辐射防护概论课后题及其答案
解: dt 3 × 60
Kn = f k Φ = 0.239 ×10−8 ×10−4 ×1.5 ×1011 = 0.03585(Gy)
f k由附表3查得。
( ) ( ) 答:这一点处的能量注量为 0.348 J / m 2 、能量注量率为 0.0019 J / m2 s 和空气的比释动能为
0.03585(Gy)。
对于中子,能量低于 300MeV 时,D 与 K 数值差别完全可以忽略,利用式(1.35)
查附表 3,对眼睛取近似组织, f K = 0.448 ×10−8 Gy ⋅ cm 2
时间 t = 2 ×16 × 60 × 60 = 115200(s)
DT .R = K = f K Φ = f K ϕ ⋅ t = 0.448 ×10−8 ×10−4 ×107 ×115200 = 0.516(Gy)
7. 判断如下几种说法是否全面,并加以解释: ①“辐射对人体有危害,所以不应该进行任何与辐射有关的工作”。 ②“在从事放射性工作时,应该使剂量愈低愈好”。 ③“我们要采取适当措施,吧剂量水平降低到使工作人员所受剂量当量低于限值,就能保证绝对安全”。 答:①不全面。我们应在合理、科学的辐射防护指导下安全地进行工作。
答:区别:
D、K 和 X 的区别
辐射量 适用范围
吸收剂量 D 适 用 于任 何 带 电 粒子 及 不带 电 粒 子和 任 何 物
比释动能 K 适 用 于不 带 电 粒 子 如
X、 γ 光子、中子等和任
照射量 X
仅适用于 X 或 γ 射
线,并仅限于空气介质
质
何物质
表征辐射在所关心的 表征不带电粒子在所 表征 X 或 γ 射线在所
发射 γ 光子的放射性核素的照射量率常数 Γδ ,是 r 2 Ẋ 除以 A 所得的商,即 Γδ = r 2 Ẋ / A
式中, Ẋ 是距离活度为 A(Bq)的放射性核素 γ 点源 r(m)处,由能量大于 δ 的光子(包括 γ 光子、内轫
致辐射和特征 X 辐射的光子)所造成的照射量率。
照射量率常数 Γδ 的单位是 C • m 2 • kg−1 • Bq −1 • s −1 。 发射 γ 光子的放射性核素的空气比释动能率常数 Γk ,是 r 2 • K̇ 除以 A 所得的商,即
3. 何谓积累因子?它与哪些因素有关? 答:积累因子是指在所考察点上,真正测量到的某一辐射量的大小,同用窄束减弱规律算得的同一辐射量 大小的比值。
它与屏蔽层厚度、源的形状、光子能量、屏蔽介质的原子序数及其厚度等因素有关。
4. 何谓减弱倍数、透射比、透射系数?
答:减弱倍数 K:它表示辐射场中某点处没有设置屏蔽层的当量剂量率 Ḣ 10 ,与设置厚度为 d 的屏蔽层后 的当量剂量率 Ḣ 1 (d ) 的比值,即表示该屏蔽层材料对辐射的屏蔽能力,无量纲。
Γk = r 2 • K̇ / A 式中, K̇ 是距离活度为 A(Bq)的放射性核素 γ 点源 r(m)处,由能量大于 δ 的光子(包括 γ 光子、内
轫致辐射和特征 X 辐射的光子)所造成的空气比释动能率。
2. 何谓窄束、宽束、点源、非点源? 答:窄束:(主要不是几何概念,是物理概念)
宽束:(主要不是几何概念,是物理概念) 点源:如果辐射场中某点与辐射源的距离,比辐射源本身的几何尺寸大 5 倍以上,即可把辐射源看 成是点状的,且称其为点状源,简称点源。 非点源:凡不是点源的即是非点源。
2. 各举一例说明什么是辐射对肌体组织的随机性效应和确定性效应?说明随机性效应和确定性效应 的特征。辐射防护的主要目的是什么? 答:(例子略) 随机性效应的特征:效应的发生几率与剂量大小有关。 确定性效应的特征:有阈值,受到剂量大于阈值,效应就会 100%发生。 辐射防护的主要目的:防止有害的确定性效应,并限制随机性效应的发生率,使之达到认为可以被接受的 水平。
透射比η :它表示辐射场中某点处设置厚度为 d 的屏蔽层后的 X 或 γ 射线的当量剂量率 Ḣ 1 (d ) ,
与设置屏蔽层前的 X 或 γ 射线的当量剂量率 Ḣ 10 的比值,即表示辐射透过屏蔽材料的本领,无量纲。 透射系数ζ :定义为设置厚度为 d 的屏蔽层之后,离 X 射线发射点 1m 处,由该 X 射线装置单位工作
质量减弱系数 µ / ρ :不带电粒子在物质中穿过单位质量厚度后,因相互作用,粒子数减少的份额。
质量能量转移系数 µtr / ρ :不带电粒子在物质中穿过单位质量厚度后,因相互作用,其能量转移给带电
粒子的份额。
质量能量吸收系数 µen / ρ :不带电粒子在物质中穿过单位质量厚度后,其能量被物质吸收的份额。
思考题与习题(第一章 p21)
1. 为什么定义粒子注量时,要用一个小球体?
答:粒子注量 Φ =dN / da 表示的是非单向平行辐射场的情况。之所以采用小球体,是为了保证从各个 方向入射的粒子有相同的截面积,从而保证达到“ Φ 是进入单位截面积小球的粒子数”的目的。
2. 质量减弱系数、质量能量转移系数和质量能量吸收系数三者之间有什么联系和区别? ,在实质骨的一个小腔内测得照射量为 7.74×10-3 C·kg-1。设辐射 源的光子平均能量为 80KeV,试计算在此照射条件下实质骨的吸收剂量。 解:查表 1.3 得 fm=75.19J·C-1,所以
Dm = fm ⋅ X = 75.19 × 7.74 ×10−3 = 0.582(Gy)
联系:
由 µ=µtr + µ p知,质量能量转移系数 µtr / ρ 是质量减弱系数 µ / ρ 的一部分;
( )( ) 由 µen / ρ= µtr / ρ 1 − g 知,某物质对不带电粒子的质量能量吸收系数 µen / ρ ,是质量能量转移系
数 µtr / ρ 和 (1 − g )的乘积。
3. 吸收剂量、比释动能和照射量三者之间有什么联系和区别?
思考题与习题(第二章 p46)
1. 试述影响辐射损伤的因素及其与辐射防护的关系。 答:有物理因素和生物因素两大方面。 物理因素主要是指:辐射类型、辐射能量、吸收剂量、剂量率以及照射方式等。 生物因素主要是指生物体对辐射的敏感性。
这两大因素与辐射防护的关系是:了解各因素下产生的生物效应,可以更有针对性地进行辐射防护。
产生 10-6C 的电离电荷。试求在该考察点处的照射量和同一点处空气的吸收剂量各为多少?
Χ= dQ = 10 −6
=
10 −6
( ) = 0.011 C • kg −1
解:
dm ρ ⋅ 1 πd 2 ⋅ l 1.29 × 1 × 3.14 × 0.03 2 × 0.1
4
4
Da = 33 .85 X = 33 .85 × 0.011 = 0.372 (Gy )
∑ E = WT ⋅ H T ,WT 查表 2.6,得 WT=0.01(皮肤)
T
E 20 ×10−3
∑ ∴ HT =
=
= 2(Sv)
WT
0.01
T
∑ HT = WR ⋅ DT.R,查表2.5,得WR=1(∵ 光子)
R
∑ ∴ DT .R =
HT = 2 = 2(Sv) WR 1
R
fm 取皮肤(软组织),fm=36.43 J/C
∵ DT.R = fm X
∴ X = DT .R = 2 = 0.0549(C / kg) f m 36.43
由Ẋ
=
dX ,得dt = dt
dX Ẋ
0.0549 =
3.0 ×10−2 ×10−6
= 1.83×106 (s) = 21.2(天)
答:在这种条件下可连续工作多少 21.2 天。
10. 一位辐射工作人员在非均匀照射条件下工作,肺部受到 50mSv·a-1 的照射;乳腺也受到 50mSv· a-1 的照射,问这一年中,她所受的有效剂量当量是多少? 解:查表 2.6,肺的 WT=0.12,乳腺的 WT=0.05
∑ ∴ E = WT HT = 0.12 × 50 ×10−3 + 0.05× 50 ×10−3 = 8.5 ×10−3 (Sv) = 8.5(mSv)
T
答:一年中,她所受的有效剂量当量是 8.5mSv。
思考题与习题(第三章 p103)
1. 何谓 γ 辐射源的照射量率常数、空气比释动能率常数? 答:引进一个照射量率常数 Γδ ,用以定量地描述 γ 放射性核素在产生照射量率这一方面的特征。
( ) ( ) 答:该考察点处的照射量为 0.011 C • kg−1 ,该点处空气的吸收剂量为 0.372 Gy 。
5. 通过测量,已知空气中某点处照射量为 6.45×10-3C·kg-1,求该点处空气的吸收剂量。
解: Da = 33.85X = 33.85 × 6.45 ×10 −3 = 0.218(Gy) 答:该点处空气的吸收剂量为 0.218(Gy)。
6. 在 60Co γ 射线照射下,测得水体模内某点的照射量为 5.18×10-2C·kg-1,试计算同一点处水的吸
收剂量。
解:取 γ 射线能量为 8MeV,查表 1.3 得 fm=36.86J·C-1,于是,
Dm = fm ⋅ X = 36.86 × 5.18 ×10−2 = 1.909(Gy) 答:同一点处水的吸收剂量为1.909(Gy) 。
( ) 答:在此照射条件下实质骨的吸收剂量为 0.582 Gy 。
8. 设在 3min 内测得能量为 14.5MeV 的中子注量为 1.5×10-11m-2。求在这一点处的能量注量、能量 注量率和空气的比释动能各为多少?
( ) Ψ = Φ ⋅ E = 1.5 ×1011 ×14.5 ×106 ×1.602 ×10−19 = 0.348 J / m2 ( ) ψ = dΨ = 0.348 = 0.0019 J / m2s
也即,它反映了在全身均匀受照下各器官或组织对总危害的相对贡献,无量纲。