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放射物理與輻射防護(hù)學(xué) 版權(quán)信息
- ISBN:9787030641571
- 條形碼:9787030641571 ; 978-7-03-064157-1
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>>
放射物理與輻射防護(hù)學(xué) 本書特色
遵循醫(yī)學(xué)影像等專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),適合特定專業(yè),強(qiáng)調(diào)基本理論、基本知識和基本技能。
放射物理與輻射防護(hù)學(xué) 內(nèi)容簡介
本教材分為十三章,章導(dǎo)論,第二章放射物理學(xué)基礎(chǔ),第三章X射線的產(chǎn)生,第四章X射線的本質(zhì)及與物質(zhì)相互作用,第五章常用輻射量及其單位,第六章輻射探測與測量,第七章放射防護(hù)的生物學(xué)基礎(chǔ),第八章醫(yī)療照射防護(hù)的基本原則和方法,第九章醫(yī)用X射線診斷的放射防護(hù),第十章核醫(yī)學(xué)診療中的放射防護(hù),第十一章放射治療中的放射防護(hù),第十二章介入放射學(xué)的放射防護(hù),第十三章放射防護(hù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)。本教材全面介紹了放射物理學(xué)基礎(chǔ)知識和輻射防護(hù)學(xué)體系的基本知識,既包含輻射量、輻射探測、生物學(xué)基礎(chǔ),也包括診斷X射線、核醫(yī)學(xué)、放射治療及介入放射學(xué)中的放射防護(hù),還涵蓋了國內(nèi)外的放射防護(hù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)。
放射物理與輻射防護(hù)學(xué) 目錄
**章 導(dǎo)論 1
**節(jié) 輻射的分類及特點 1
第二節(jié) 醫(yī)用輻射的應(yīng)用 8
第二章 放射物理學(xué)基礎(chǔ) 15
**節(jié) 原子結(jié)構(gòu) 15
第二節(jié) 核素、同位素和同質(zhì)異能素 23
第三節(jié) 核衰變和核衰變規(guī)律 23
第四節(jié) 電離輻射與物質(zhì)的相互作用 29
第三章 X射線的產(chǎn)生 30
**節(jié) X射線的發(fā)現(xiàn)和使用 30
第二節(jié) X射線的產(chǎn)生條件與裝置 32
第三節(jié) X射線的產(chǎn)生原理 34
第四節(jié) X射線的量與質(zhì) 40
第五節(jié) X射線的產(chǎn)生效率 42
第六節(jié) X射線強(qiáng)度的空間分布 43
第四章 X射線的本質(zhì)及與物質(zhì)相互作用 46
**節(jié) X射線的本質(zhì)與特性 46
第二節(jié) X射線與物質(zhì)相互作用 48
第三節(jié) X射線與物質(zhì)相互作用的概率 56
第四節(jié) X射線的吸收與衰減 58
第五章 常用輻射量及其單位 66
**節(jié) 基本輻射量 67
第二節(jié) 防護(hù)量 74
第三節(jié) 運(yùn)行實用量 82
第六章 輻射探測與測量 86
**節(jié) 電離輻射探測器 86
第二節(jié) 輻射監(jiān)測 97
第三節(jié) 輻射探測中的統(tǒng)計規(guī)律 100
第七章 放射防護(hù)的生物學(xué)基礎(chǔ) 106
**節(jié) 電離輻射的生物學(xué)效應(yīng) 106
第二節(jié) 電離輻射生物學(xué)效應(yīng)的影響因素 122
第三節(jié) 放射損傷的影響因素 128
第八章 醫(yī)療照射防護(hù)的基本原則和方法 136
**節(jié) 醫(yī)療照射的正當(dāng)性 137
第二節(jié) 醫(yī)療照射防護(hù)的*優(yōu)化 140
第三節(jié) 劑量限制 144
第四節(jié) 醫(yī)療照射防護(hù)的基本方法 149
第九章 醫(yī)用X射線診斷的放射防護(hù) 159
**節(jié) 普通X射線攝影的放射防護(hù) 159
第二節(jié) 普通X射線造影檢查的放射防護(hù) 167
第三節(jié) 乳腺X射線攝影的放射防護(hù) 178
第四節(jié) CT的放射防護(hù) 181
第五節(jié) 牙科放射學(xué)的放射防護(hù) 187
第六節(jié) 孕婦和兒童放射檢查的放射防護(hù) 191
第十章 核醫(yī)學(xué)診療中的放射防護(hù) 199
**節(jié) 概述 199
第二節(jié) 核醫(yī)學(xué)診療防護(hù)基本原則及射線危害因素 211
第三節(jié) 核醫(yī)學(xué)診療場所放射防護(hù) 217
第四節(jié) 核醫(yī)學(xué)工作人員的放射防護(hù) 223
第十一章 放射治療中的放射防護(hù) 227
**節(jié) 放射治療防護(hù)的特殊性 227
第二節(jié) 放射治療防護(hù)的一般要求 241
第三節(jié) 放射治療過程中防護(hù)與安全措施 252
第十二章 介入放射學(xué)的放射防護(hù) 258
**節(jié) 概述 258
第二節(jié) 設(shè)備與設(shè)施配置要求 260
第三節(jié) 工作人員的放射防護(hù) 268
第四節(jié) 患者的放射防護(hù)和劑量管理 277
第十三章 放射防護(hù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn) 294
**節(jié) 放射防護(hù)組織 294
第二節(jié) 國際放射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn) 297
第三節(jié) 國內(nèi)放射防護(hù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) 304
第四節(jié) 醫(yī)療輻射事故應(yīng)急處理 313
第五節(jié) 放射工作人員的職業(yè)管理 317
參考文獻(xiàn) 320
放射物理與輻射防護(hù)學(xué) 節(jié)選
**章導(dǎo)論 【學(xué)習(xí)要求】 記憶:天然輻射的類別;輻射防護(hù)學(xué)的發(fā)展歷程。 理解:輻射防護(hù)學(xué)的概念;輻射和放射的概念;電離輻射與非電離輻射的概念和區(qū)別;人工輻射的分類和特點;醫(yī)用輻射的應(yīng)用范疇。 運(yùn)用:天然輻射與人工輻射的概念和區(qū)別;人工輻射源的照射分類及特點;醫(yī)療照射與職業(yè)照射的區(qū)別和特點。 人類生活在地球上,每時每刻都會受到各種輻射。自然界中的一切物體,都以電磁波和粒子的形式不停地向外傳送熱量,這種傳送能量的方式稱為輻射。輻射是指熱、光、聲、電磁波等向四周傳播的一種狀態(tài)。物體通過輻射所放出的能量,稱為輻射能。輻射有一個重要的特點,它是“對等的”。不論物體(氣體)溫度高低都向外輻射,甲物體可以向乙物體輻射,同時乙物體也可向甲物體輻射。輻射本身是中性詞,但某些物質(zhì)的輻射可能會帶來危害。在日常生活中,我們曬太陽、看電視、戴夜光表、乘飛機(jī)、做X射線檢查等,都會受到一定的輻射。常見的輻射包括太陽輻射、熱輻射、電磁輻射等。生活中的輻射一般都是微量的,不會對人體造成傷害,所以人們也感覺不到它的存在。而大量的輻射對人體是有害的,因此我們應(yīng)該通過采取一些相應(yīng)的保護(hù)措施來防止和減少輻射的傷害。放射性是指某些元素的原子通過核衰變自發(fā)地放出射線(如α射線、β射線、γ射線等)的性質(zhì)。衰變時放出的能量稱為衰變能量。原子序數(shù)在83(鉍)或以上的元素都具有放射性,但某些原子序數(shù)在83以下的元素(如锝)也具有放射性。 輻射防護(hù)(radiation protection)學(xué),又稱為放射防護(hù)(radiological protection)學(xué),是研究保護(hù)人員免受或少受電離輻射照射的影響和達(dá)到這一目標(biāo)所用方法的學(xué)科。其主要內(nèi)容包括放射防護(hù)體系、放射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)、輻射監(jiān)測、防護(hù)評價及實施管理等。作為應(yīng)用性學(xué)科,其涉及的相關(guān)學(xué)科包括輻射劑量學(xué)、放射生物學(xué)、放射流行病學(xué)、放射毒理學(xué)和輻射探測及屏蔽等。放射物理學(xué)(radiological physics)是研究電離輻射的原理、概念、與物質(zhì)相互作用規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科,它被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和科學(xué)研究等領(lǐng)域。 **節(jié)輻射的分類及特點 一、輻射的分類 (一)電離輻射與非電離輻射 電磁輻射按照頻率分類,從低頻率到高頻率,包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線等。人眼可接收到的電磁輻射,波長為380~780nm,稱為可見光。只要是本身溫度大于絕對零度的物體,都可以發(fā)射電磁輻射,而世界上并不存在溫度等于或低于絕對零度的物體。因此,人們周邊所有的物體時刻都在進(jìn)行電磁輻射。電磁波不需要依靠介質(zhì)傳播,各種電磁波在真空中速率固定,速度為光速。 按照射能量的高低和作用于物質(zhì)時電離物質(zhì)的能力分為電離輻射(ionizing radiation)和非電離輻射(non-ionizing radiation)。電離輻射是指擁有足夠高能量的輻射,能引起物質(zhì)原子和分子發(fā)生電離,包括能直接引起物質(zhì)電離的高速帶電粒子(如α粒子、β粒子、質(zhì)子、重離子等),以及不帶電的中子和光子(如能量大于10eV的γ射線、X射線等),它們通過與物質(zhì)的相互作用產(chǎn)生帶電的次級粒子而間接引起物質(zhì)電離。 一般而言,電離是指電子被電離輻射從電子層中擊出,使原子帶正電。由于細(xì)胞由原子組成,電離作用可以引發(fā)癌癥。電離輻射引發(fā)癌癥的概率取決于輻射劑量及接受輻射的生物的敏感性。非電離輻射是指不能夠引起電離,但會改變分子或原子的旋轉(zhuǎn)、振動或價層電子軌道狀態(tài),如波長大于100nm、能量較低、不能引起物質(zhì)電離的電磁波,能量小于10eV的紫外線、可見光、紅外線、微波和高頻電磁場等。一般來說,非電離輻射的能量較低,不足以改變物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。相反,電離輻射有足夠的能量使原子中的電子游離而產(chǎn)生帶電離子,這個電離過程通常會引致生物組織產(chǎn)生化學(xué)變化,因而可能會對生物構(gòu)成一定程度的傷害。 (二)天然輻射與人工輻射 電離輻射通過各種各樣的途徑進(jìn)入我們的生活。有的來自天然的過程,如地球上的鈾的衰變,有的來自人類活動,如醫(yī)學(xué)中使用的X射線。因此,按照輻射的來源將它們分為天然輻射和人工輻射。 二、天然輻射的種類及特點 自然界中放射性是到處存在的,自從人類在地球上出現(xiàn)以來,就一直受到天然存在的輻射源照射,這種輻射稱為天然輻射或本底輻射。天然的放射性物質(zhì)廣泛地分布于整個環(huán)境中,就連我們的身體內(nèi),也存在著放射性核素。地球上的所有生命,都是在此類輻射的背景下不斷進(jìn)化而來的。天然輻射是人類不可缺少的一種生存環(huán)境。有實驗證明,生物如果在完全沒有天然輻射源照射的條件下,是無法生存的。天然電離輻射(natural ionizing radiation)是自地球存在以來就存在的電離輻射。天然輻射的“本底”有兩個來源:一個是高能粒子形式的輻射,它來自外層空間,統(tǒng)稱宇宙射線;另一個是天然放射性核素,即天然存在于普通物質(zhì)(如空氣、水、泥土和巖石,室內(nèi)外環(huán)境中的氡甚至食物等)中。我國居民天然輻射造成的人均年有效劑量約為2.3mSv,全球居民所受天然照射的年平均有效劑量約為2.4mSv。 (一)宇宙射線 天文學(xué)家*早發(fā)現(xiàn)宇宙射線(cosmic ray)大約是在1912年。宇宙射線是來自宇宙外層空間的高能粒子輻射,是許多種輻射的混合物,包括質(zhì)子、粒子、電子及其他各種高能粒子。所有這些高能粒子都與地球的大氣層發(fā)生強(qiáng)烈的作用,宇宙輻射到達(dá)地面時,主要成分變?yōu)楦鞣N介子、中子、電子、正電子和光子。其中,有些宇宙射線與太陽的活動有關(guān),但是絕大多數(shù)宇宙射線來自太陽系之外,或許來自銀河系之外。宇宙射線(也稱大氣圈外的輻射)有兩個組成部分,根據(jù)其來源可以劃分為銀河系宇宙射線和太陽輻射。 銀河系宇宙射線:來自太陽系以外,主要由質(zhì)子(約86%)、α粒子(約11%)、高能電子(2%)及原子序數(shù)Z>3的重原子核(約1%)組成,能量范圍為102~1014MeV。 太陽輻射:是由電磁射線(無線電、X射線和γ射線)及微粒輻射(主要為質(zhì)子)組成,源自太陽大氣,形成了非常穩(wěn)定的太陽風(fēng)。在太陽爆發(fā)時,它們的強(qiáng)度會極大地增加,導(dǎo)致磁暴(影響無線電短波通信)和北極光。在太陽活動活躍期間,每月都有中等程度的太陽爆發(fā)發(fā)生,而高強(qiáng)度的太陽爆發(fā)平均每3年一次。 從宇宙空間發(fā)射而來的高能粒子流,由初級宇宙射線和次級宇宙射線組成。初級宇宙射線有較強(qiáng)的貫穿能力,在射向地球時,與大氣層中原子核相互作用,發(fā)生級聯(lián)效應(yīng)或次級核反應(yīng)等多種類型的反應(yīng),產(chǎn)生次級宇宙射線。大氣層的屏蔽作用,大大減少了到達(dá)地球表面的宇宙輻射的總量,為人類阻擋了許多高能的宇宙射線。 宇宙射線直接導(dǎo)致電離劑量值受很多因素的影響,其中主要是海拔和地磁緯度。在赤道海平面處測得的平均劑量率為0.23mSv/年,而在海拔3050m處的劑量率則為0.56mSv/年。在中緯度不同高度劑量率的典型值:在海拔4km處約為0.2μSv/h,在海拔12km處約為7μSv/h,在海拔16km處為10~15μSv/h。宇宙射線產(chǎn)生的劑量率隨海拔的增加而增大,開始呈緩慢增加,2km之后迅速上升,至50km處上升到一個高峰值,宇宙射線劑量率不再隨高度變化,這表明此高度時全為初級宇宙射線。因此,高原地區(qū)的人群受到的宇宙射線照射劑量比平原地區(qū)的人群高,人們在高原旅行或乘坐飛機(jī)時,會受到更多宇宙射線的照射。在海平面上,宇宙射線對人體的年平均照射劑量約為0.3mSv。而居住在海拔相當(dāng)高的地方,如中國拉薩市,居民接受的年平均劑量是居住在海平面高度的人的數(shù)倍。在飛機(jī)飛行的高度,宇宙射線的強(qiáng)度比地面高得多,在洲際航線的巡航高度上,劑量率可以達(dá)到地面值的100多倍,如圖1-1所示。 圖1-1宇宙輻射與海拔關(guān)系示意圖 (二)陸地上的輻射源 地球上的天然放射性核素分為宇生放射性核素和原生放射性核素。宇生放射性核素主要是由于宇宙射線與大氣層和地球表層原子核相互作用而產(chǎn)生,如宇生放射性核素H、Be、C、Na等。原生放射性核素是自地球存在以來就存在于地殼里的放射性核素,陸地表面的土壤、巖石、水、大氣乃至包括人體在內(nèi)的生物組織和植物組織中,都存在天然的原生放射性核素,對人體照射影響較大的主要原生放射性核素有鈾系、釷系、錒系核素及鉀-40、-87等。世界上的某些地區(qū)放射性本底比較高,如印度的喀拉拉邦為13mSv/年,法國的紐曼島約為2.65mSv/年,我國某地約為2.49mSv/年。當(dāng)然,世界大部分地區(qū)都屬低本底地區(qū)。 (三)空氣中的放射性 放射性氣體在空氣中的數(shù)量隨本地區(qū)的鈾和釷的含量而定。在同一地區(qū),氣候條件將大大地影響這些氣體的濃度。通常室內(nèi)的水平比室外高,室內(nèi)水平由建筑材料和通風(fēng)率決定。放射性氣體在礦山和地下洞穴濃度都很高。氡和釷射氣及其衰變產(chǎn)物的放射性對人體將產(chǎn)生內(nèi)、外照射。從某些建筑材料中釋放出來的氡使有些地區(qū)室內(nèi)尤其是地下室內(nèi)氡氣含量過高,已引起人們的關(guān)注。 (四)水中的放射性 水中的放射性產(chǎn)物隨水源的類型而定。例如,海水中含有大量的鉀?40。許多天然泉水中含有相當(dāng)數(shù)量的鈾、釷和鐳等放射性元素。雨水可以從空氣中收集放射性物質(zhì),地面水可以收集存在于巖石和土壤中的放射性物質(zhì),因此可以說幾乎所有的水多少都含有放射性物質(zhì)。 (五)人體內(nèi)的天然放射性核素 鉀是活細(xì)胞的必要成分,鉀也是人體內(nèi)常量元素,含量較多。鉀-40是鉀元素的一種天然存在的放射性同位素,是人體受天然核輻射的主要來源之一。鉀-40原子核不穩(wěn)定,可以自發(fā)通過β衰變生成氬-40和鈣-40,放出β射線和γ射線,β射線的*大能量為1.31MeV,γ射線有1460.8keV和2.958keV兩種。該反應(yīng)是地質(zhì)學(xué)上鉀氬測年法的依據(jù),具有廣泛的用途。地球上的氬氣也有很多來自它的衰變。 案例1-1 人體平均含有體重的0.2%的天然鉀,而每克天然鉀約含有8.2×10?10居里。備注:Ci(居里)和Bq(貝可)為放射性活度單位,1Ci=3.7×1010Bq。放射性元素每秒有一個原子發(fā)生衰變時,其放射性活度即為1Bq。 問題:一個體重為60kg的人,體內(nèi)鉀-40的放射性活度為多少? 分析: 自古以來人類就生活在充滿天然電離輻射照射的環(huán)境中,而且隨著社會的進(jìn)步,人們接受天然電離輻射照射的平均量還會因人為活動的時空變化而變化(表1-1、表1-2)。例如,越來越多的人乘坐飛機(jī),增加了接受宇宙射線的照射機(jī)會;地下空間的開發(fā)利用增加了地殼γ輻射和氡的照射;建筑材料、室內(nèi)裝修材料(天然石材)及室內(nèi)滯留時間的增加也加大了人類接受氡和其他原生放射性核素照射的份額。 表1-1我國居民接受天然輻射造成的年平均有效劑量 表1-2全球居民接受天然輻射所致年平均有效劑量 三、人工輻射的種類及特點 來源于人類的實踐活動而產(chǎn)生的輻射被稱為人工電離輻射(artificial ionizing radiation)。近一個多世紀(jì)以來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類陸續(xù)在科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)診斷與治療、能源、工業(yè)(工業(yè)探傷等)、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)、考古、采礦、核動力生產(chǎn)、核武器等軍事行業(yè)乃至國民經(jīng)濟(jì)中民用產(chǎn)品(顯像管電視機(jī)、煙霧探測器)及裝飾性建筑材料等日常生活中不斷開發(fā)利用電離輻射技術(shù),隨著放射性物質(zhì)向環(huán)境的釋放,人類接受的人工電離輻射照射大幅度增加。 人工輻射包括放射性診斷和放射性治療輻射、放射性藥物、放射性廢物、核爆炸的放射性產(chǎn)物、核能生產(chǎn)中產(chǎn)生的或消費品中含有的輻射等。 聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation,UNSCEAR)統(tǒng)計,人工電離輻射中的醫(yī)療照射是全球公眾接受各種電離輻射照射的*大來源,并且還在不斷增加
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