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医学辐射防护学及其新进展简介
在ICRP最近的60号出版物中,推荐了一个由器官或组 织中的平均吸收剂量导出的新量,定名为当量剂量(HT·R)
辐射在器官或组织中产生的当量剂量HT·R由下或给出:
HT·R=WR·DT·R 式中,DT·R是辐射R在器官或组织中产生的平均吸 收剂量;WR是ICRP定义的辐射权重因子(见下表) 由于WR是无量纲量,所以当量剂量的SI单位与吸收 剂量的相同,即J·Kg-1,专用名为希沃特(旧译西弗), 符号为Sv
土壤、岩石和海水中40K的含量最高,而淡水中40K可忽 略不计(见表3)。土壤中放射性核素含量取决于岩石的性 质,一般火石岩最高,石灰岩最低。
表3 土壤、岩石和水中天然放射性核素的含量
核素
天然放射性核素含量
土壤(μμCi/g) 岩石(μμCi/L) 淡水(μμCi/g) 海水(μμCi/L)
40K
组织权重因子,WT 0.20 0.12 0.12 0.12 0.12 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.01 0.01 0.05
二、辐射源及其对人类的照射
1、天然辐射源 (1)天然辐射的分类 宇宙射线:来自宇宙的质子和α粒子,与大气中原 子核作用产生各种次级粒子,包括电子、 介子、光子、质子和中子等,是地面宇 宙射线的主要成分。 宇生核素:宇宙射线与大气作用产生的放射性核素 ,如3H、14C等。 原生核素:存在于地壳中的天然放射性核素,其种 类很多,较受注意的是铀、镭、钍、氡 、40K和14C等,其中40K最重要,含量也较 高,并且是参与人体代谢的元素之一。
表5 若干天然放射性核素每日食入量及人体内含量
核素 3H 14C 40K 210Pb 226Ra 232Th 238U
每日食入量( mμCi) 16~60
1.2×103~1.8 ×103 1.6 ×103 ~2.4 ×103
1~17 0.5~1.8
0.3 0.6
人体内含量( mμCi) 2.5 ×102~1 ×103 7.7 ×104 8 ×104~1.2 ×105 7.5~102 30~40 2.0 50~90
2、吸收剂量(D) 描述任何电离辐射作用于任何介质时的能量传
递,其旧有单位为拉值(rad) 1rad=100尔格/克
SI单位为戈瑞(Gy,旧译格雷) 1Gy=1J·Kg-1(焦耳/千克)
1Gy=100 rad
专门针对某一器官(组织)的吸收剂量称为器官剂 量DT
DT=εT/mT
3、当量剂量(HT·R)
E=∑ WT·HT T
式中HT是器官或组织T的当量剂量,WT是器官或组 织T的权重因子(所有WT之和为1)有效剂量E与随机 性效应的相关性更好,有效剂量的SI单位仍为 J·Kg-1,希沃特(Sv)
表2 组织权重因子
组织与器官
性腺 红骨髓 结肠
肺 胃 膀胱 乳腺 肝 食道 甲状腺 皮肤 骨表面 其余组织或器官
(2)天然辐射对人类的辐射剂量 外照射:来自宇宙射线的高能粒子流和地壳本身的天
然放射性核素,其对人体的有效剂量分别为
0.355mSv/年和0.41mSv/年。 内照射:呼吸道吸入的氡气(包括222Rn和220Rn)和通
过食物、饮水进入人体的40K是对人体内照射 的主要贡献。
二者之和为2.4mSv/年,其中内照射约占2/3,外照射 1/3,需指出,各地天然本底不同,对人所致年有效剂量也 不一样,如我国广东阳江地区为3.6mSv/年,印度的喀拉拉 邦和巴西的大西洋沿岸,达6~30mSv/年
医学辐射防护学及其新进展简介
一、辐射剂量及其基本单位
电离辐射所作用的空间称为辐射场
辐射剂量专门用来描述辐射场的性质,辐射对 介质的电离能力,辐射对介质的能量传递。它与辐 射的各种效应直接相关。
1、照射量χ
描述光子(χ、γ射线)对空气的电离能力,旧 用单位为伦琴(R)1R=1静电单位电量/cm3空气, 现统一使用的SI单位为C·Kg-1,即对每千克空气电 离产生1库仑电量,1C·Kg-1=3.876×103R
动植物食品中的天然放射性核素主要是40K,其次有226Ra、14C等。 其中陆地上动植物食品中40K的平均含量约2.4mμCi/kg(鲜重),豆类食 品可达8mμCi/kg左右,226Ra约0.1~6mμCi/kg,生物体内每克碳中约含 14C 6.1mμCi。
随空气、水和食品进入人体的天然放射性核素可对人体造成内照射。
1Sv=1J·Kg-1
表1 辐射权重因子(WR)
辐射种类与能量范围
WR
光子
所有能量
1
电子及介子
所有能量
1
中子
<10Kev
5
10~100Kev
10
100Kev~2Mev
20
2~20Mev
5
>20Mev
5
质子(反冲质子除外)
>2Mev
5
α粒子,裂变碎片,重核
20
4、有效剂量(E)
随机性效应发生概率和当量剂量之间的关系, 还随受照器官或组织的不同而变化,因此,ICRP的 最近出版物推荐了一个组织权重因子WT(见下表) ,由不同组织的WT加权求和的当量剂量定义为有效 剂量E。
0.8~2.4
2.2~22
300
226Ra
0.1~1.9
0.4~1.3
0.01~1.0
0.05
232Th
0.02~1.5
0.1~1.3
0.01~0.05
238U
0.03~0.6
0.4~1.3
0.01~70
0.7~1.2
空气中的天然放射性核素主要是铀、钍衰变系中的气态 氡、钍及它们短寿命的子体,218Po、214Pb、214Bi和216Po、 212Bi等。其浓度受许多因素影响(见表4)。
吸收剂量(能量传递)相同时,不同电离辐射的生物 学意义不一样(这主要与射线的传能线密度(LET,Kev/ μm)有关),必须引入修正因子,使生物效应的量度能归 一,比较。因而国际辐射防护委员会(ICRP)早就定义了 一个为辐射防护目的引入的剂量当量概念即H=D·Q·N,其 中Q为辐射的品质因子,N为其它一切必要修正因子的乘积。
表4 空气中220Rn浓度
地点 铀、钍矿内 混凝土建筑物内
陆地内 海洋上
Байду номын сангаас
220Rn浓度(Ci/L) <10-10
1×10-12~2 ×10-11 10-14~10-13
1 ×10-15~6 ×10-15
同一地点,氡浓度在一昼夜之间就可相差数倍到10倍左 右。一般凌晨高于午后,秋冬高于春夏。室内又受通风条件 的影响,一般情况下,室内高于室外。