1、,电离辐射剂量学,本课程的用途,放射学科的基石 专业拓展和技术提高的工具 辐射理论研究和应用研究的前提,学习本课程的要求,必要的高等数学知识微积分、微分方程、数值计算、解析几何 必要的原子物理知识微观尺度、原子和原子核物理 必要的计算机编程技术至少一门编程语言 必要的英语普通英语、专业英语,课程讨论方式,课堂随问随答方式 办公室讨论 邮件联系 电话联系 ,一些关于学习的建议,建议当堂提问 建议课后复习理解 建议多动笔,建议阅读的书籍,辐射剂量学导论 ICRP 60号出版物 ICRP 2007 新建议书 NCRP 51号报告 程序设计 Medical Physics 杂志,第一章 电离辐射和电离
2、辐射场 Ch2 Ionizing radiation and its field,引 言,电离（Ionization）：从原子、分子或其他束缚状态释放 一个或多个电子的过程。在电离过程中产生的负离子和正离 子形成离子对。,激发（Excitation）：如果上述过程中电子尚不能摆脱 原子核的束缚，只能从低能态跃迁到 高能态，则称为 激发。,如果电离过程中释放的电子能量超过 100 eV，则称其为 射线。电离的起因： 1、带有足够动能的带电粒子通过与物质原子、分子的碰撞直接产生。,电离的起因： 2、不带电的光子、中子也能直接产生电离，但这类电离主要是靠它们与物质 相互作用 过程中产生的 次级带电粒
3、子间接来完成的。,电离的起因： 3、低能带电粒子，已不能直接产生电离，但还能通过其诱发核、基本粒子转变过程发出的次级带电粒子进一步产生电离。,电离辐射（Ionizing Radiation）：能通过直接过程、次级过程引起 物质电离的 不带电粒子 和 带电粒子 组成的辐射。,辐射效应（Radiation Effect）：电离辐射引起受照物质性质的变化通过电离、激发，辐射的能量被物 质吸收，引发物质性质的改变。如：物质变热、变色等。,辐射效应（Radiation Effect）：一旦人体组织受到照射，会造成 DNA分子损伤、细胞变异或死亡。物质吸收辐射能量越多，辐射效应 的程度越大。,辐射剂量（R
4、adiation Dose）：预测电离辐射导致受照物质发生 真实效应或潜在影响程度的物理指标。其数值取决于辐射的类型、能量 以及受照物质的性质，同时也依赖于 照射条件(时间、方式和途径)。,辐射剂量学（Radiation Dosimetry）： 研究电离辐射能量在受照物质中转移和 吸收的规律 。剂量分布与照射条件的联系辐射剂量测、算方法辐射剂量与辐射效应关系。,度量和单位： 1、电子伏特（eV）真空中一个电子在一伏特电压作用 下获得的能量。与焦耳（J）的关系：,2、平面角由一点发出的两条射线所规定的平 面范围。圆心在顶点的一个圆被两射线所截 的弧长 a 与该圆半径 r 的比值：单位为 rad（
5、弧度）,3、立体角由一个锥面规定的空间范围球心在锥顶的一个球面被锥面截下 的面积 S 与该圆半径平方 r2 的比值：单位为 Sr（球面度）,4、放射性衰变参数物理衰变常数 ：单位时间内， 放射性原子核发生衰变的份额，1/s物理半衰期 T1/2：放射性原子核减 少一半所需要的时间，s。,5、放射性衰变规律,6、放射性活度（Activity）t 时刻，单位时间内，样品中自发 发生核转变的原子核个数。单位：1/s，名称：Bq（贝克）,电离辐射场 （Ionizing Radiation Field）电离辐射在其中通过、传播乃至经由相互作用传递辐射能量的整个空间范围。,辐射场性质的内涵 辐射场类型 辐射
6、场，辐射场，辐射场中子辐射场，混合辐射场 粒子能量 单能辐射场具有能量分布的辐射场,辐射场性质的内涵 粒子运动方向单向辐射场多向辐射场,各向同性辐射场（Isotropic Radiation Field）从各个方向到达辐射场某点具有特定能量的同类粒子数目都相同的辐射场,辐射场性质的时空相关性 辐射场的性质常随观察时间 和 空间位置的变迁而改变。 完整描述一个辐射场，需要从以下 五个方面进行。,为完整描述辐射场，必须了解：任意时刻， （T）沿 任意方向，到达辐射场 （）任意位置的 （P）任意类型、 （K）任意能量的 （E）粒子数目或它们携带的辐射能量,描述辐射场性质的两个简单物理量 粒子注量（Particle Fluence）, 能量注量（Energy Fluence）,T时间内，进入以 r 点为球心的单位 截面积小球的粒子数或辐射能。 单位：m-2 ，J m-2,和 的说明 对于单向或多向辐射场，在小球内 总能找到和入射粒子方向垂直的横截面 所以，粒子注量和能量注量分别就 是从各个方向进入所关心小球的粒子数 及其携带的辐射能。,粒子注量率(Particle Fluence Rate), 能量注量率(Energy Fluence Rate), t 时刻，单位时间内，辐射场 r 点 处 粒子注量 或 能量注量 的 增加量 单位： m-2 s-1 ，J m-2 s-1,
