂量限值38说明限值不包括天然本底和医疗照射；限值不是安全与不安全的分水岭。39我们实验室放射源的安全1.照射率与放射性活度的关系对于点源：Γ：照射量率常数:取决于自身的衰变特性（光子的数目和能量），恒等于A=1mCi,R=1m处的照射量率。可查表得出。2RAX402.在NaI(Tl)谱仪实验中，60Co源活度为2Ci，R为0.8m，60Co的为1.32R·m2/h·Ci，一次实验8小时所接受的照射量为：X=t·A·/R2=3.310-5R剂量D=3.310-5rad=3.310-7Gy当量剂量H=3.310-7Sv10个源H=3.310-6Sv公众1mSv·a-1职业人员20mSv·a-1连续5年内平均50mSv·a-1在任一年天然本底为2.4mSv/a1年H=1.2mSv41表3全世界医用X射线检查的频率、有效剂量和集体剂量（1991-1996）检查每1000人口检查次数每次检查的有效剂量，mSv年集体剂量，人Sv胸部X射线摄影870.1471200胸部X射线透视371.1234700腰椎151.8159000胸椎4.11.433400骨盆和腹部110.8353300上胃肠道133.727400042胸部X射线摄影每次检查的有效剂量0.14mSv公众1mSv·a-11年10次E=1.4mSv1年7次E=0.98mSv3.一年可以做多少次胸部X射线摄影43隐含着对最优化的剂量约束值一年中不应超过20mSv；超出剂量限值将使指定的实践带来附加的危险，而这种危险可以合理地描述为正常情况下“不可接受”的；剂量限值只是防护体系的一部分，刚好达到可忍受程度的边缘上的一个点；不能作为防护体系严格程度的唯一度量。不是“安全”与“危险”的分界线44辐射剂量：剂量－效应关系中的决定因素。20mSv45五、电离辐射警示符号电离辐射标志46警告标志的含义是使人们注意可能发生的危险。电离辐射警告标志47国际原子能机构公布辐射警告新标志国际原子能机构（IAEA）和国际标准化组织(ISO)2007年2月15日宣布启用一个新的放射性物质危险警告标志（ISO21482:2006）。新标志将是对传统辐射警告标志的补充，但无意取代基本的电离辐射标志（ISO361）。新标志用以识别可导致死亡或严重损伤的危险源，即Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类放射源，例如辐照装置、远距放射治疗源、工业γ射线探伤源等。将该标志设置在贮源装置的表面，以警告人们不要试图拆卸装置或靠近该装置。这个标识在正常使用的情况下是不可见的，但是如果有人试图拆卸含有放射性物质的设备，它就会显露出来。