第三章X射线的外照射防护课件.ppt

外照射防护基本原则,（1）时间防护(Time)累积剂量与受照时间成正比 措施：充分准备，减少受照时间,外照射防护三要素：时间防护、距离防护、屏蔽防护。,（2）距离防护(Distance)剂量率与距离的平方成反比 措施：远距离操作 任何源不能直接用手操作；注意射线防护,（3）屏蔽防护(Shielding)设置屏蔽体 屏蔽材料和厚度的选择：辐射源的类型、射线能量、活度等,第一节：x或 辐射源及其辐射场,X射线的性质(一)物理效应 1穿透作用 2电离作用 3荧光作用 4热作用5干涉、衍射、反射、折射作用,（二）化学效应 1感光作用 2着色作用某些物质如铂氰化钡、铅玻璃、水晶等，经X射线长期照射后，其结晶体脱水而改变颜色,(三)生物效应当X射线照射到生物机体时，生物细胞受到抑制、破坏甚至坏死，致使机体发生不同程度的生理、病理和生化等方面的改变，称为X射线的生物效应。,一、x射线的产生1、x射线机的组成：,x射线管,高压电源,阴极,阳极,组成,2、x射线剂量计算1）x射线机的发射率常数xA、定义：x射线机的发射率常数x：当管电流为1mA时，距离阳极靶1m处，由初级射线束产生的比释动能率，单位B、影响因素：X射线管类型、管电压、电压波形、靶的材料和形状、滤片的材料和厚度有关。,查图选择发射率常数时应注意：,1、曲线给出的发射率常数是指不存在被照物时的空气比释动能率，如果在所考虑位置上有人体，则由于人体对射线的反射会使靠近人体表面处的比释动能率常数比曲线所示值的结果高出20%40%。,2、必须注意电压波形的影响当管电压和过滤条件相同时，恒定电压的发射率常数大约为单相半波整流脉动电压射线机的23倍，对于低电压、大电流状态下短时的工作脉动电压医用x射线机，如果改在低电流条件下用于荧光透视，则注意由于电缆电容的影响，会使管电压波形变得平稳趋于恒定。,2）x射线剂量率的计算在距离靶r（m）处由于x射线机产生的初级x射线束造成的空气比释动能率可近似按下式计算：,在x射线辐射场中，同一点处以Gy为单位的比释动能K与以Gy为单位的吸收剂量指数DI，以及以Sv为单位的剂量当量指数HI数值上几乎相等。因此可上式算出距离阳极靶r（m）处的吸收剂量指数率、剂量当量指数率。,Di=Ka(1-g)由于低能g很小,二、加速器X射线源1、加速器X射线的发射率常数1）定义：将X射线源看成点源，单位电流（1mA），在距离1m处所形成的吸收剂量指数率，2）影响因素：电子能量、束流强度、靶物质的原子序数、靶厚度、束流的入射角度,2、加速器X射线的剂量计算在离靶rm处的吸收剂量指数率,三、辐射源,点源：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源。1、点源的照射量率1）照射量率常数,非单能源照射量率常数：,3）点源的照射量率计算2、点源的吸收剂量率在空气中的在其它物质中的,3、点源的照射量率与粒子注量率之间的关系带电粒子在平衡条件下，光子注量率与吸收剂量率的关系：4、点源的空气比释动能率计算1）比释动能率常数2）比释动能率在空气中在某点物质中,在空气中的吸收剂量率与空气中的比释动能率在数值上使相等。对于象水、肌肉核软组织一类物质,5.非点源的照射量率、比释动能率计算,一窄束x或射线减弱规律,第二节 x或射线在物质中的减弱规律,窄束的概念（narrow beam）：不包含散射成分的射线束,单能射线在物质中的减弱规律,I，I0：设置屏蔽前后的剂量率（强度）d：屏蔽层厚度（cm）,线衰减系数：Linear attenuation coefficient（cm-1）,质量衰减系数（cm2/g）,两个常用的概念,能谱的硬化：随着通过物质厚度的增加，不易被减弱的“硬成分”所占比重越来越大的现象。,平均自由程：线减弱系数的倒数称为光子在物质中的平均自由程。即=1/。表示光子每经过一次相互作用之前，在物质中所穿行的平均厚度。,二、宽束(broad beam)辐射的衰减,B：累积因子（build-up factor)描述散射光子影响的物理量。表示某一点散射光子数所占份额B取决于：光子能量，屏蔽材料的原子数，屏蔽层厚度，屏蔽层几何条件,1、单一均匀介质的累积因子B值可以查表求得。有时可用解析方程,1)入射光子能量越低，B就越大；2）原子序数越大，B就越小；,2.多层介质的累积因子B1）Z1与 Z2相差不大时2)Z1与 Z2相差较大时a:Z1在 Z2前（Z1 Z2）能量较低时,能量较高时,屏蔽计算中常用的几个参数,减弱倍数K：辐射场中某点处没有设置屏蔽层时的当量剂量率H(0)，与设置厚度为d的屏蔽层后的当量剂量率H(d)的比值。K=H(0)/H(d)=ed/B(E，d)表示屏蔽材料对辐射的屏蔽能力。无量纲。,2)透射比定义：=H(d)/H(0)=B(E，d)e-d=1/k3)透射系数设置厚度为d的屏蔽层之后，离x射线发射点1m处，由该射线装置单位工作负荷所造成的剂量当量指数。Sv.m2(mA.min)-1,半减弱厚度与十倍减弱厚度,半减弱厚度1/2：half value thickness 将入射光子数减弱一半所需的屏蔽层厚度,十倍减弱厚度1/10：tenth value thickness将入射光子数减弱到十分之一所需的屏蔽层厚度,常用射线的1/2，1/10（cm）,屏蔽材料选择的一般原则,第三节 x射线的屏蔽计算,一、屏蔽计算的一般方程,加速器X射线源的屏蔽计算,1、沿入射电子方向发射的初级X射线的屏蔽计算,上述计算查透射比曲线，如用减弱倍数时，可用十倍减弱厚度1/10 计算，：1）先算与x相应的需要的1/10的数目nn=lg（1/x）则，d=1/10，1+（n-1）1/10，e,1、沿入射电子方向90o发射的初级X射线的屏蔽计算注意：查表时，用等效入射电子能量E来查。E由E查图得到。,三、点源的屏蔽计算,直接用公式计算,利用减弱倍数法计算,利用半减弱厚度计算 令K=2n，则n=logK/log2 屏蔽厚度d=n 1/2,例题1将Co-60所产生的剂量减弱2000倍，所需铅防护层厚度是多少？,解：已知K=2103，查表得Co-60的1/2=1.2cm 则：n=（log 2103)/log2=11 R=n1/2=11 1.2=13.2cm,例题2 要建筑一个Co-60辐照室，源活度为3754居里，墙外容许照射率为0.25mR/h,若用混凝土建筑，需要屏蔽墙的厚度是多少？,解：A=3754Ci,=1.32 Rm2/hCi R=3m,X=0.25mR/h 无屏蔽时，墙外的照射量率为,减弱倍数为 K=X0/X=(5.05105)/0.25=2.02106查表：Co-60平均能量为1.25MeV,需要混凝土的厚度约为145cm,P,作业：,P1195、6、7、8、9,