实用医疗辐射防护
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二、辐射防护中常用的辐射量和单位

随着科学技术的不断发展,各种电离辐射不断地应用在各行各业中。放射线的广泛使用,不可避免的带来了接触射线的人员防护问题。定量测量辐射照射对个人和接触射线群体产生效应的有效剂量及带来的辐射危害,是辐射防护在实际工作中必须要了解和探索的。
(一)权重因子
1.辐射权重因子(radiation weighting factor,WR)
虽然吸收剂量适用于各种辐射类型,并且可以用来说明各种介质在电离辐射过程中吸收能量的多少,但它不能说明所导致的生物效应如何。这是因为当辐射类型与其他条件发生变化时,辐射生物效应与吸收剂量之间的关系也有所变化。因此,如果我们对吸收剂量加一个系数,使修正后的吸收剂量就能更好地反映辐射所导致的有害效应概率或严重程度。
辐射与物质作用是随机的,所以物质吸收能量(不是某一点上的剂量)采用平均剂量的概念,如果将吸收剂量用一个与辐射的品质有关的因子加权,此加权因子称为辐射权重因子。对于特定种类与能量的辐射,其权重因子的数值是代表这种辐射在小剂量时诱发随机效应的相对生物效应的数值。
2.组织权重因子(tissue weighting factor,WT)
随机性效应发生的概率不仅与射线的种类和能量有关系,而且还与受照射组织或器官有关。当几个不同组织受到不同剂量的辐射时,对组织或器官的当量剂量给予一个系数进行加权,使其随机性效应与总的随机性效应相对应。这个对组织或器官的当量剂量加权的因子称为组织加权因子。
组织加权因子反映在全身均匀受照射下各组织或器官对总危害的相对贡献。表1-1表示组织权重因子。
表1-1 组织权重因子
(二)当量剂量和有效剂量
1.当量剂量(equivalent dose,H)
人体接受射线照射后,虽然吸收剂量可以用来说明人体所接受的射线能量,但未必能产生相对应的生物效应,放射生物效应与辐射类型、辐射剂量、生物种类、照射条件和个体生理差异均有关系。为了比较不同类型的辐射引起的有害辐射效应将个人或集体实际接受的或可能接受的吸收剂量根据生物效应乘以一个加权因子修正,才可以用同一尺度来比较不同类型的辐射照射所造成的生物效应。加权修正后的吸收剂量在辐射防护中称为当量剂量(H)。
在ICRP 1990年建议书中,将当量剂量定义为对于某种辐射R在某个组织或器官T中的当量剂量H T.R

HT-R=WR•DT-R

W R为与辐射R能量相关的吸收剂量修正系数,即辐射权重因子。D T-R为辐射R在组织或器官T中所产生的吸收剂量平均值。
当量剂量和吸收剂量两者的单位在量纲上是相同的,但其含义有着本质上的差别。吸收剂量是表达单位质量的介质吸收辐射能量的多少,而当量剂量是表达吸收了射线能量对人体可能带来的危害的大小。虽然单位质量的人体组织吸收了不同辐射类型的相对的可辐射能量,但当量剂量数值可能会有很大的差别,这种差异通过W R可反映出来。W R是没有量纲的数,所以当量剂量和吸收剂量的SI单位在量纲上是一致的。
当量剂量SI单位是J/kg,专有名为希沃特(Sievert),简称为Sv。
当吸收剂量(D)以rad为单位时,当量剂量(H)的就可用其曾用的专用名称雷姆(rem)来表示。

1Sv= 1J/kg

1Sv= 103mSv

1rem= 10- 2 J/kg

1rem= 10- 2 Sv

如果辐射场由几种具有不同W值的不同种类和不同能量的辐射源组成,可将吸收剂量分成几组,各自用其W R值,而后相加得出各组织或器官的总当量剂量:

当量剂量只限于在辐射防护领域中应用,通常只适用于当量剂量限值以下或接近的范围,不适用于高水平的事故照射。表1-2为辐射权重因子W R在现行放射防护规定的要求。
表1-2 辐射权重
(1)所有数值均与照射到机体上的辐射有关,包括内照射。
(2)不包括由原子核向DNA发射的俄歇电子。
单位时间内组织或器官T所接受的当量剂量为当量剂量率(equivalent dose rate,H)。当量剂量的SI单位为J/(kg•s);专用名为希沃特/秒(Sv/s)。
2.有效剂量(effective dose,E)
机体在所受到的任何照射时,不可能只局限于一种组织或器官。不同的组织或器官对射线的敏感程度是不同的,所以两种或两种以上的组织或器官如果接受了相同的当量剂量的射线照射,其产生的辐射生物效应也是不可能相同的。为了评价辐射对生物体所产生的损伤效应,了解不同组织接受照射造成的总危险度,我们需要通过组织权重因子对当量剂量加权。有效剂量这一概念就是加权后的当量剂量。有效剂量的定义是人体各组织或器官的当量剂量乘以相应的组织权重因子后的总和。