1、放射防护技术,2010年7月28日,放射防护技术,一、辐射生物效应 二、辐射防护概论 三、外照射防护 四、辐射监测 五、医用X射线的防护,一、辐射生物效应,辐射按其与物质作用的不同分为电离辐射与非电离辐射。电离辐射又分为两大类：发射的粒子是带电离子的如电子、质子、粒子等叫直接电离辐射，这些粒子与物质作用时能直接使物质电离或激发；另一类发射的粒子是不带电的如光子（x射线、射线）、中子等，它们与物质直接作用时不能直接引起物质电离而是使靶物质释放直接电离粒子或引起核反应，如光子与物质作用时产生次级电子，或中子与物质作用产生次级带电粒子，而这些次级带电离子能再度使物质发生电离。与电离辐射相反，在自然界
2、中还存在着各种波长不同的辐射，如电磁波、声波等，它们不能引起物质电离，称为非电离辐射。非电离辐射的波长较长，辐射的内在能量较低，主要通过产热而与人体组织相互作用而不是电离和激发，它们的穿透的能力取决于波长的大小。 辐射生物效应包括小剂量照射引起的随机性效应和大剂量照射引起的确定性效应：,（一）随机性效应,在放射防护感兴趣的低剂量范围内，这种效应（癌症与遗传）的发生不存在剂量阈值，发生几率与剂量成正比，而严重程度与剂量无关。随机性效应有两大类：第一类发生在体细胞内并可能在受照者体内诱发癌症；第二类发生在生殖组织细胞内，并可引起受照者后裔的遗传疾病。,1致癌效应,（1）电离辐射诱发人类癌症的种类及
3、致死性概率系数 ICRP1990第60号出版物为辐射防护目的的制定组织权重因子时，列出12种癌症，另外还有12种“其它癌症”，并给出完整的低LET辐射致癌危险系数，其数值列下表，并与ICRP1977第26号出版物所给数值相比较，大多数癌症的危险系数有所提高，只有乳腺癌有所下降。全部人群全部癌症的危险为5x10-2SV-1，是ICRP 1977第26号出版物所给数值（1.25x10-2SV-1)的4倍。把性腺受照诱发严重遗传效应的贡献加入后，为6x10-2SV-1 。,低剂量LET辐射照射诱发人类癌症的种类和致死性癌症的终生死亡概率系数（全部年龄人群10-2 SV-1）,注： 1 ICRP(19
4、90)其余癌症包括肾上腺、脑、上段大肠、小肠、肾脏、肌肉、胰腺、脾脏、胸腺和子宫等10种癌症； ICRP(1977)其余癌症包括胃、下段大肠、唾液腺和肝的癌症。 2 这一癌症总计值仅用于一般公众。用于工作人员人群的致死性癌症总危险取4.00x10-2SV-1 。 3 这一癌症总计值既可用于工作人员也可用于一般工众。,（2）辐射致癌潜伏期,辐射致癌的潜伏期是指从受照到发生癌症所需的时间辐射诱癌的平均潜伏期癌症类型 平均潜伏期（年） 白血病症 6.2 甲状腺癌 10.9 乳腺癌 15 肺癌 17 皮肤癌 24.1,（3）受照时年龄对诱发癌症的影响,一般年幼时受照更易诱发癌症，特别是乳腺癌和甲状腺癌
5、，随年龄增加，危险不断下降。但某些癌症，例如癌症，例如白血病和女性肺癌，到老年时其受照后的敏感性再度上升。,（4）医疗照射的致癌危险,电离辐射在医学上的应用历史悠久，而且应用最为广泛。医疗照射是当前所有人工辐射源造成人类集体剂量的最大来源。因此，有关医疗照射的致癌危险是人们所关注的问题。,2遗传效应,辐射遗传效应是通过辐射对生殖细胞遗传物质的损害使受照者后代发生的遗传性异常。其表现为 （1）基因突变：单基因型和多基因型，前者可分为显性与隐性两种。 （2）染色体结构重新排列 （3）染色体数目异常。,（二）确定性效应,通常情况下存在剂量阈值，超过剂量阈值时，可引发局部器官和组织的放射性损伤（如放射
6、性白内障、放射性皮炎等）。剂量愈高则病情的严重程度愈大。其特点为: (1)与剂量呈非线性关系，必须接受某一最低剂量，也称阈剂量，才能出现。 (2) 损伤的临床严重性随剂量增加而增加。 (3)由于个体的放射性敏感性有差异，所以发生损伤的频率与剂量的大小也有一定的关系。 (4)组织损伤出现的时间变化较大，其范围从几小时、几天到照射后若干年，这取决于效应的类型与组织的特性。,1阈剂量,阈剂量一般是指至少使1%5%的受照个体发生特异性效应所需的辐射量。 成年人4 种较敏感组织确定性效应阈值的估计值,2外照射放射病,外照射急性放射病 外照射亚急性放射病 外照射慢性放射病,放射性皮肤损伤,（三）影响生物效
7、应的因素,1、吸收剂量 2、剂量率 3、时间与空间的剂量分布 4、照射面积和部位 5、受照个体与组织细胞的放射敏感性 6、辐射种类与能量,1、吸收剂量,对于确定性效应，吸收剂量愈大，放射损伤愈严重。如果全身受照数分钟的X射线或射线照射，一般照射剂量如不大于25cGY，则不会出现什么损伤。随着照射剂量的增加，会出现不同的损伤。见下表。,不同照射剂量对人体损伤的估计,2、剂量率,X、射线照射引起的确定性效应，一般来说，总剂量相同时，高剂量率比低剂量率的损伤效应明显。这是因为高剂量率的照射使机体对损伤的修复不能充分表现出来所致。但当剂量率增加到一定程度时，20100cGY.min-1之间，其总剂量相
8、等时，产生程度相等的放射病。,3、时间与空间的剂量分布,对于确定性效应，在照射总剂量相同的条件下，一次连续照射与分次间歇照射，以及分次照射之间的时间间隔不同所产生的效应有所差别，一般来说，分次愈多，各分次照射的间隔时间愈长，其生物效应愈小。其原因与机体的代偿和修复过程有关。此外，在器官或组织内的剂量分布也影响效应。,4、照射面积和部位,照射面积对确定性效应损伤程度有很大影响。全身照射与局部照射的症状不同。例如在恶性肿瘤的治疗中，一次X射线或射线的局部照射往往到达200300cGY，这时不出现全身症状，即是出现也是轻微的。如果用同样的剂量照射全身，就会出现放射病。 身体各部位对射线的敏感性不同。
9、动物实验表明，头或胸部受照要有较大的剂量方可发生死亡。一般认为腹部对射线最敏感，其次是盆腔、头部和胸部。,5、受照个体与组织细胞的放射敏感性,在人的个体发育的不同阶段，放射的敏感从胎儿、幼年、少年、青年至成年依次降低，老年人敏感性又增高。 身体组织的放射敏感性随细胞或组织的不同而不同。一般的规律是：分裂旺盛的细胞，代谢旺盛的细胞，以及那些比别的细胞需要更多营养的细胞，对射线更敏感。胚胎的及幼稚的细胞较成熟的细胞敏感。,6、辐射种类与能量,不同种类的电离辐射其电离密度和穿透能力各不相同，引起的相对生物效应也不同。例如射线的电离密度大，但穿透能力较弱，因此，在外照射时射线对机体的损伤作用很小，然而
10、在内照射情况下它对机体的损伤作用则很大 ，在其它条件相同的情况下，就、和射线引起的辐射危害程度来说，外照射时， （ ） ，而内照射时，则 （ ）。对同一种辐射来说，其能量不同，产生的生物效应也不同，例如低能 射线造成皮肤红斑的吸收剂量小于高能射线，因为低能射线主要被皮肤所吸收。,（四）辐射生物效应原理,辐射生物效应的发生是一个包含着一系列矛盾的非常复杂的过程。机体从能量吸收到引起损伤其特有的原发和继发反应过程。从原子水平的激发或电离开始，继而引起分子水平的破坏（如蛋白质分子、DNA链断裂和酶的破坏等），又进一步影响到细胞水平、组织器官乃至整体水平的损伤；遭受损伤的细胞、组织、器官还可以引起机体
11、继发性的损伤，进而使机体组织发生一系列生物化学的变化，代谢的紊乱，机能的失调，以及病理形态等方面的改变，损伤严重则导致机体死亡。,1、电离和激发,电离辐射可以使受照物质中的原子或其所组成的分子释放一个或多个电子，结果形成由正离子（失去电子的原子）和负离子（击出的电子）构成的离子对，这种现象称为电离。由带电粒子构成的电离辐射时，例如、粒子能直接引起电离，称为直接电离。不带电粒子构成的电离辐射，例如 、射线可以从原子壳层击出电子，由所产生的次级带电粒子引起物质电离。不带电的中子与原子核碰撞形成反冲核也能造成原子核电离，这些都称为间接电离。电离辐射还可以将其能量转换给原子使其从较低能态上升到较高能态
12、，称为激发。激发所产生的生物学影响不像电离那样重要。,2、直接作用与间接作用,直接作用：电离辐射通过电离和激发直接作用于生物活性物质特别是生物大分子，其中最重要的是细胞核中的DNA，使其受到损伤的过程 。 间接作用：电离辐射与细胞中其它或分子特别是水分子作用，产生自由基，从而使生物活性物质受到损伤的过程。,3基因突变和染色体畸变,DNA上具有一定功能的一般核苷酸系列称为基因，基因是储存特定遗传信息的功能单位。细胞核中的染色体是生物遗传信息即基因的载体。 遗传物质DNA发生可遗传的变异称为突变。辐射引起DNA损伤伴有染色体数目和结构异常时，称为染色体畸变。电离辐射引起的突变包括基因突变和染色体畸
13、变，这两种畸变几乎都是DNA断裂的结果。,4、细胞死亡和细胞变异,辐射引起的DNA分子的变化可以导致细胞的死亡。当照射剂量达到一定的水平，死亡的细胞达到一定数量时，必然会引起器官或组织功能障碍，甚至导致机体的死亡，这种效应称为确定性效应。 假如受到照射后细胞DNA的损害和突变没有导致细胞死亡，也没有得到正确的修复，而是出现错误的修复，这些错误修复的细胞可以保持继续增殖的能力，并把错误的信息传给后代，演变形成伴有特定DNA变化的异常细胞克隆（细胞克隆是由一个细胞通过无性繁殖产生的具有相同遗传信息的细胞群），这种现象称为细胞变异。 体细胞的变异可以使正常细胞转变成恶性细胞最后形成癌症。假如照射引起
14、的细胞变异发生于生殖细胞则其错误信息将向受照者的后代传递，结果可能引起遗传性疾病。,二、辐射防护概论,（一）辐射源和照射方式 1 辐射源 可以通过发射电离辐射或释放放射性物质而引起辐射照射的一切物质或实体，称为辐射源。 （1）射线装置能发射电离辐射的装置称为射线装置这种装置发射射线是可以控制，开机后发射射线，关机后发射停止。,常用射线装置- 名称 发射射线类型 用途-医用X射线机 X射线 医学诊断或治疗 CT机 X射线 医学诊断模拟定位机 X射线 放射治疗定位 医用加速器 电子束、X射线 放射治疗 X刀 电子束、X射线 放射治疗 X射线探伤机 X射线 工业探伤 探伤用加速器 X射线 工业探伤
15、-,（2）放射性同位素,将一定量（总活度）和一定比活度的放射性同位素包容在特定的容器中，成为辐射源。 A密封型辐射源 将放射性同位素永久密封在包壳内或紧密地固结在覆盖层内并呈固体形态的放射性物质。这种包壳或覆盖层具有足够的强度，使之在设计的使用条件和正常磨损条件下以至在预计事件下，均能保持密封性能，不会有放射性物质泄漏出来。 B非密封型辐射源 即储存于一定容器而未加密封的放射性物质。,2照射方式,人体受到各种电离辐射的作用称为辐射照射，或简称照射。照射的主要方式有外照射和内照射两种。 （1）外照射: 即体外辐射源对人体的照射。 远距离照射 辐射源位于体外一定距离，集中照射人体某一部位叫做体外远
16、距离照射。 近距离照射 将辐射源密封直接放入需要治疗的组织或人体的天然腔道，如鼻咽、食道、宫颈等部位进行的照射，叫组织内照射和腔内照射，简称近距离照射。 （2）内照射: 当放射性核素经由消化、呼吸、皮肤粘膜或伤口进入人体内引起的照射称为内照射。,（二）辐射防护体系,1 辐射防护的基本原则 （1）辐射防护的目的 防止有害的确定性效应，并限制随机效应的发生率，使之达到被认为可以接受的水平，所以要遵循以下四项基本原则 1）辐射实践的正当化 对于一个新实践的引入或现存实践的延续的决定应考虑这个实践所产生的辐射危险。一个实践（涉及照射或潜在照射）只有当它给予个体或社会带来的利益大于其可能产生的危险代价时
17、才能被采用。例如乳腺癌的普查计划应表明它给早期诊断乳腺癌带来足够大的好处而大于因诊断而增加辐射剂量所致的附加危险的代价。 2）防护的最优化 对个体剂量，受照的群体的人数和潜在照射的概率和大小，在计及经济的和社会的因素之后都应保持在有理由达到的尽可能低水平，这就是ALARA原则。它意味着对所有的辐射源和辐射设施在考虑到社会和经济因素后都应提供最好的实际防护和可能的安全措施。防护和安全应最优化，例如，在决定对医学辐射设备增加附加屏蔽之前，应有证据表明个体剂量和受照的人数将能足够地减少以致权衡附加屏蔽的代价和所获得的利益是正当的。 3）个人剂量限值 ICRP建议个体照射应遵从剂量限值原则。设置职业剂
18、量限值的目的是保证无任何放射工作人员受到不可接受的危险，预防任何确定性效应的发生和使随机效应的概率减至最小。它不能视为一个目标，按委员会的看法，它代表经常、持续、有意识的照射可以合理地视为刚好达到可忍受程度的上限。 职业剂量限值和公众剂量限值适用于来自实践的照射，不包括医学照射和天然本底。 4）为将来的发展留有余地 为将来着想。,2辐射防护体系的应用,（1）分类：照射被区分为职业照射，医学照射和公众照射三类。职业照射是工作人员在其工作场所和其从事的工作过程中受到的照射。职业照射可以通过对辐射源进行屏蔽、工作环境的通风和配戴个人防护用品加以控制。医学照射主要是指患者。除去职业照射和医学照射以外的
19、途径人们所受到的照射称为公众照射。应通过对辐射源的控制来达到公众照射的控制，只有当对辐射源控制无效的情况下才应对环境或个人采取控制措施，例如在切尔诺贝利严重事故的情况下。,（2）职业照射和公众照射剂量限值（电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB18871-2002）,（3）医疗照射,医疗照射防护体系 A、医疗照射实践的正当化 B、医疗照射的最优化 C、剂量约束,三、外照射防护,电离辐射外照射防护的基本方法有如下4种： 1缩短受照时间时间防护； 2延长与辐射源的时间距离防护； 3在人体与辐射源之间设置屏障屏蔽防护； 4控制放射源尽可能减少辐射量和照射面积控源防护。,四、辐射监测,（一）辐射监测的目
20、的: 辐射监测的目的，主要是控制和评价辐射危害。其内容为：1.对有关地点的辐射场和个人所受剂量或放射性污染情况进行测量；2.将测量结果与国家有关防护法规与标准的相应数值进行比较，对该项放射性操作的安全程度做出评价，从而提出有关防护方面的建议，改善防护措施，达到安全生产之目的。,（二）辐射监测的重要性,射线及放射性物质与一般有害因素（如粉尘、噪音、酸碱、氟气等）相比有以下特点： 1.无法感知 射线装置和放射性核素发射的射线无色、无味、无形，人之感官对其存在和照射无法感知。因此，人体本能的防御能力对其无能为力，只有靠辐射监测才能发现放射性物质和射线的存在，从而控制或消除其危害。2毒性大 放射性物的
21、毒性比一般化学毒物的毒性大得多。3放射损伤的潜伏期长 在放射工作实践中(非事故情况下)，辐射引起的损伤有相当长的潜伏期，短时间内无明显的或特异的临床表现，因此对辐射的危害易被人们所忽视，只能依靠辐射监测数据的评价来提醒和指导放射性工作单位与放射工作人员改善防护措施，确保安全。4.监测数据具有法律效力 辐射监测结果可作为对人体放射损伤或环境放射污染的法律依据。,1监测类型 （1）常规监测 为确定工作条件是否适合继续进行操作，在预定的场所按预先规定的时间间隔进行的监测。（2）特殊监测 为了说明某一特殊问题而在一个有限期间内进行的监测。（3）任务相关监测 用于特定操作，旨有为有关运行管理的当前决定提
22、供数据资料，也可用于支持防护最优化。（4）操作监测 与一定操作有关的特殊监测。,（三）监测类型与监测对象,2监测对象,（1）个人监测 利用工作人员个人佩戴的剂量计进行的监测，或对其体内及排泄物中放射性种类和活度进行的监测，或对其体表放射性污染的监测。含下列3项监测内容：1）外照射个人监测；2）体内污染监测；3）皮肤污染监测。,（2）工作场所监测 为工作人员提供工作环境和与其从事的操作有关的辐射水平的数据而进行的监测。含下列3项内容：1）外照射辐射场所监测；2）空气污染监测；3）表面污染监测；（3）环境监测 对核设施或其他放射性工作场所附近公共环境进行的监测。含下列2项内容：1）外照射辐射场监测
23、；2）空气、水、土壤和动植物等介质中放射性核素的监测。（4）流出物监测 对流出物进行采样、分析或其他测量工作，以说明从核设施或其他放射性工作场所排放到外环境中的放射性流出物的特征。,（四）辐射监测质量保证,1.质量保证计划应根据监测类型和监测对象具体制定质量保证计划。在制定计划 时，一般应考虑以下几方面： 1）健全的辐射监测和质量保证机构，或设专人员对质量保证负责； 2）人员选择和培训； 3）仪器和装置的质量及其维护与校准频率； 4）标准方法、标准器具、标准物质和参考辐射的应用与坚持； 5）监测过程中的质量保证措施； 6）监测的结果必须能溯源到国家标准； 7）必须证明检测结果与客观实际符合的程
24、度已经达到保持所要求的质量。,2.具体要求,（1）辐射监测所用的仪器、仪表必须可靠，在选购时就需考虑其技术指标能满足该类监测的要求。（2）测量仪器必须定期校准，校准时所用的标准源应能追溯到国家标准。当有重要元件更换或工作位置变动或维修后必须重新进行校准，并做纪录。（3）环境核辐射监测仪在开始测量前，应检查本底计数率和探测效率，并且将它们记入质量控制图中。环境核辐射监测仪必须执行登记制度。,（4）环境样品的采集必须由有经验的人员按照事先制定的程序进行。 （5）放化实验室必须建立严格的质量控制体系。 （6）从事环境监测的人员，必须经过专业培训经考试合格才能独立从事环境核辐射监测工作。 （7）监测数
25、据必须经复核或复算并签字。 （8） 辐射监测机构应建立并保存好完整的有关质量保证文件。 （9）样品采集、运输贮存、分析测量、数据记录、处理环节的质量保证工作应符合国家有关法规或标准。,（五）工作场所监测,工作场所监测是为工作人员提供工作环境和与其从事的操作规程有 关的辐射水平的数据而进行的监测。 场所监测的目的1.确认工作环境的安全程度，及时发现辐射安全上的问题和隐患；2.评估工作场所的辐射状况，审查控制区和监督区的划分是否适当；3.鉴定操作程序及辐射防护大纲的效能是否符合规定要求；4.估计个人剂量的上限，为制定个人监测计划提供依据；5.为辐射防护管理提供依据，也可为医学诊断提供参考资料。场所
26、监测主要项目1.外照射监测；2.表面污染监测；3.污染源监测；4.防护设施效能监测；5.本底调查；,场所监测程序：1.制定监测计划;2.就地测量或取样测量；3.数据处理；4.评价测量结果；5.处理与保存监测纪录 监测计划的制定：1监测计划是决定场所监测质量的重要环节， 监测计划的内容包括：（1）监测的目的和要求（2）测量、估算量及估算模式与参数；（3）相应的评价标准或限值；（4）测量频率与取样、分析程序（包括 测量仪器与设备）；（5）监测结果的评价；（6）对记录的要求与监测记录的管理；（7）对监测计划审查与修改的程序；（8）质量保证措施。,2监测计划的制定体现最优化原则，应不断提高监测计划的有
27、效性和经济性，应 注意与个人监测、环境的互相衔接与配合。每年度的监测计划应于当年一季度与上年 度工作场所监测报告同时上报辐射防护主管部门审查。 外照射监测仪器的选择环境外照射监测仪器， 国内均有生产销售，有条件的单位亦可购置进口产品。在 选择仪器时应注意下列问题：1.仪器的能量响应2.仪器的测量范围 3.仪器的响应时间4.仪器的稳定性和方向性能 5.射线类型 6.监测目的,1.仪器的能量响应 能量响应是指探测器的灵敏度与入射辐射能量的依赖关系。最理想的监测仪器是其测量数值与射线的能量无关，但目前尚无这样理想化的监测仪器。在选择仪器时，尽量选择能量响应好，能响系数接近1的仪器。各种仪器的探头都有
28、一定的壁厚，都有各自的能量适用范围，例如，FJ-317C型携式测量仪适用于测量能量为0.3-2MeV的射线。而FJ-347A型X、剂量仪可测量10keV-10MeV的X、射线。因此，选择仪器时，应首先了解仪器测量有效能量的使用范围，再根据辐射场的强度与所测核素的射线能量进行选择。应特别注意对具有连续能谱的X射线的监测，因在工作场所中所测的主要是散射线，其能量一般在20keV左右，因此，必须选用与空气等效的薄壁电离室的监测仪器（如FJ-347A型X、剂量仪）。如果利用FD-71小型闪烁辐射仪测量X射线，其能响范围大于50 keV，从严格的意义上讲所测数据可作为定性指示，不能作为硬性监督评价。2.
29、仪器的测量范围 测量范围是指仪器能测量的下限及上限之间的范围。一般都分为数个量程档次，例如，FJ-347A型X、剂量仪，剂量率可测范围为0105 Gy.h-1 可分为010、30、100、103（满刻度）和0103，3X103 ，104105Gy.h-1 8个档次，可根据辐射场来选档测量。要根据对辐射场的剂量估记，尽可能选用灵敏度高，测量范围宽的仪器。,3.仪器的响应时间 即仪器测量时读数建立时间。响应时间长短与福射场的剂量高低有关，例如RAM ION系列剂量仪，用于对X、 射线和射线精确的剂量率或累积剂量的测量。其能量响应为20keV-1.3MeV(好于20%)；响应时间：测量范围在1100
30、Sv. h-1 (0.110mR. h-1 )时为8秒；范围在0.12.5mSv. h-1(10250mR. h-1 )时为4秒; 范围在2.5.500mSv. h-1(250mR50R. h-1 )时为2秒。如要测量瞬时辐射场的剂量率（例如X摄片时的场所剂量），则需选用响应速度快的仪器，或利用仪器的剂量档测累积剂量。 4.仪器的稳定性和方向性能 监测仪器要有良好的稳定性。在540的温度范围内，温度变化20时，仪器误差应小于5%；在两次校正之间，仪器的灵敏度的变化不应大于5%；仪器零点漂移要小，可在辐射场内调零；测量的方向性误差不应大于5%。,5.射线类型 对不同类型的射线要使用不同的测量仪器
31、。有专测X射线或射线的仪器，有可测X、射线的剂量仪。有测中子的剂量仪。可根据辐射场的射线类型来选择与之相应的测量仪。为方便起见，最好备有可测多种射线的多功能辐射测量仪，例如美国生产的便携式辐射测量仪（MONITOR4EC），可监测、和X射线，测量、计数率05000cpm；测、X射线的照射量率050mR.h-1。测量中子的仪器最好选用能直接测量各种能量中子的总剂量当量（率）而又对射线不灵敏（因为有中子的辐射场中通常都伴有射线，实为中子、混合辐射场）的中子剂量仪。常用的FJ-342GI型携带式中子雷姆剂量仪是比较理想的中子巡测仪，它可在强辐射场中直接测量各种能量中子的剂量当量率。 6.监测目的 如
32、果需要连续测量某一特定工作场所的累积剂量，亦可选用热释光剂量计。将剂量元件布置在固定的位置，并记录每天实际照射时间，以便计算出在一定时间内该场所的累积剂量。,三种国产仪器主要性能指标的比较,监测方法已有国家标准的监测方法或监测规范即可遵照执行。尚无国标者可 参照下述原则进行监测：1测量位置2辐射源的发射条件和照射方向 3探测器的方向 4散射体 5监测频率,1.测量位置 场所外照射监测以确认工作环境的安全程度为主要目的，因此，应以放射工作人员的操作位置或活动场所为监测点。为了反映站立或行走时人体所受剂量，一般可将探测器放置在离地面11.2m的高度进行测量。有时为了反映工作人员身体不同部们的受照剂
33、量，可分别测量其眼部、甲状腺部位、胸部、腹部、性腺部位、下肢、手和足等部位的剂量，测量高度可根据现场工作人员的身高来确定。以屏蔽物防护效果进行测量时，探测器在距屏蔽物表面2cm的整个面上作扫描测量。,2. 辐射源的发射条件和照射方向 为了真实反映工作人员的受照剂量，测量射线装置或密封源照射设备的场所剂量时，应选定这些装置或设备在正常运行的最高条件下（如管电压、管电流、照射野面积等）进行；测量开放型放射性同位素工作场所的外照射剂量时，应选定在常规操作的最大放射性活度条件下进行。辐射源的照射方向应选取正常运行使用频率最高、场所剂量可能最大的照射方向或按有关监测规范进行。 3.探测器的方向 探测器均
34、有一定的方向性，因此在测量时应使探测器的监测面垂直于辐射的入射方向。 4.散射体 场所外照射监测通常大部份是测量的散射线，散射体为人体（如医疗照射之病人）或 物件（如射线探伤的被探伤件等），在进行场所监测时，如果不是在正常运行中进行监测，而是在模拟条件下进行测量，则必须根据实际运行情况设置与等效的散射体，例如，用标准水模代替人体，用一定厚度的钢板代替被探伤件等。,5.监测频率 工作场所监测的频率应根据工作场所内周围剂量当量率及活度浓度水平与变化和潜在照射的可能性大小来确定。 对有可能超过年剂量限值的场所，放射工作单位应有经常性的测量，防护部门每年至少监测两次； 属于甲种工作条件的场所，放射工作
35、单位应有经常性的测量，防护部门每年监测12次属于乙种工作条件的场所，每年监测一次； 属于两种工作条件的场所，可根据需要进行监测； 对于各种辐射源、中子源、射线装置以中子发生器等，在交付使用时，或进行重大维修之后，应当进行全面的监测，查明其周围辐射场照射量率或剂量当量率的颁情况，以断定是否符合国家有关标准的要求。,剂量估算与评价 1.将仪器读数转换为当量剂量1）以照射量率或照射量刻度的仪器读数为R/h，m R/h或R/h。可按公式D=f X将其转换为人体组织的吸收剂量。由于转换系数f值（以R为单位的照射量转换为cGy为单位的吸收剂量的一个系数）对绝大多数光子能量均接近于1，因此，在不太精确的计算
36、中，可视为f=1，这样仪器计数值就是相应单位的吸收剂量（或吸收剂量率）的数值。例如，仪器读数为150m R/h即0.15 R/h，其相应的吸收剂量率即为0.15cGy/h(0.15rad/h)。,2）吸收剂量率或吸收剂量刻度的仪器读数为Gy/h，mGy/h，或Gy/h，可按下列公式将其转换为组织当量剂量率：H =DQN式中H当量剂量率，Sv/h；D吸收剂量率，Gy/h；Q辐射权重因子；N其它修正因子的乘积。由于所有能量光子的Q值等于1，N也等于1，故对X、射线来说，在数值上 H=D。例如，仪器读数为2 mGy/h，其相应的当量剂量率为2m Sv/h。总之，在场所外照射剂量监测中，从防护的意义上
37、来说，可以认为，1R=1 cGy/h（rad）=0.01Sv(rem)(在数值上)。,2.评价标准 场所外照射剂量监测是个人外照射剂量监测的一种辅助手段，因此，评价标准同样是放射工作人员的年剂量限值，即连续5年内平均每年有效剂量20mSv；眼晶体的当量剂量150m Sv/a；四肢（手和脚）或皮肤的当量剂量500mSv/a。 3.评价方法 对场所外照射剂量临测结果的评价，通常有两种方法：一是用年当量剂量（对某一器官或组织受照）或年有效剂量（对全身照射）与国家标准年限值相对照；二是采用当量剂量率与国家标准年限值导出的的当量剂量率相对照。前者需将监测结果按下列公式换算成年累积受照剂量：H=Ht式中，
38、H年受照累积剂量，mSv/a；H监测出的剂量率，Sv/h或m Sv/h； t场所内工作人员全年实际受照射时间，h。对场所内工作人员受照时间的估算应力求符合实际，大致有两种情况：,（1）对于连续照射的辐射源，由数人轮换操作时，全年按2000工作小时的总受照时间（一年工作50周，每周工作40小时）除以轮换操作的人数，即为平均每人全年实际受照时间。 （2）对于间断照射的辐射源或射线装置（如医疗照射），在辐射场内的工作人员，应按实际照射（曝光）的时间估算，例如，介入放射学工作者，每周做6人次介入治疗手术，每次手术平均曝光时间为30分钟，则每周实际受照时间为3小时，加上2倍安全系数为6小时，全年受照射时
39、间为506=300小时，（全年按工作50周计算）。按国家标准年剂量当量限值20 m Sv/a，则依此导出的剂量当量率为20 m Sv/300h=0.66m Sv/h,即660Sv/h。,如果场所外照射剂量监测的目的是为了评价防护设施（如防护屏之类）或用品（如防护服之类）的防护效果，则可以采用屏蔽效率作为评价指标。计算屏蔽效率的公式如下：P= 100% 式中，P- 防护设施或用品的屏蔽效率%；H0- 无防护时场所剂量监测的仪器读数；H1 - 加防护后的仪器读数。防护器材的屏蔽效率越高，其防护效果越好。除屏蔽效率外，可依据监测的数据来推断采取防护措施前后的安全程度。,五、医用X射线的防护,医用X射
40、线辐射源即射线装置，有医用诊断X射线装 置和治疗装置，诊断装置如普通X射线机、数字减影机、 CT机、数字摄影装置 （DR）、计算机摄影装置（CR） 等。治疗装置如KV级、MV级治疗X线机，如深部X线治 机、电子直线加速器和电子感应加速器等。 1.医用诊断X射线机（1）医用诊断X射线机的构造医用X射线机是从X线管中将电能转化为X线能的装置，一般结构为：电源控制台高压发生器X线管，还有机械装置与辅助装置。,（2）X线的产生原理,现代医学上使用的都是高真空热电子式X线管，是在特制的玻璃管内封入两个电极：一个是产生和发射热电子的阴极（负极），系用钨丝绕制而成，当加热钨丝时即散发出电子；另一个是阳极（阳
41、靶），其主体用铜圆柱体制成，在其正对阴极的端面上镶嵌着一块小钨板，称为钨靶，是高速电子撞击的目标，也是X线产生的地方。X线管工作时，当钨丝被加热到一定温度后，即在稀薄气体（106mmHg）发射足够数量的电子，这时在阴极和阳极间加上高压，则阴极的热电子在强电场的作用下，形成高速飞向阳极的电子流，每当高速带电离子撞击钨靶而被突然阻挡减速时发生能量转换，即产生X射线和大量的热能。产生的X线有两种：一种是具有连续能谱的连续X线（又称轫致辐射）；另一种是具有确定能量的特征X线（又称标致辐射）。从X线管球的窗口直接射出来的X线为直射线，是透视和摄影有用的原射线束。直射线照射到人体或物体等到各种介质后产生的
42、射线称散射线。散射线是需要屏蔽防护的主要对象。,2.医用加速器,随着现代科学技术的发展以及高能X线、高能电子束在肿瘤放疗上的应用及其一系列优点，从20世纪50年代初起加速器开始在临床上使用，随后得到了广泛的发展。迄今加速器的种类已多达数十种，但在医疗上使用最多的是电子直线加速器。它们既可以产生高能电子束，又可以产生高能X线，其能量范围在450MeV之间。 电子直线加速器的构造：电子直线加速器是指电子被加速的径迹成直线，一般是采用微波电场把电子加速到高能的装置。常用的频率为3000MHz（波长10cm）。其基本结构和系统包括：电子枪、微波功率源（磁控管或速调管）、微波导管（隔离器、RF监测器、相
43、移器、RF吸收负载、RF窗）、DC直流电源（射频发生器、脉冲调制器、枪发射延时电路）、真空系统（真空泵）、伺服系统（聚焦线圈、对中线圈）、偏转系统（偏转室、偏转磁铁）、剂量监测系统、治疗机头、治疗床等组成。当电子经阳极和阴极间的脉冲负高压的作用，经波导管将高功率的微波送入加速管，电子束经过偏转磁铁偏转，均会产生高能、高发射率的电子束或X射线束。射线束经均整、扩散和准直达到治疗部位。目前市场上主要有两种机型：低能单光子（46MV）直线加速器和（中）高能（单）双光子带电子束的直线加速器。多年临床使用经验证明，约80%的深部肿瘤6MV X线可以满足治疗要求，因此6MV X线低能直线加速器仍将是今后肿
44、瘤放疗的主流机器，而对某些较深部位（如腹部）的肿瘤，使用较高能量的X线（如1618MV）仍有一定的物理优点，因高能电子束的物理特点适用于治疗较浅的偏位肿瘤，其电子能量以420MeV范围较好，治疗其后缘深度为1cm至6cm的肿瘤。,3.X线的线质与量,从物理意义上讲，X线的质是指光子的能量，即X线束的穿透力。X线的本质又叫线 质，它表示X 线的硬度。在X 线的诊断中通常以加于X线管两极间的峰值电压（KVP）表 示X线的质。这是因为，当管电流不变时，管电压愈高，电子运动的速度愈大，撞击阳 极靶面的能量愈强，因而，产生的X线的穿透力就愈强。实际上由于整流装置的效能 （决定电压波形）和X线射出窗口滤过
45、板的吸收效应以及X线能量的分布等不同，管电压 只能概略地反映出X线的质，而不能精确的代表X线的平均穿透力。 X线的量是指X线束的强度，即光子的数目。X线球管产生X线的量，通常用X线管的 管电流与X线照射的时间的乘积来反映，单位为毫安秒（mAs）。当管电压不变时，管 电流愈大，阳极发射的电子数目愈多，X线的强度就愈强。 在临床应用中，通常多用表示X线的穿透力的半价层（半值层）来测定和表示X线的 质。半价层就是使原来射线的照射量率减少一半时所需的标准吸收物质层的厚度。X线 束对不同物质的穿透力是不一样的，因此，对一束X线，描述其质的半价层，可用不同 标准物质的不同标准厚度来表示。诊断用X线常用铝作
46、为表示半价层的标准物质。半价 层愈大，表示X线的质愈硬，即穿透力愈强。 例如，一束X线穿透过2 mm标准铝板之后，其硬度减弱了一半，则称这束X线的半 价层为2mm铝。若另一束X线的半价层为3mmX铝，则这束X线的质比前一束硬，其穿透 力也较强。由于X线的质主要取决于管电压、总滤过及电压波形，因此，半价层将随着 电压的升高，总滤过的增加（更多的软X射线被滤过）而增大。,4.X线在诊断中的合理应用,X线在透视、摄影时，需要适当选择X线的量和质，使得到清晰的影像使胶片受到一定量的感光量才能照出满意的照片。这通常是通过适当搭配管电流、照射时间、管电压以及焦点胶片距离（焦片距）来实现的。因此需要了解以下
47、影响X线透视和胶片感光的主要因素之间的关系。,4.1管电流与照射时间的关系 在摄片时要求一定的感光量，而管电压、焦片距不变的情况下，管电流mA与曝光时间S成反比，即m A1：m A2=S2：S1 式中：m A1原管电流，m A2新管电流，S1原曝光时间，S2新曝光时间。例：原用管电流100m A，曝光时间0.1秒,现改用管电流20 m A,曝光时间应为几秒？已知数代入比例式中得：100：20= S2：0.1S2=0.5 (s),4.2.毫安秒与焦片距的关系 在某一感光量下，毫安秒与焦片距的平方成正比。设原使用的毫安秒为 m A S1，焦片距为D1，现改用毫安秒为m A S2，焦片距为D2，则其
48、数学关系式为： m A S1：m A S2=D12：D22例：原使用200 m A S，距离60cm，现改用距离为80cm，应该使用多少毫安秒？将已知数代入上式得：200：m A S2=602：802m A S2=355 m A S,4.3管电流与管电压的关系 在无空间补偿装置的X线机中，一般管电流随管电压的增加而略有增加。在电源条件较差的情况下，管电流愈大，管电压也愈大。因此二者的关系很难用数学方式固定下来。但是一般在增高管电压使用时，应略降低毫安秒的数值。,5.放射诊断的特点,从放射防护的角度来看，放射诊断有下述特点： (1)X射线在医学上的广泛应用是医学发展史上的一个重要里程碑，给人类的健康带来巨大裨益。但同时，它又是人群接受射线照射的最大人为来源。在放射诊断中的X射线照射几乎涉及每个公众成员。而且，在许多情况下，放射诊断所致个人剂量比其他任何人类活动所产生的都要高。,
