第四節 輻射量和法定單位
一、電離輻射常用的輻射量和單位
(一)傳能線密度(linear energy transfer,LET)
傳能線密度是早期最接近微劑量學概念的物理量,是描述特定能量的帶電粒子在介質中(微觀空間10 -6~10 - 9m)穿行時能量的轉移和分布的物理量。它是表示電離輻射產生生物效應時,帶電粒子在介質中的行跡方向上每單位長度路程轉移的能量要小于某一特定值⊿的歷次碰撞所造成的能量損失。⊿是能量截止值,凡由能量轉移大于碰撞所致的帶電粒子的能量損失是不作為輻射局部授予介質的。但要明確,能量轉移小于⊿的歷次碰撞所造成的能量損失總和與帶電粒子在介質中穿行的距離之比是傳能線密度(LET)。SI單位是焦耳/米(J/m)。
(二)照射量和照射量率(exposure,X and exposure rate,X)
照射量就是能夠反映X射線或γ射線對空氣的電離本領的一個量度,它不是“輻射劑量”,是度量輻射源的輸出量的一個輻射量。
照射量的定義為:X射線或γ射線的光子在單位質量空氣中釋放出的全部電子完全被空氣阻止時,在空氣中產生同一種符號離子的總電荷的絕對值。照射量是X射線沿用最早的量,它只是說明X射線和γ射線在空氣中電離的性質,不能用于其他類型的輻射,也不能用于其他的物質。并且它僅對光子能量介于10KeV~3MeV范圍內的X線和γ射線。
照射量率是指單位時間內的照射量。照射量率SI單位為庫侖/(千克?秒)[C/(kg?s)];其專用單位是:倫琴/秒(R/s)、倫琴/分(R/min)、毫倫琴/小時(mR/h)。
(三)比釋動能和比釋動能率(kerma,K and kerma rate,K)
電離輻射是由直接帶電粒子和間接帶電粒子所組成的,直接帶電粒子具有足夠的動能以至通過碰撞就能直接引起被穿透的物質電離。而間接帶電粒子是在與物質相互作用時能夠釋放出直接電離粒子或次級帶電粒子,由這些帶電粒子引起物質的電離和激發。不帶電的間接電離粒子在與物質相互作用時第一階段的結果可用比釋動能來表示,第二階段的結果可用吸收劑量來表示。
比釋動能是指間接帶電粒子在與物質相互作用時,電離輻射授予特定單位質量物質的體積元內所產生的所有帶電粒子的初始動能的總和。比釋動能適合于任何不帶電的電離輻射場,它反映了不帶電的間接帶電粒子形成帶電的電離粒子的能量的多少。
比釋動能的SI單位是焦耳/千克(J/kg),專用名是“戈瑞”(Gray),簡稱Gy。
比釋動能率是指在間接電離輻射作用的單位時間內,在物質中產生的比釋動能。比釋動能率SI單位是戈瑞/秒(Gy/s)、毫戈/時(mGy/h)。
(四)吸收劑量和吸收劑量率(absorbed dose,D and absorbed dose rate,D)
吸收劑量是用來度量物質吸收輻射能量多少并以此反映能量與效應的關系。
吸收劑量是指輻射與單位質量物質的任何能量的平均值。也可以理解為電離輻射給予單位質量物質的平均授予能。因為輻射與物質作用是隨機的,因而物質吸收能量必然具有不連續性,所以采用平均劑量的概念,該能量應包括由輻射射出而變為熱能和改變物質結構的化學能。
吸收劑量可以用于任何類型的電離輻射和任何被電離的物質,這一點與照射量不同。吸收劑量的SI單位是J/kg,專用名是“戈瑞”。符號是Gy。
1Gy= 1J/kg
1Gy= 10 3mGy= 10 6μGy
過去吸收劑量曾用單位為拉德(rad)。
1Gy= 100rad= 100cGy
1rad= 10 - 2 J/kg
在實際工作中,我們觀察電離輻射的生物效應,常常要注意吸收劑量大小以及吸收劑量的速率,我們把單位時間內吸收劑量的速率稱為吸收劑量率(D)。
吸收劑量率的SI單位是焦耳/千克?秒[J/(kg?s)],其專用名是戈瑞/秒(Gy/s)、毫戈/時(mGy/h)、戈/時(Gy/h)、戈/分(Gy/min)。
照射量是以電離電荷總數的形式間接反映X射線和γ射線在空氣中的輻射強度的量。比釋動能和吸收劑量則是以射線能量轉移的角度來反映間接電離粒子在與物質相互作用時,物質吸收的射線劑量。吸收劑量、照射量、比釋動能在輻射劑量學中是三個非常重要的輻射量,它們之間既有相互聯系,又有本質區別。
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