实用医疗辐射防护
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第四节 辐射量和法定单位

一、电离辐射常用的辐射量和单位

(一)传能线密度(linear energy transfer,LET)
传能线密度是早期最接近微剂量学概念的物理量,是描述特定能量的带电粒子在介质中(微观空间10 -6~10 - 9m)穿行时能量的转移和分布的物理量。它是表示电离辐射产生生物效应时,带电粒子在介质中的行迹方向上每单位长度路程转移的能量要小于某一特定值⊿的历次碰撞所造成的能量损失。⊿是能量截止值,凡由能量转移大于碰撞所致的带电粒子的能量损失是不作为辐射局部授予介质的。但要明确,能量转移小于⊿的历次碰撞所造成的能量损失总和与带电粒子在介质中穿行的距离之比是传能线密度(LET)。SI单位是焦耳/米(J/m)。
(二)照射量和照射量率(exposure,X and exposure rate,X)
照射量就是能够反映X射线或γ射线对空气的电离本领的一个量度,它不是“辐射剂量”,是度量辐射源的输出量的一个辐射量。
照射量的定义为:X射线或γ射线的光子在单位质量空气中释放出的全部电子完全被空气阻止时,在空气中产生同一种符号离子的总电荷的绝对值。照射量是X射线沿用最早的量,它只是说明X射线和γ射线在空气中电离的性质,不能用于其他类型的辐射,也不能用于其他的物质。并且它仅对光子能量介于10KeV~3MeV范围内的X线和γ射线。
照射量率是指单位时间内的照射量。照射量率SI单位为库仑/(千克•秒)[C/(kg•s)];其专用单位是:伦琴/秒(R/s)、伦琴/分(R/min)、毫伦琴/小时(mR/h)。
(三)比释动能和比释动能率(kerma,K and kerma rate,K)
电离辐射是由直接带电粒子和间接带电粒子所组成的,直接带电粒子具有足够的动能以至通过碰撞就能直接引起被穿透的物质电离。而间接带电粒子是在与物质相互作用时能够释放出直接电离粒子或次级带电粒子,由这些带电粒子引起物质的电离和激发。不带电的间接电离粒子在与物质相互作用时第一阶段的结果可用比释动能来表示,第二阶段的结果可用吸收剂量来表示。
比释动能是指间接带电粒子在与物质相互作用时,电离辐射授予特定单位质量物质的体积元内所产生的所有带电粒子的初始动能的总和。比释动能适合于任何不带电的电离辐射场,它反映了不带电的间接带电粒子形成带电的电离粒子的能量的多少。
比释动能的SI单位是焦耳/千克(J/kg),专用名是“戈瑞”(Gray),简称Gy。
比释动能率是指在间接电离辐射作用的单位时间内,在物质中产生的比释动能。比释动能率SI单位是戈瑞/秒(Gy/s)、毫戈/时(mGy/h)。
(四)吸收剂量和吸收剂量率(absorbed dose,D and absorbed dose rate,D)
吸收剂量是用来度量物质吸收辐射能量多少并以此反映能量与效应的关系。
吸收剂量是指辐射与单位质量物质的任何能量的平均值。也可以理解为电离辐射给予单位质量物质的平均授予能。因为辐射与物质作用是随机的,因而物质吸收能量必然具有不连续性,所以采用平均剂量的概念,该能量应包括由辐射射出而变为热能和改变物质结构的化学能。
吸收剂量可以用于任何类型的电离辐射和任何被电离的物质,这一点与照射量不同。吸收剂量的SI单位是J/kg,专用名是“戈瑞”。符号是Gy。
1Gy= 1J/kg
1Gy= 10 3mGy= 10 6μGy
过去吸收剂量曾用单位为拉德(rad)。
1Gy= 100rad= 100cGy
1rad= 10 - 2 J/kg
在实际工作中,我们观察电离辐射的生物效应,常常要注意吸收剂量大小以及吸收剂量的速率,我们把单位时间内吸收剂量的速率称为吸收剂量率(D)。
吸收剂量率的SI单位是焦耳/千克•秒[J/(kg•s)],其专用名是戈瑞/秒(Gy/s)、毫戈/时(mGy/h)、戈/时(Gy/h)、戈/分(Gy/min)。
照射量是以电离电荷总数的形式间接反映X射线和γ射线在空气中的辐射强度的量。比释动能和吸收剂量则是以射线能量转移的角度来反映间接电离粒子在与物质相互作用时,物质吸收的射线剂量。吸收剂量、照射量、比释动能在辐射剂量学中是三个非常重要的辐射量,它们之间既有相互联系,又有本质区别。