第一章 放射性及辐射场的量和单位01/21ln 2tN N e T λτλλ-===活度：A=λ∙N [Bq]or[Ci] N=m ∙N A /M 连续衰变：N1→N2→N312121,021=()-t t N N e e λλλλλ--- 非平衡：λ1>λ2暂时平衡：λ1<λ2，A 2/A 1=λ2/(λ2-λ1)22111ln mt λλλλ=- 长期平衡：λ1≪λ2，A 2 = A 1粒子注量 ϕ=dN/da （小球体截面积）=∆L/∆V 粒子注量率 φ=d ϕ/dt=d 2N/(da∙dt) [m -2∙s -1] 能量注量 Ψ=dE n /da [J ∙m -2]能量注量率 ψ=d Ψ/dt [J∙m -2∙s -1] 0d E E dEdE ∞Φψ=Φ⋅ψ=⋅⎰0()()d E d E dE E dE dEdE∞∞ΦΦΦ=ψ=⋅⎰⎰第三章 辐射与物质的相互作用1. 线碰撞阻止本领：（）col dE dEdl dx= 质量碰撞阻止本领：11（）coldE dEdl dxρρ= 各类粒子的碰撞阻止本领分析：PPT-P9电子能量转变为轫致辐射的份额 β射线厚靶：f β=3.5×10-4ZE m(Z 吸收介质的原子序数，E m 为β粒子最大能量[MeV])电子束厚靶：f e =1.0×10-4ZE 总质量阻止本领：1()()()()col radS dE S S Sdl ρρρρρ==+ rad / col ≈ ZE/800 射程（1）α~空气~E <4MeV: R=0.56E; α~空气~4<E <8MeV: R=1.24E-2.62; α~其他介质：R m =0.56A 1/3R(R m 介质射程[mg/cm 2]，R 空气射程cm)介质厚度 T= R m /ρ（2）电子和β射线（铝）0.01~2.5MeV ：R=412E 1.265-0.0954lnE [mg/cm 2] >2.5MeV ：R=530E-106 [mg/cm 2]比电离（单位径迹长度上产生的离子对数）： S p,i =(dE/dl)col /W [ip/cm]; S average =E/(WR) 传能线密度（能量的就地沉积）L ∆=(dE/dl)∆2. X 、γ射线的衰减（I/I 0=e -μt） (1) 光电效应线衰减系数：=n ττσ [cm -1]光电效应截面：57/2(1)Z τσυ∝ [cm 2]原子密度：/A A n N M ρ= [cm -3](2) 康普顿效应 PPT-P53(3) 电子对效应 PPT-P62线衰减系数：μ=τ(光电)+σc (康普顿)+σcoh (相干散射)+κ(电子对) 线能量转移系数：212(1)(1)tr a a ac E mc cmh h h ττσκδτσκυυυ-=++=-++- 质能吸收系数：μen /ρ=μtr (1-g)/ρ(g 为次级电子轫致辐射损失的能量份额) 混合物/化合物：()i i iμρμρω=∑ (ωi 为元素i 的重量百分比)3. 中子与物质相互作用 (PPT-P83)非弹性散射阈能：E tr =E r (M N +M n )/M N(E r 靶核第一激发能，M N 、M n 反冲核靶核质量) 中子能量转移系数：,,()()L L J n L J n L J tr nN E E E εσμρρ⋅⋅=⋅∑∑第四章 辐射防护的相关量与系数 剂量学的量=辐射场的量×相互作用系数 1. 基本量比释动能K 是不带电粒子在单位质量物质中向次级带电粒子转移的能量。
1[（]），tr dE dKK Gy J kg K dm dt-=⋅=比释动能系数：Γk = E(μtr /ρ) 空气比释动能率系数：22K A l l K A δδδδ=ΓΓ=吸收剂量：(1)trdE d D g dmdmε==- [Gy]照射量：=f en x dQe X dm Wμρ==ψ⋅ψ [C/kg] 照射量因子：f x (查表可知)照射量单位：伦琴1R=2.58×10-4 C/kg3(/)8.710(/)en mmm en aD X f X μρμρ-=⨯=⋅(单位：f m ~Gy/R, X~R)(/)(/)33.85(/)(/)en m a en mm m en a en aW D X X f X e μρμρμρμρ=⋅⋅=⋅=(单位：f m ~J/C, X~C/kg) 2. 防护量当量剂量(器官T)：,T R T R R H w D =∑ [Sv](J/kg)有效剂量:,T R T RT T T R T E w w D w H ==∑∑∑集体有效剂量：ii i S E N =⋅∑ [人·希]待积当量剂量、待积有效剂量：00()()()()t T T T T tTH H t dtE w H ττττ+==∑⎰3. 运行实用量 品质因子Q(L)：剂量当量: [Sv]1(())()L L LLH QD Q L D dL D Q L D dL D==⨯=⎰⎰ 第六章 外照射剂量计算与防护 1. 带电粒子剂量计算 (1) 电子或β射线1()12{[1]}()r r c KA r D c e re c r ννννν--=-+ A 活度(Bq)，r 距离的质量厚度(g/cm 2)，ν-β射线的表现吸收系数(cm 2/g), K 归一化系数(mGy/h·Bq)522522224.59104.59103(1)E K E c e c ββρνρνα--⨯=⨯=--吸收介质为空气：max0.55 1.40*max3.1116.0（2-）(0.036）E c e E E E ββββν-==- 吸收介质为软组织：max 1.37*max （20.17<E <0.5MeV ）/1.5(0.51.5)/118.6（2-）(0.036）c E E E ββββν==-*E E ββ通常取1，对90Sr~1.17; RaE~0.77.Β点源空气中吸收剂量的粗略估算：1228.110/D A r -=⨯ [Gy/h](A 是活度乘以β的分支比，Bq ；r 是距离，m)β核素皮肤沾污的情况：PPT D=ϕ∙E ∙(μen /ρ)= ϕ∙E ∙μβ= ϕ∙S/ρ μβ，α(air)=16(E m -0.036)-1.4 cm 2/gμβ，α(issue)=18.6(E m -0.036)-1.37 cm 2/g Em 为β射线的最大能量。
已知注量率ϕ：63.610（）/colSDmGy h φρ=⨯根据能量确定注量率，用于β射线时，能量取最大能量的1/3. 屏蔽：电子或β射线最大射程：max max max 1.38max max0.83:0.5420.1330.150.8:0.407E MeV R E R Eβββ<<=-=2. 重带电粒子：质子的有表可查，其他重带电粒子：22()()()pM S Z S S Z E Z Mεερερρρ===E 为入射重带电粒子的能量（MeV ）R max 是在铝中的最大射程(g/cm 2)能量小于0.15MeV 能被不到30cm 厚的空气吸收，不需要屏蔽。
屏蔽计算时重带电粒子修正：021pMR R M Z ≈R 0为与重带电粒子有相同速度的质子的连续慢化近似射程(mg/cm 2)。
3. 轫致辐射的屏蔽计算12=4RA Fe Rμϕπ- F ：β射线被第一屏蔽层吸收时产生轫致辐射的份额。
μ：β射线在空气中的线衰减系数，cm -14 1.54max203.33103F E Z Eββρμ-≈⨯⨯=1-824.5910()()R tr E D AZ e Rβββμρ-=⨯为β射线被第一屏蔽层吸收后产生的轫致辐射在距离源R(cm)产生的吸收剂量率(mGy/h)，Z 为第一层屏蔽材料的原子序数，R 1为穿过的空气层厚度。
4. 光子的剂量与防护 (1) 剂量计算X 射线机21(1)min x K I mGy δ-=⋅(I 为管电流强度，mA ，r 为距靶的距离，m)加速器： 21(1)min a D I r Gy δ-=⋅γ辐射源点源照射量率：21()men i i i i e A X E rW μϕρ=Γ==∑ 吸收剂量率：38.6910WD X f X f Gy R e-===⨯2kA K r Γ=（k Γ为空气比释动能率常数，可查表） 线源：22l l A dlA d D D hl hθΓ⋅⋅Γ⋅⋅=⇒=+有限面源：222222ln /ra a A rdrr h D A Gy h r h h ππΓ⋅+==Γ+⎰有限体源：（考虑自吸收）222(1)ln /tV A r h D e Gy h hμπμ-+=Γ⨯- (2) X 、γ射线在物质中的减弱：窄束：N=N 0e -μd 宽束：N=N 0Be -μd (B 为积累因子) B x =A 1e -α1μd +(1-A1)e -α2μd (差图求积累分子) (3) X 、γ射线屏蔽计算 透射公式：20110i i nd TVT i D D r ==∏（0D 源项剂量率μGy/h;D 计算点; r 点到源点的距离m; d i 第i 种屏蔽体厚度，cm ；1/10i TVT =∆cm ）散射公式：220R D D s r r α=（s 散射体面积m 2，α散射系数，r 源点到散射点，散射点到计算点m ）天空散射： 1.322040i s D D d d =Ω（D 0源上方1m 处剂量率Gy ∙m 2/min ；di 源到屋顶上方2m 处m ；ds 源到计算点水平距离；Ω源对屏蔽墙所张的立体角Sr ）屏蔽厚度：1001/10log ()d D D =⨯∆ 减弱系数： 0(,)d K D D e B E d μγμ== 透射比：10H H K η-== (K, η可查表) 加速器线源屏蔽计算,22() 1.6710a x I r I qH d r δη-=⨯⋅发射率常数δ修正：δa (900)=30mGy ∙m 2∙mA -1∙min -1 5. 中子的剂量计算与防护K =f K ∙ Φ （f K 中子比释动能因子） 不同组织：()()tr TTm tr mKK μρμρ=，,i i H n H f ϕ=分出截面法-厚屏蔽（一经散射就被吸收）：ϕr (d) = ϕr0 e -Σd ,A>10宏观分出截面: ΣR ≈0.21ρA -0.58 cm -1（可查表）02()1ln()4R d r r n Ln R Ld B qe AyB q d r ϕϕϕπϕ-∑=≤⇒=∑ y 是放射性核素中子源的产额，Ay 即中子发射率，B n 是中子积累因子（一般取5，铅3.5，铁2.6），q 居留因子，r 参考点距源的距离m 。