放射化学第9讲放射防护
*C.L.Liu放射化学Radiochemistry*刘春立，化学与分子工程学院第九讲 放射防护Ø放射防护中使用的量及单位Ø射线防护概念Ø放射防护标准Ø射线的防护ØX、射线的防护；Ø中子的防护。Ø剂量监督Ø废物处理、处置Ø应用辐射管理*刘春立，化学与分子工程学院§9-1放射防护中使用的量及单位Ø吸收剂量；当量剂量Ø有效剂量Ø待积当量剂量；集体当量剂量Ø集体有效剂量Ø相对生物效应Ø确定性效应Ø随机效应*刘春立，化学与分子工程学院放射防护 Radiological ProtectionØ目标：Ø在不过分限制有益的、产生辐射的实践的前提下， 为人们提供一个适宜的防护标准ØTo provide an appropriate standard of protection for man without unduly limiting the beneficial practices giving rise to radiation exposure *刘春立，化学与分子工程学院辐射， RadiationWhere does radiation come from?A large contribution of the radiation on earth is from the sun (solar) or from radioactive isotopes of the elements (terrestrial).Radiation is going through you at this very moment!*刘春立，化学与分子工程学院日常照射Radon is a highly radioactive element that can have serious adverse effects if it gathers in large quantities.ØYour annual dose of radiation from natural sources is about 0.003 Sv or 3 mSv*刘春立，化学与分子工程学院细胞的损伤及其对辐射的修复能力ØAll living cells have enzymes designed to repair radiation damage to DNAØIn some cases, radiation-damaged DNA will produce cancer cellsØOnly estimates of the risk of low-level radiation exist*刘春立，化学与分子工程学院天然辐射与寿命损失*刘春立，化学与分子工程学院照射量（Radiation exposure）Ø一束X或射线穿过空气时与空气发生相互作 用使空气电离而产生次级电子，这些次级电 子继续使空气电离而产生带电粒子，最后全 部损失了自身的能量。dQ：在空气中所形成的单一符号(+或-) 的离子总电荷的绝对值。*刘春立，化学与分子工程学院照射量（Radiation exposure）ØExposure (X, 照射量) based on the ionizing effect in air of X- and -radiation。ØUnit: röntgen (R， 伦琴): 1R = 2.58 x 10-4 C/kgØThe unit “Roengten” (R) is a measurement of the specific ionization of air molecules by photons. It only applies to gamma or x- ray radiation in air.*刘春立，化学与分子工程学院lUnit: J/kg;, gray (Gy， 戈瑞) 或 rad （拉德）l1Gy=1J/kg=100rad吸收剂量 (Absorbed Dose)l单位质量的物质所吸收的辐射能量；l辐射防护中最基本的量；l适用于任何能量、任何种类的电离辐射及任何受照射物 质电离辐射授予某一体积元中物 质的平均能量，焦尔（J)该体积元中物质的质量，千克 (kg)*刘春立，化学与分子工程学院吸收剂量率 （Absorbed Dose rate） Ø吸收剂量对时间的导数：ØdD：dt时间间隔内吸收剂量的增量；Ø单位：Jkg-1 s-1 (戈瑞/小时， Gy/h, 拉德/小时， rad/h）*刘春立，化学与分子工程学院器官或组织的平均吸收剂量T: 电离辐射授予某器官或组织的总能量（Total energy imparted in a tissue or organ）mT: 器官或组织的质量（The mass of that tissue (from 10g, ovaries to 70 kg, the whole body)；单位：戈瑞，Gy, 或拉德, rad*刘春立，化学与分子工程学院当量剂量（Equivalent Dose, HT.R ）*刘春立，化学与分子工程学院9.1.2当量剂量（Equivalent Dose, HT.R ） §辐射引起的某一生物效应的发生率，不仅与物 质的吸收剂量有关，而且与辐射的种类和能量 有关；§全身照射条件下，当吸收剂量为1mGy时，能 量为4.5MeV的快中子诱发某种生物效应的概率 比能量为250keV的X射线诱发同样生物效应的 概率大10倍；*刘春立，化学与分子工程学院当量剂量Ø根据放射生物学资料，根据外部辐射场的类型或体内沉积的放射性核素发射的辐射的类型和能量， 确定一个辐射权重因子WR； Ø器官或组织的当量剂量定义为WR与DT.R的乘积。*刘春立，化学与分子工程学院当量剂量（Equivalent Dose, HT.R ）§DT.R:辐射R在器官或组织T中产生的平均吸收剂量（ Absorbed dose averaged over the tissue or organ T, due to Radiation R）;§WR:辐射R的辐射权重因子（Radiation weighting factor）§Unit of HT.R: J/Kg, sievert (Sv， 希沃特，与吸收剂量单位戈瑞区别)§1J/kg=1Sv=100rem （雷姆）*刘春立，化学与分子工程学院当量剂量（Equivalent Dose, HT.R）Ø如果辐射场为混合辐射场，如中子和辐射场，内照射的、和辐射场；Ø这时的当量剂量为各辐射的当量剂量之和。*刘春立，化学与分子工程学院辐射权重因子（Radiation weighting factors）Type of radiationwR光子，所有能量1电子及介子，所有能量1中子,能量 20MeV51020105质子，非反冲质子,能量 2MeV5粒子，裂变碎片，重核20*刘春立，化学与分子工程学院辐射权重因子（中子）*刘春立，化学与分子工程学院例 题In 1 year, a worker received a dose of 0.02 Gy, a thermal neutron (Ns) dose of 0.002 Gy, and a fast neutron dose (Nf) of 0.001 Gy. What is his total equivalent dose？ (Take wR for fast neutrons as 20.)Equivalent dose=absorbed dose x radiation weighting factor Equivalent dose,=0.02 x 1=0.02 Sv Equivalent dose,Ns=0.002 x 5=0.01 Sv Equivalent dose,Nf=0.001 x 20=0.02 SvTotal equivalent dose =0.05 Sv*刘春立，化学与分子工程学院有效剂量 E (Effective dose)*刘春立，化学与分子工程学院9.1.3有效剂量 E (Effective dose)Ø人体是一个统一的生命体，一个器官受照，影响人的整体，多个器官同时受照，将带来更大危险；Ø辐射所诱发的随机性效应发生的概率，不仅与当量剂量有关，而且与受照的组织和器官有关；Ø不同的组织或器官在相同的均匀照射条件下，即使受到相同的当量剂量的照射，所诱发的随机性效应的发生率也不尽相同；*刘春立，化学与分子工程学院有效剂量Ø为使单个器官或组织受照所致的随机性效应的发生率与全身均匀照射所致的随机性效应联系起来，分别给各个器官或组织的当量剂量一个权重因子WT；Ø所有组织的权重因子之和为1*刘春立，化学与分子工程学院有效剂量 E (Effective dose)HT: 组织或器官的当量剂量（Equivalent dose in tissue or organ T）WT: 组织权重因子（Weighting factor for tissue T）§有效剂量：人体所有组织的当量剂量的加权值*刘春立，化学与分子工程学院组织权重因子Tissue or organWTGonads （性腺）Bone marrow （红骨髓）Colon （结肠）Lung （肺）Stomach （胃）Bladder （膀胱）Breast （乳腺）Liver （肝）Oesohagus （食道）Thyroid （甲状腺）Skin （皮肤）Bone surface （骨表面）Remainder （其余组织或器官）0.200.120.120.120.120.050.050.050.050.050.010.010.05*刘春立，化学与分子工程学院待积当量剂量HT() （ Committed equivalent dose）*刘春立，化学与分子工程学院9.1.4 待积当量剂量HT() Ø放射性核素进入人体后对组织或器官的照射剂量，将随着放射性核素的衰变和时间的推移而逐步积累；Ø针对单次摄入某种放射性核素对人体所产生的照射，采用待积当量剂量来描述；Ø待积当量剂量是人体在单次摄入放射性物质之后，某一特定组织接受的当量剂量率在时间内的积分。*刘春立，化学与分子工程学院待积当量剂量HT() : 50 years for adults, From intake to 70 years for childrenFollowing an intake to the body of a radioactive material, there is a period during which the material gives rise to equivalent dose in the tissue of the body in varying rates.*刘春立，化学与分子工程学院待积有效剂量E()Committed effective dose*刘春立，化学与分子工程学院9.1.5 待积有效剂量E()Ø单次摄入放射性物质后，产生的待积组织或器官当量剂量乘以相应的组织权重因子WT，然后求和，即为待积有效剂量；Ø待积有效剂量用于评价单次摄入某一活度的放射性核素对组织或器官所造成的危害；积分时间的单位为年*刘春立，化学与分子工程学院集体当量剂量 ST;Collective equivalent dose*刘春立，化学与分子工程学院9.1.6集体当量剂量 STØ集体当量剂量用来评价某一人群某指定的组织或器官所受到的总的照射情况；Ø当评价某一辐射事件对特定人群所造成的危害以及进行辐射防护的最优化设计时，使用集体当量剂量。 *刘春立，化学与分子工程学院集体当量剂量平均器官当量剂量第i组人群人数单位：人希沃特 (man Sv)*刘春立，化学与分子工程学院( 集体有效剂量) SCollective effective dose*刘春立，化学与分子工程学院9.1.7 集体有效剂量）S Ø
