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1、輻射防護(hù)與放射損傷基礎(chǔ)知識(shí)山東大學(xué)齊魯醫(yī)院程孝國主要內(nèi)容第一節(jié)輻射防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)第二節(jié)放射損傷基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)輻射防護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)一、核輻射物理學(xué)基礎(chǔ)二、輻射源及其分類三、核和放射事件分級(jí)四、輻射防護(hù)體系一、核輻射物理學(xué)基礎(chǔ)1、放射性⑴、原子結(jié)構(gòu)原子核:占原子體積的1/10000質(zhì)子,中子,1.007277u,1.008665u電子:圍繞原子核旋轉(zhuǎn),0.000548u1u=12/NA×1/12=1.6605655×l0-27kgNA=6.022045×l023是阿伏伽德羅常數(shù)原子序數(shù):質(zhì)子數(shù),在元素周期表中的位置同位素:原子序數(shù)相同而質(zhì)量數(shù)不同的核素殼層
2、能級(jí)次序各能級(jí)的電子數(shù)滿殼層電子總數(shù)KLMNOPQ1s2s,2p3s,3p4s,3d,4p5s,4d,5p6s,4f,5d,6p7s,5f,6d,22,62,62,10,62,10,62,14,10,62,14,10,…21018365486電子的殼層結(jié)構(gòu)鎢原子的能級(jí)示意圖能量單位:eV⑵放射性:不穩(wěn)定的核素自發(fā)地放出射線,轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N核素,這種現(xiàn)象稱為放射性,這個(gè)過程稱為放射性衰變,這些核素稱為放射性核素。發(fā)出的射線種類:可能有α射線、β射線、γ射線,還可能有正電子,質(zhì)子,中子等其他粒子。原子序數(shù)從84起的所有元素都是不穩(wěn)定的,具有天然放射性;
3、而原子序數(shù)小于84的元素只有少量的某些同位素是不穩(wěn)定的,具有天然放射性;人工產(chǎn)生的同位素都是不穩(wěn)定的,具有人工放射性。⑶放射性衰變:不穩(wěn)定的重核元素趨向穩(wěn)定的過程。例如:放射性衰變服從指數(shù)規(guī)律。放射性活度:放射性核素在單位時(shí)間內(nèi)衰變的個(gè)數(shù)。半衰期:放射性核素其原子核數(shù)目衰減到原來數(shù)目一半所需的時(shí)間T1/2=ln2/λ=0.693/λ衰變類型:α衰變?chǔ)滤プ儲(chǔ)密S遷和內(nèi)轉(zhuǎn)換天然放射性系:釷系、鈾-鐳系和錒系感生放射性:核粒子轟擊較輕的元素可以產(chǎn)生放射性元素例如:2、電離輻射電離輻射:是指一切能引起物質(zhì)電離的輻射總稱。輻射按與物質(zhì)作用分類:電離輻射非電離
4、輻射輻射按本質(zhì)和性質(zhì)分類:電磁輻射粒子輻射電磁輻射:以相互垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng),隨時(shí)間變化而交變振蕩,形成向前運(yùn)動(dòng)的電磁波能引起電離的是X射線和γ射線粒子輻射:高能粒子通過消耗自身的動(dòng)能把能量傳遞給其它物質(zhì)高速粒子、帶電粒子電磁輻射電離輻射粒子輻射X,γ射線α、β、中子質(zhì)子、負(fù)π電磁輻射--波譜3、常用輻射量和單位⑴照射量:是描述X(γ)射線電離空氣能力的量單位是C/kg,未定義專用名,曾用單位是倫琴(R),1R=2.58×10-4C/kg⑵吸收劑量:是描述射線與物質(zhì)作用的基本量。它定義為單位質(zhì)量受照射物質(zhì)吸收的輻射能量。曾用單位是拉德(rad),現(xiàn)
5、在國際單位是焦耳/千克(J/kg),又稱戈瑞(Gray,符號(hào)是Gy),1Gy=1J/kg,1Gy=100rad當(dāng)量劑量是描述輻射防護(hù)劑量學(xué)的基本量,是在嚴(yán)格意義上的吸收劑量。機(jī)體組織中某一點(diǎn)的當(dāng)量劑量(H)等于某一組織或器官所接受的平均的吸收劑量(D),經(jīng)過以輻射質(zhì)的輻射權(quán)重因子(輻射品質(zhì)Q)加權(quán)處理的吸收劑量:H=D?Q?N,N為其他修正因數(shù)(ICRP指定N為1)單位為J/kg,專用名為希沃特(Sievert),符號(hào)為Sv,舊單位:雷姆,rem1Sv=1J/kg=100rem輻射類型Q值X、?、?射線1熱中子2.3快中子和質(zhì)子10?粒子20有效
6、劑量E就是組織或器官的當(dāng)量劑量HT與組織權(quán)重因子WT的乘積,并對(duì)所有器官或組織求和,即E=ΣWT·HT式中,HT、WT分別是器官或組織T的當(dāng)量劑量和組織權(quán)重因子。組織權(quán)重因子是組織或器官T的隨機(jī)效應(yīng)危險(xiǎn)系數(shù)與全身均勻照射總危險(xiǎn)系數(shù)的比值。4、電離輻射與物質(zhì)的相互作用帶電粒子與物質(zhì)原子發(fā)生以下幾種作用:(1)與核外電子發(fā)生非彈性碰撞;(2)與原子核發(fā)生非彈性碰撞;(3)與原子核發(fā)生彈性碰撞;(4)與原子核發(fā)生核反應(yīng)。X(γ)射線與物質(zhì)主要發(fā)生三種作用機(jī)制:(1)光電吸收,主要發(fā)生在射線能量較低的情況,在10~30keV的能量范圍占優(yōu)勢(shì)。(2)康普頓
7、散射,康普頓效應(yīng)的發(fā)生率與原子序數(shù)沒有太大關(guān)系,而主要取決于電子密度,在30keV~25MeV的能量范圍占優(yōu)勢(shì)。(3)電子對(duì)效應(yīng),光子能量超過1.02MeV才能發(fā)生這種吸收其它還有相干散射、光核反應(yīng)中子與原子核的相互作用分為兩大類:①散射:②吸收:包括輻射俘獲、核裂變、(n,α)和(n,p)反應(yīng)等。對(duì)于某些重核(如235U和239Pu),其熱中子引起的核反應(yīng)主要有兩種類型:1.“輻射俘獲”,即(n,γ)反應(yīng),例如235U(n,γ)236U;2.裂變反應(yīng),即235U俘獲熱中子后發(fā)生裂變中子在物質(zhì)中有較強(qiáng)的貫穿能力。二、輻射源及其分類1、放射源的種類
8、放射治療使用的放射源主要有三類:(1)放射性同位素放出的α、β、γ線。(2)X射線治療機(jī)和各類加速器產(chǎn)生的不同能量的X射線。(3)各類加