輻射劑量

輻射劑量

輻射劑量 radiation dose 在電離輻射套用領域簡稱劑量(dose)

定義,概述,照射量,吸收劑量,吸收量率,輻照量率,當量劑量,有效當量,輻射對照,個人限值,概述,個人計量,實驗軟體,MCNP,Geant4,

定義

劑量(dose)的概念與藥劑劑量有關,指患者一次服用的藥量。後來也泛指給患者注射的或以其他方式給以的藥量。但輻射不是一般意義上的“藥”,也很難用“給以”這個詞,而是要看“接受”或“吸收”的輻射能量。因而所謂“劑量”只是借用了這個詞,與原意差別很大。即便是在電離輻射領域對劑量一詞的解釋也有很多歧見。一方面很多科學家都認為這個詞不能算作是一個科學術語,因為他沒有確切定義;而另一方面有不得不大量地使用這個所謂不是術語的術語,因為沒有他就很難描述我們面對的課題。有鑒於此,下面不得不給劑量這個詞下一個或幾個不是定義的定義。
輻射劑量輻射劑量
首先對於劑量一詞的理解有廣義和狹義之分。
廣義的理解,劑量一詞泛指電離輻射領域與輻射和輻射與物質的相互作用有關的量,如吸收劑量(absobed dose)、照射量(exposure)、比釋動能、通量密度等。
狹義的理解,也是劑量一詞唯一可以定義的理解就是指吸收劑量(absorbed dose)。在放射生物學和放射治療學中“劑量”一詞經常特指水吸收劑量(water absobed dose)。
於是劑量計一詞有時指吸收劑量計,如化學劑量計(Frick劑量計),但更多的時候是指廣義的劑量。例如,不加修飾的劑量計一詞通常是指由電離室靜電計(劑量計的電測量單元)組成的測量儀器。這類儀器根據刻度可以測量水的吸收劑量、照射量空氣比釋動能等。

概述

亦簡稱劑量。在放射醫學和人體輻射防護中,電離輻射量(劑量)是一個問題。在放射線量中也採用國際單位(SI),根據國際輻射單位測量委員會的建議(1962),日本的計量法於1966年已作了大幅度的修正。如以生物效應作為目標,輻射與生物分子相互作用生成的離子和激發分子的數量及分布較之輻射線能譜的狀況更為重要,因而多採用了下列各種單位:
電離輻射標誌電離輻射標誌

照射量

照射量(exposure dose)
所謂照射量描述 X射線和γ射線在空氣中電離能力的量。它的定義是在標準狀態下1立方厘米的空氣(1.293毫克空氣)中產生1靜電單位電量。照射量X是dQ除以dm所得的商,其中dQ的值是在質量為dm空氣中,由光子釋放的全部電子(負電子和正電子)在空氣中完全被阻止時所產生的離子總電荷的絕對量,即:X=dQ/dm。單位:庫侖·千克^-1(C/kg);
倫琴的定義是:在1R X或γ射線照射下,在0.001293g(相當於0℃和760mm汞柱大氣壓力下1cm^-3乾燥空氣的質量)空氣中所產生的次級電子在空氣形成總電荷量為1靜電單位的正離子或負離子。照射量只對空氣而言,僅適用於X或γ射線。

吸收劑量

吸收劑量(absorbed dose)是指單位質量物質接收電離輻射的平均能量。定義為dε除以dm所得的商,其中dε是致電離輻射給予質量為dm的受照物質的平均能量。即D=dε/dm吸收劑量的SI單位是焦耳·千克-1(J·kg^-1),SI單位專名是戈[瑞](gray),符號Gy。暫時與SI並用的專用單位名稱是拉德,符號為rad。1Gy=1J·kg^-1=100rad,或1rad=10^-2 J·kg-1=10^-2Gy。它是描述電離輻射能量的量。當電離輻射與物質作用時,其部分或全部能量可沉積於受照介質中。 其單位是拉德(rad),相當於1克物質接受1×10^-5焦爾能量。1Gy=100rad。與照射量的情況不同,吸收劑量是一個適用於任何類型電離輻射和任何類型受照物質的輻射量。必須注意的是,在套用此量度時,要指明具體涉及的受照物質,諸如空氣、肌肉或者其他特定材料。
輻射劑量輻射劑量

吸收量率

吸收劑量率(absobed dose rate)是指單位時間內的吸收劑量(如rad/min);

輻照量率

輻照劑量率(exposure ra-te)是指單位時間內的照射量(exposure dose);

當量劑量

當量劑量(equivalent dose)
把乘上了適當的修正係數後的吸收劑量(absorbed dose)稱為當量劑量(equivalent dose),用符號H表示。當量劑量只限於防護中套用。組織中某點處的當量劑量H是D、Q和N的乘積; 當量劑量(equivalent dose)是反映各種射線或粒子被吸收後引起的生物效應強弱的電離輻射量。它不僅與吸收劑量有關,而且與射線種類、能量有關,當量劑量是在吸收劑量的基礎上引入一與輻射類型及能量有關的權重因子(wR)得到: H(T,R)=wR?D(T,R )式中,D(T,R)稱器官劑量,是輻射R在組織或器官T中產生的平均吸收劑量。國際制單位:Sv(希沃特),1Sv=1J? kg^-1。舊的專用單位:rem(雷姆),1Sv=100rem;

有效當量

有效劑量當量(Effective dose equivalent)是考慮人體組織或器官發生的輻射效應為隨機效應時,全身受到非均勻照射的情況下,人體各器官或組織所接受的平均劑量當量與相應的機重因子的乘積之總和。

輻射對照

輻射量
輻 射 量 SI單位
SI單位專名
專用單位
照射量
庫倫·千克^-1(C·kg^-1)
未 定
倫琴(R)1倫=2.58×10^-4庫倫·千克^-1(1R=2.58×10^-4C·kg^-1)
吸收劑量
焦耳·千克^-1(J·kg^-1)
戈瑞(Gy)1戈瑞=1焦耳·千克^-1=100拉德(1Gy=1J·kg^-1=102rad)
拉德(rad)1拉德=10-2焦耳·千克^-1=100爾格·克^-1(1rad=10^-2J·kg^-1=102erg·g^-1)
當量劑量
焦耳·千克^-1(J·kg^-1)
希沃特(Sv)1希沃特=1焦耳·千克^-1=10
雷姆(rem)1雷姆=10^-2焦耳·千克^-1(1rem=10-2J·kg^-1)
放射性活度
秒^-1(s^-1)
貝可勒爾(Bq)1貝可勒爾=1秒-1(1Bq=1s^-1)
居里(Ci)1居里=3.7×1010·秒^-1(1Ci=3.7×1010s^-1)
個人

個人限值

概述

個人劑量限值(Individual dose limits)是輻射防護權威部門(如國際放射防護委員會ICRP、國家最高權力部門)對確定的實踐(指與放射有關的職業活動,如核工業)及經常與持續的照射(如與源相關的公眾受照)建立的一個劑量水平,高於該水平的照射對個人的後果被視為不可接受的。
實行個人劑量限值規定,只是防護體系的一部分,其目的在於考慮了經濟及社會因素之後使劑量達到可以合理做到的儘量低的水平。所以,可把個人劑量限值視為可忍受程度的上

個人計量

應 用
劑量限值
職業照射人員
公 眾
有效劑量(全身),mSv·a^-1
20(在規定的5年內平均)
1
年當量劑量,mSv·a^-1
150
15
眼晶體
500
50
皮膚
500
手足
ICRP1990年建議的
輻射劑量
ICRP1990年建議書提出的劑量
ICRP1990年建議書提出的個人劑量限值
關於內照射,個人對放射性核素的年攝入量限值(ALI)是以待積有效劑量20mSv為依據計算的。
——摘自《安全工程大辭典》(化學工業出版社

實驗軟體

MCNP

MCNP(Monte Carlo Neutron and Photo Transport Code):由美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)開發的一套模擬中子、光子和電子在物質中輸運過程的通用MC 計算程式,在它早期的版本中並不包含對電子輸運過程的模擬,只模擬中子和光子,較新的版本(如MCNP4A)則引進了ETRAN,加入了對電子的模擬。
輻射劑量輻射劑量

Geant4

Geant4是用於精確模擬粒子在介質中輸運過程的蒙特卡羅套用軟體工具包。在眾多的蒙特卡羅模擬程式中,相對於MCNP、EGS等商業軟體來說,Geant4的主要優點是原代碼完全開放,用戶可以根據實際需要改進、擴充其程式.。

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