辐射剂量与防护rev课件.ppt

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1、辐射剂量与防护rev1第1页，此课件共89页哦第第1.31.3节节 剂量学基本概念剂量学基本概念引言引言1.剂量学的研究对象：研究辐射能量在物质中的转移过程、能量沉积的分布以及它的测量和计算的方法。2.剂量防护学中（三类物理量）辐射量（Radiationquantities）Radiometricquantities（辐射计量学量）：描述辐射场自身固有特性。Dosimetricquantities（剂量学量）：描述辐射能量在物质中的转移和沉积（K、X、D）。Radiationprotectionquantities（辐射防护量）：用品质因数加权的吸收剂量。第2页，此课件共89页哦nIoniza

2、tionradiationfield（电离辐射场）：电离辐射居留的空间。1、粒子数和辐射能nParticlenumber（粒子数）N：发射、转移或接受的粒子数目，单位是1。nRadiantenergy（辐射能）R：发射、转移或接受的辐射粒子的能量（不包括静止能），单位是J。前节回顾第3页，此课件共89页哦 2、通量、注量和注量率（1）Flux（通量）：表征辐射场中粒子或能量在时间上的频繁程度。Particle flux（粒子通量），s-1 Energy flux（能量通量），j.s-1 dada（2）Fluence（注量）：表征辐射场的空间疏密程度。特例：单向辐射场第4页，此课件共89页哦 3

3、.角分布和辐射度Angular distribution（角分布）：描述粒子入射方向的分布。第5页，此课件共89页哦Energy radiance（能量辐射度）r：单位：w.m-2.sr-1Radiance（辐射度）：注量率的角分布Particleradiance（粒子辐射度）p：P=第6页，此课件共89页哦4 辐射度谱分布 pE,J(r)能揭示辐射场的最详尽的内涵，是完整的描述辐射场的一个辐射学量。第7页，此课件共89页哦5、相互作用系数A、带电粒子（e、重带电粒子）总阻止本领总阻止本领:总线阻止本领带电粒子通过物质时在单位路程上损失的能量。总线阻止本领带电粒子通过物质时在单位路程上损失的能

4、量。dE是是dl距离上损失能量的数学期望值。距离上损失能量的数学期望值。总线阻止本领与总线阻止本领与带电粒子的性质（电荷、质量、能量）和物质的性质带电粒子的性质（电荷、质量、能量）和物质的性质（原子序数、密度）有关。去除物质密度的影响可得到总质量阻止本领（原子序数、密度）有关。去除物质密度的影响可得到总质量阻止本领公式：公式：Jm-1Jm2kg-1第8页，此课件共89页哦总质量阻止本领总质量阻止本领描述带电粒子在物质中穿过单位路程时，因各种相互作描述带电粒子在物质中穿过单位路程时，因各种相互作用而损失的能量。它可分解为各种相互作用阻止本领之和。用而损失的能量。它可分解为各种相互作用阻止本领之和

5、。质量辐射阻止本领（由非弹性辐射相互作用导致的初级带电粒子的能量损质量辐射阻止本领（由非弹性辐射相互作用导致的初级带电粒子的能量损失决定）失决定）质量碰撞阻止本领（质量碰撞阻止本领（包括电离和激发对能量损失的贡献）包括电离和激发对能量损失的贡献）第9页，此课件共89页哦B、不带电粒子（X、中子）n质量减弱系数（/）：描述物质中入射不带电粒子数目的减小，不涉及具体物理过程。单位：m2kg-1n质量能量转移系数（tr/）：描述不带电粒子穿过物质时，其能量转移给带电粒子数值。只涉及带电粒子获得的能量，而不涉及这些能量是否被物质吸收。单位：m2kg-1n质量能量吸收系数（en/）：描述不带电粒子穿过物

6、质时，不带电粒子被物质吸收的能量。单位：m2kg-1n当次级带电粒子动能较小、物质原子序数较低时，轫致辐射弱，g值接近于零，此时en/值近似tr/值。n数值上：质量减弱系数（/）质量能量转移系数（tr/）质量能量吸收系数（en/）第10页，此课件共89页哦本节主要内容比释动能比释动能K(Kerma)照射量照射量X(Exposure)吸收剂量吸收剂量D(Absorbed Dose)辐射平衡辐射平衡(Radiation Balance)第11页，此课件共89页哦一、比释动能比释动能K(Kerma)K(Kerma)1.1 描述对象：描述对象：不带电粒子在物质中传递能量过程：第一阶段：由不带电粒子 次

7、级带电粒子（PE、CE、PP等）第二阶段：次级带电粒子 作用介质（碰撞）两个阶段的能量转移发生在介质中的不同地点 研究不带电粒子在介质中的能量转移，有必要对二个阶段（过程）分别考虑 比释动能是描述不带电粒子在物质中转移能量的第一阶段的一个物理量第12页，此课件共89页哦PP 电子对生成过程中反应能为Q=-2mc2，mc2为正负电子的静止质量能。1.2、Energy transferred（转移能）（转移能）tr(1)定义在指定体积V内由不带电粒子释放出来的所有带电的电离离子初始动能之和，用tr表示，单位是J。第13页，此课件共89页哦1.2、Energy transferred（转移能）（转移

8、能）tr(1)定义在指定体积V内由不带电粒子释放出来的所有带电的电离离子初始动能之和，用tr表示，单位是J。电子对生成过程中反应能为Q=-2mc2，mc2为正负电子的静止质量能。PP+EA电子对中的正电子发生了湮没，该情况下对出射光子的记录是否需要统计光子对h1、h2？结论：不需要统计出射光子对结论：不需要统计出射光子对能量，原因光子对能量来源于能量，原因光子对能量来源于正电子，正电子能量属于转移正电子，正电子能量属于转移能。能。第14页，此课件共89页哦(3)tr通用表示方法综上分析:在指定体积中的转移能tr可表示为 式中：式中：Eu,in是进入体积V的所有不带电粒子的能量,但不包括带电粒子

9、的静止能量。E nu,out是从体积V逸出的不带电粒子的能量,但不包括不带电粒子的静止质量能和次级带电粒子动能辐射损失逸出的部分。Q是入射的不带电粒子在体积V内引起的任何核和基本粒子的转变中,所有相关的核和基本粒子静止质量能改变(质量减少时为正,增加时为负)的总和。第15页，此课件共89页哦1.3、比、比释动释动能能K (1)定义 其中,是由不带电粒子在质量为的无限小体积内释放出来的所有带电粒子的初始动能之和(即转移能)的期望值.单位:戈瑞(gray)，简写Gy，1Gy=1JKg-1;拉德(rad),1rad=10-2Gy。第16页，此课件共89页哦 (2)讨论扩展定义：比释动能K是感兴趣点P

10、处单位质量介质中转移给带电粒子的能量（动能）的期望值，其中包括轫致辐射损失的能量，但不包括由一个带电粒子转移给另一个带电粒子的能量。扩展定义中带电粒子的能量不仅包括不带电粒子转移给带电粒子的初始动能，还包括介质内分布的电离辐射源通过自发核转变过程释放的带电粒子的初始动能。tr是一个随机量（Stochastic quantity），但K是一个非随机量（Nonstochastic quantity）。随机量：时空变化不连续，服从统计规律，观测值不能预测，某一值出现的几率可以由分布函数确定。第17页，此课件共89页哦1.4 比释动能与注量的关系（比释动能与注量的关系（The relationship

11、 of Kerma and Fluence）(1)对单能单向的不带电粒子辐射场在体积元dadl中：第18页，此课件共89页哦(2)对任意方向分布的单能不带电粒子 dV是不带电粒子在小体积元dV内的总径迹长度。显然(3)对于各种不带电粒子构成的辐射场，且各种粒子存在谱分布E,j和 E,j第19页，此课件共89页哦(4)比释动能因子k（Kerma factor）比释动能K通过比释动能因子k与不带电粒子注量或其谱分布联系起来。第20页，此课件共89页哦1.5 碰撞比释动能碰撞比释动能Kc若定义：则：根据我们前面已经学习的知识，不带电粒子转移给带电粒子的全部动能中，最终损失于电离碰撞的那一部分所占的份

12、额为：，则：对单能且只有一种不带电粒子辐射场，有：特别对中子有：第21页，此课件共89页哦 1.6 比释动能率比释动能率(Kerma rate)(1)定义单位：JKg-1s-1或Gys-1或 rads-1对单能不带电粒子的辐射，有：第22页，此课件共89页哦(2)空气比释动能率常数（Air Kerma-rate constant）单位活度的指定放射性核素点源在空气中1m处释放的光子产生的比释能动率。对于点源，活度为A，各粒子产额为ni,能量为hi，则 定义 则有第23页，此课件共89页哦1.7 不同介质中的比释动能不同介质中的比释动能(1)含义(2)关系 rWVVrVK(V中r点）K（V中r点

13、）第24页，此课件共89页哦二、二、照射量照射量 2.1 照射量照射量X(Exposure)(1)定义（Definition）dQ为光子在质量为dm的空气中释放的全部电子（包括负电子和正电子）完全被空气阻止时，在空气中所产生的一种符号离子总电荷的绝对值。单位：Ckg-1 1R=2.5810-4 Ckg-1dm第25页，此课件共89页哦照射量单位（历史上使用的单位）伦琴：在1伦琴X射线照射下，0.001293克空气（标准状况下，1立方厘米空气的质量）中释放出来的次级电子，在空气中总共产生电量各为1静电单位的正离子和负离子。1R2.5810-4C/kg伦琴：Roentgenunit第26页，此课件

14、共89页哦(2)特性（properties）次级电子的轫致辐射被吸收而产生的电离电荷，不包括在dQ之内；dm之外释放的次级电子，在dm之内产生的电离电荷，不包括在dQ之内；其中(e/W)a表示照射量是X或射线在空气中的碰撞比释动能的电离当量。第27页，此课件共89页哦对于单能光子 2.2 照射量率照射量率 （Exposure rate）(1)定义 单位：Ckg-1s-1或Rs-1=dX/dt对单能光子辐射场:第28页，此课件共89页哦2.3 X和和 值得说明的问题值得说明的问题含义:自由空间或不同于空气的材料内某一点的照射量或照射量率的概念可以用空气碰撞比释功能Kc,a来取代照射量 原因：a.

15、由电离电荷量到能量的换算（乘以(w/e)a因子）很不方便 b.Exposure的含义容易混c只适用于X、射线；d只对空气；e测量时必须满足电子平衡；f不能作为剂量的单位，历史误会。第29页，此课件共89页哦2.4照射量因子计算公式：照射量因子第30页，此课件共89页哦例：137Cs源发射的射线能量为0.662MeV，离源1m处测得光子的注量率 为1107m-2s-1，求该点的照射量率。解：由且得第31页，此课件共89页哦3.1 授与能授与能（energy imparted）（1）能量沉积事件（energy deposition event）由某个电离粒子或某组相关的电离粒子给指定沉积内物质授与

16、能量的事件。（2）.某一能量沉积事件的授与能 1 某个电离粒子或某一组相关的电离粒子在指定体积V内发生的所有的相互作用中沉积能之和。定义通用表达式三三 吸收剂量吸收剂量D（Absorbed dose）第32页，此课件共89页哦hBe+13Ch e-En16O(n,)13CEe一次能量沉积事件的授与能示意图Q=-2.215MeV第33页，此课件共89页哦3.1 吸收剂量吸收剂量D（Absorbed dose）.定义 电离辐射授与质量为dm的物质的平均能量,与质量dm内发生的核转变和辐射相互作用有关。单位为：J.Kg-1(Gy)，也可用 rad第34页，此课件共89页哦电离辐射不带电粒子自身提供的

17、吸收剂量可以忽略自身提供的吸收剂量可以忽略（特定体积内不带电粒子引发的相互作用次数很少），绝大部分吸收剂量是通过次级带电粒子提供的。带电粒子粒子在特定区域沉积能量（吸收剂量吸收剂量）轫致辐射脱离特定区域退激特征X射线第35页，此课件共89页哦特定时间内，受照物质中任何一点r处的吸收剂量D(r)，最终都是由到达该点的各类带电粒子共同造成的，其简化表达式:D=Kcol,j：发生相互作用的带电粒子与原子电子碰撞时损失的动能中变为沉积能（即不以粒子、俄歇电子、特征X射线或中和过程释放的光子形式辐射出的能量）的份额吸收剂量的计算第36页，此课件共89页哦思考题n一个10MeV射线进入体积V中并且遭遇了“

18、电子对生成”这种类型的相互作用，由于这个相互作用，射线消失了，并产生能量相等的一个电子和一个正电子。在电子逃逸出体积之前，其动能的一半消耗于碰撞相互作用中。正电子将在飞行中淹没掉，在淹没之前，其动能的一半消耗于在体积V中所遭遇的碰撞相互作用。由正电子的淹没而形成的光子将逃出体极V。求上述事件中：（1）转移能为多大？（2）碰撞转移能为多大？（3）授予能为多大？第37页，此课件共89页哦四 辐射平衡与吸收剂量(1)完全辐射平衡（Complete radiations equilibrium,CRE）定义 辐射平衡dVRinRout第38页，此课件共89页哦典型例子 （a）PE=常数 (b)介质和源

19、的均匀分布D的表达式 表示辐射源每次核转变相关联的由静止质量转变成的辐射能的期望值 第39页，此课件共89页哦(2)带电粒子平衡（charged particle equilibrium,CPE）定义：典型例子：a.PE，C处处相等；b.均匀的带电粒子发射体 V内存在CPE c.均匀不带电粒子辐射场照射，不带电粒子释放的带电粒子对不带电粒子辐射场，在CPE下第40页，此课件共89页哦带电粒子平衡：总能量平衡谱分布平衡每有一个带电粒子从所考虑体积出来，就有一个相同类型、相同能量的带电粒子从外面进入，要求一一对应。第41页，此课件共89页哦平衡厚度（Equilibrium thickness，ET

20、）不带电粒子在某一体积元的物质中，转移给带电粒子的平均能量，等于该体积元物质所吸收的平均能量。发生在物质层的厚度大于次级带电粒子在其中的最大射程深度处。第42页，此课件共89页哦带电粒子平衡的条件：（1）离介质边界有一定距离，d Rmax；（2）均匀照射条件；（3）介质均匀条件：介质对次级带电粒子的阻止本领，对初级辐射的质能吸收系数不变。带电粒子平衡不成立：（1）辐射源附近；（2）两种物质的界面；（3）高能辐射。第43页，此课件共89页哦带电粒子平衡与准平衡n入射辐射在物质中没有衰减并存在带电粒子平衡的情况入射辐射在物质中有衰减从而出现带电粒子准平衡的情况第44页，此课件共89页哦带电粒子准平

21、衡n受照物质中，入射辐射总有衰减。如物质受到均匀照射，暂且忽略散射光子影响，则随物质深度增加，其比释动能（K）、碰撞比释动能（Kc）和吸收剂量（D）变化如图3-10所示。第45页，此课件共89页哦带电粒子准平衡（chargedparticlequasi-equilibrium）n峰值吸收剂量(peakdose，Dm）：受照物质中最大的吸收剂量n参考深度(referencedepth，dm）：受照物质中峰值剂量所在深度n电子积累或剂量建成（build-upofelectronordose)吸收剂量随受照物质深度增加而提升的一种趋势，与之对应的物质层厚度称为“电子积累区”或“剂量建成区”。随受照物

22、质深度增加，吸收剂量值按比释动能、碰撞比释动能随受照物质深度增加，吸收剂量值按比释动能、碰撞比释动能变化规律同步改变的一种趋势。变化规律同步改变的一种趋势。第46页，此课件共89页哦比释动能与吸收剂量的关系：条件：带电粒子平衡其中：对低能带电粒子，韧致辐射可以忽略时，则DK一般在10-310-2之间第47页，此课件共89页哦比释动能和吸收剂量概念的应用实现对生物组织中吸收剂量的间接测量目的：射线：中子：注意谱的问题，此外还需要进行组织厚度的剂量修正第48页，此课件共89页哦Dm吸收剂量，Gy；fm因子，J/C；X照射量，C/kg.吸收剂量与照射量的关系Dm吸收剂量，Gy；fm因子，Gy/R；X

23、照射量，R.第49页，此课件共89页哦第50页，此课件共89页哦第51页，此课件共89页哦6.3吸收剂量、比释动能和照射量的区别第52页，此课件共89页哦且电子平衡时第53页，此课件共89页哦第四讲辐射防护中使用的量剂量学量描述的内容及特点剂量学量描述的内容及特点1、电离辐射与物质发生相互作用、电离辐射与物质发生相互作用能量转移多少，作用的强弱能量转移多少，作用的强弱K,X;作用介质接受能量大小作用介质接受能量大小D。2、特点、特点没有跟生物效应相关联没有跟生物效应相关联;没有考虑辐射类型和能量对生物效应的影响没有考虑辐射类型和能量对生物效应的影响;没有考虑受体对于辐射的相对敏感性。没有考虑受

24、体对于辐射的相对敏感性。第54页，此课件共89页哦一、与个体相关的辐射量1当量剂量2有效剂量3待积当量剂量与待积有效剂量二、与群体相关的辐射量1集体当量剂量2集体有效剂量三、用于环境和个人监测的ICRU量辐射防护学量辐射防护学量第55页，此课件共89页哦器官剂量n虽然受照物质中每一点都有特定的吸收剂量，然而，为了放射防护目的，作为可以接受的近似方法，常取一段时间内较大组织体积中吸收剂量的平均值。n一个器官、组织T范围内的平均吸收剂量DT定义为：第56页，此课件共89页哦一、与个体相关的辐射量式中：WR辐射权重因子；DT,R器官、组织的平均剂量SI单位：希沃特，1Sv1J/kg历史上曾使用过的单

25、位：雷姆，1rem0.01Sv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(equivalent dose)第57页，此课件共89页哦辐射权重因子WR的值按照辐射在水中的传能线密度（linearenergytransfer,LET）确定n不同射线通过生物体（例如细胞时），由于其LET不同，所产生的电离事件的线性分布亦异。电离密度较大的辐射穿过此生物体时一次或多次击中靶的几率较大，而电离密度较小的辐射则中靶的几率较小，甚至在通过靶时在靶内不发生电离。1射线；2深部X射线；3软X射线；4粒子第58页，此课件共89页哦n在放射生物学领域，用相对生物学效应（RBE）表

26、征辐射生物学效能的差异。特定辐射的RBE是相同照射下，参考辐射（通常是X、射线的）吸收剂量与产生相同效应程度的特定辐射所用吸收剂量的比值。效应RBEM效应RBEM肿瘤诱发1560染色体畸变4050肿瘤所致寿命缩短1545哺乳动物遗传效应1045细胞转化3570微核660表1裂变中子相对于60Co射线的RBEM值第59页，此课件共89页哦辐射权重因子 WR：为辐射防护目的，对吸收剂量乘以的因数，用以考虑不同类型的辐射对健康的相对危害效应。（radiation weighting factor）ICRP60 1997第60页，此课件共89页哦辐射权重因子 WR：为辐射防护目的，对吸收剂量乘以的因数

27、，用以考虑不同类型的辐射对健康的相对危害效应。（radiation weighting factor）辐射种类与能量范围辐射权重因子R光子1电子及介子1质子及介子2粒子，裂变碎片，重离子20中子连续函数ICRP1032007辐射权重因子第61页，此课件共89页哦中子辐射权重因中子辐射权重因子与能量计算公子与能量计算公式式第62页，此课件共89页哦2.有效剂量E式中：组织T的权重因子；HT 器官或组织的当量剂量SI单位：希沃特，1Sv1J/kg 历史上曾使用过的单位：雷姆，1rem0.01Sv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。(e

28、ffective dose)WT第63页，此课件共89页哦组织权重因子WT：（tissue weighting factor）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。ICRP60 1997第64页，此课件共89页哦组织权重因子WT：（tissue weighting factor）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。组织或器官TT骨髓（红），结肠，肺，胃，乳腺，其余组织*0.120.72性腺0.080.08膀胱，食道，肝，甲状腺0.04

29、0.16骨表面，脑，唾液，皮肤0.010.04总计1.0组织权重因子（ICRP103，2007）*其余组织：肾上腺，外胸区，胆囊，心脏，肾，淋巴结，肌肉，口腔黏膜，胰腺，前列腺，小肠，脾，胸腺，其余组织：肾上腺，外胸区，胆囊，心脏，肾，淋巴结，肌肉，口腔黏膜，胰腺，前列腺，小肠，脾，胸腺，子宫子宫/子宫颈子宫颈第65页，此课件共89页哦概念理解n当量剂量当量剂量 针对某个器官或组织，是平均值；有效剂量有效剂量 针对全身而言，取平均值。n n辐射权重因子辐射权重因子辐射权重因子辐射权重因子 描述了辐射类型、能量的不同对生物效应的影响；组织权重因子组织权重因子 则描述了不同器官、组织对全身总危害的

30、贡献。第66页，此课件共89页哦n有效剂量n主要用来对防护设计和优化中的预期剂量进行评价，衡量是否符合监管剂量限值要求。n针对参考人参考人而非照个人进行评价，不推荐用于流行病学估算，也不应用于个人照射和危险的详细、专门回顾性调查。第67页，此课件共89页哦n包括有效剂量在内，辐射防护量都无法直接测量，只能通过其他可以测量的那些量来加以估计，或者根据外照射的辐射场量、内照射的放射性核素摄入量进行计算。有效剂量估算体外测量辐射防护实用量测量理论计算经验近似公式蒙特卡罗计算方法第68页，此课件共89页哦3.待积当量剂量（committedequivalentdose）与待积有效剂量（committe

31、deffectivedose）待积当量剂量待积有效剂量成年人50年；儿童70年人体单次摄入放射性物质后，某一器官或组织在50年内将要受到的累积的剂量当量。第69页，此课件共89页哦二、与群体相关的辐射量2.集体有效剂量SK：单位：人希注意：时间、人群1.集体当量剂量ST：受照群体每个成员的剂量当量的总和。(collective equivalent dose)(collective effective dose)受照群体每个成员的有效剂量的总和。单位：人希第70页，此课件共89页哦剂量负担HC，T或ECn剂量负担HC，T或EC由于某一指定事件，诸如单位实践（例如一年的实践）造成的人均剂量率（H

32、T或E）在无限长时间内的积分。n剂量负担某一指定事件，内外照射都有，如核爆炸。第71页，此课件共89页哦n截尾剂量负担n在某种实践以恒定（摄入）速率无限期进行的情况下，指定人群未来的最大人均剂量率等于一年实践造成的剂量负担。如果该实践只在某一事件间隔内连续进行，未来的最大年人均剂量将等于相应的截尾剂量负担。第72页，此课件共89页哦三、用于环境和个人监测的ICRU量外照射监测中使用的剂量当量在外照射情况下，为了将个人监测和环境监测中得到的结果，与人体的有效剂量及皮肤当量剂量联系起来，国际辐射单位与测量委员会（ICRU）定义四个运用量是很有用的，即周围剂量当量、定向剂量当量、深部个人剂量当量和浅

33、表个人剂量当量。这些量都是基于ICRU球中某点处的球中某点处的剂量当量剂量当量而不是以当量剂量的概念为依据辐射在器官或组织中的当量剂量当量剂量定义为第73页，此课件共89页哦辐辐射射品品质质因因子子（Q）是依据授予物质能量的带电粒子的相对生物学效能（RBE），对特定位置上软组织吸收剂量施加修正的一个权重。Q值按照辐射在水中的传能线密度（linearenergytransfer,LET）确定。3.1 品质因子和剂量当量品质因子和剂量当量第74页，此课件共89页哦5MeV5MeV电子5MeV5MeVn第75页，此课件共89页哦 其中Q(r)是该处辐射品质因子，D(r)同一点处软组织吸收剂量。剂量当

34、量剂量当量：剂量当量（剂量当量（H（r）与当量剂量的差别）与当量剂量的差别剂量当量剂量当量是与受照软组织中特定一点r处的吸收剂量相关联，实际实际中可测中可测。当量剂量当量剂量是与器官、组织相关体积内的平均吸收剂量相关联，无法直接测量，仅用于评价、比较辐射的健康危害无法直接测量，仅用于评价、比较辐射的健康危害。第76页，此课件共89页哦3.2扩展场和齐向扩展场n扩展场(expandedfield）和齐向扩展场(alignedexpandedfield)是为定义场所辐射监测实用量而引入的两个虚拟辐射场。n扩展场：若某一空间体积V内，每一点上的粒子注量的谱、角分布与特定辐射场r点处的粒子注量的谱、角

35、分布均相同，则称空间体V内存在的辐射场与上述r点相应的扩展场。第77页，此课件共89页哦n若与r点相应的扩展场内，粒子都是朝一个方向运动的，则称空间体积V内存在的辐射场为与r点相应的齐向扩展场。第78页，此课件共89页哦ICRU球：一个组织等效球形体模，球的直径为30cm，密度1g/cm3，材料的质量成分为氧76.2%、碳11.1%、氢10.1%、氮2.6%。称ICRU球。所以ICRU球可用来模拟人体对辐射量最敏感的躯干部的受照情况，被规定为确定外部辐射源产生剂量的受体。第79页，此课件共89页哦为了环境和场所监测的目的，引入二个概念把外部辐射场与有效剂量和皮肤当量剂量联系起来。第一个概念是适

36、用于强贯穿辐射的周围剂量当量；第二个概念是适用于弱贯穿辐射的定向剂量当量。这些用于监测的剂量当量均属于实用量，它们具有可测性。第80页，此课件共89页哦3.3.环境监测周围剂量当量 H*(d)：定向剂量当量 H(d,)：辐射场中某点处的周围剂量当量H*(d)是相应的扩展齐向场在ICRU球内、逆齐向场的半径上深度d处产生的剂量当量。对于强贯穿辐射，推荐d10mm。(ambient dose equivalent)(directional dose equivalent)辐射场中某点处的周围剂量当量H(d,)是相应的扩展场在ICRU球内、沿指定方向的半径上深度d处产生的剂量当量。对于弱贯穿辐射，推

37、荐d0.07mm。值取0.07mm，这相当于皮肤基底层的深度。第81页，此课件共89页哦实际的辐射场往往是错综复杂的。如果已知辐射场中某参考点的注量及其能谱和角分布注量及其能谱和角分布（它可能与其周围的不同），设想将该点的辐射场参数扩展扩展到某一感兴趣的区域或体积中，使该范围内的辐射场，即在其中的整个有关体积内，注量及其角分布和能量分布处处与参考点的相同注量及其角分布和能量分布处处与参考点的相同。这个辐射场就称作相应于参考点的扩展场参考点的扩展场。如果将扩展场中辐射粒子的方向加以梳理，使感兴趣区域中的注量是注量是单向单向的。这样经梳理过的辐射场称作参考点的齐向扩展齐向扩展场场。第82页，此课件

38、共89页哦在环境监测中用周围剂量当量就可用它把外部辐射场与处于辐射场中的人体有效剂量联系起来。周围剂周围剂量当量与参考点的注量及其能谱分布有关，而与量当量与参考点的注量及其能谱分布有关，而与注量的角分布无关，这正是注量的角分布无关，这正是“周围周围”一词的含义一词的含义。将ICRU球放在辐射场中之后，辐射场的分布将发生变化。对于强贯穿辐射，ICRU球的反散射作用对值有一定的影响。在设计测量仪器时，要考虑到反散射因素。第83页，此课件共89页哦n周围剂量当量对不同方向和品质的流量响应具有叠加性，可表征有效剂量。n人体不像ICRU球具有各向对称性，不同取向拟人模处于射线和中子的单向射束照射时，有效

39、剂量与周围当量剂量的比值。第84页，此课件共89页哦 当弱贯穿辐射倾斜入射倾斜入射到小块皮肤上时，射线在到达皮肤基底层以前在表皮中要经受较大的衰减。因此，弱贯穿辐射在皮肤基底层的能量沉积将表现出很强的方向性，这与周围剂量当量响应与入射角无关的情况形成了对照。当人体处于弱贯穿辐射场中时，避免皮肤受过量的辐射照射而产生确定性效应，定向剂量当量就是用来表征弱贯穿辐射对皮肤照射的一个剂量学量，也就是一个用于环境监测的剂量当量。该量的取值与该量的取值与ICRU球指定半径相对球指定半径相对辐射场的取向有关，这就是定向剂量当量名称的由来。辐射场的取向有关，这就是定向剂量当量名称的由来。第85页，此课件共89

40、页哦第86页，此课件共89页哦3.4 个人监测深部个人剂量当量和浅表个人剂量当量统称个人剂量当量。这是两个用于个人监测的剂量当量。它们是在人体上预定佩带剂量计的部位深度d处定义的。深部个人剂量当量 Hp(d)：深部个人剂量当量也称作贯穿性个人剂量当量，是人体表面某一指定点下面深度d处的软组织内的剂量当量，它适用于强贯穿辐射。推荐的d值为10mm，故Hp(d)写为Hp(10)。(individual dose equivalent,penetrating)第87页，此课件共89页哦浅表个人剂量当量 Hs(d)：(individual dose equivalent,superficial)浅表个

41、人剂量当量，是人体表面某一指定点下面深度d处的软组织内的剂量当量，它适用于弱贯穿辐射。推荐的d值为0.07mm，故Hs(d)写为Hs(0.07)。个人剂量当量是在人体组织中定义的，因而既不能直接测量，也不可能从一种普遍的刻度方法推导出来。但是，佩带在身体表面的探测器覆盖以适当厚度的组织等效材料，可以用于个人剂量当量的测量。第88页，此课件共89页哦n个人剂量计的体积一般都比较小，其测定值由指定点的辐射场决定。由于人体躯干部对辐射的衰减和散射作用与ICRU球接近，测定个人剂量当量的剂量计可以在简化的常规条件（平行均匀射束）下于ICRU球中适当深度处进行。只要辐射辐场是均匀的并且身体上指定点的外法线方向与定义H(d)的指定方向重合，则仅在单向辐射场中，如果人体指定点外法线的方向与入射辐射的方向反平行，则Hp(d)或Hs(d)与周围剂量当量H*(d)接近，一般情况下第89页，此课件共89页哦