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醫用放射防護學 版權信息
- ISBN：9787030729613
- 條形碼：9787030729613 ; 978-7-03-072961-3
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
醫用放射防護學 內容簡介
本書是供高等學校醫學影像專業、腫瘤放射治療醫學專業和核醫學專業方向本科教學用的教材。內容包括放射防護的物理和生物學基礎、放射防護目的和基本原則、醫用放射源和射線裝置、放射診斷和放射治療包括介入治療和核醫學中的放射防護、放射防護標準、輻射劑量的監測和職業防護的監督、放射病的診斷標準及治療原則等。本書系統地闡述了醫用放射防護學的基本理論、基本知識和基本技能，內容深入淺出，重點突出，有可讀性。本書亦可供放射衛生防護工作人員和放射性職業工作人員參考。
醫用放射防護學 目錄
目錄
**章 放射防護的核物理基礎 1
**節 原子基本結構 1
第二節 放射性核素與核衰變 4
第三節 射線與物質的相互作用 7
第四節 輻射量與單位 12
第二章 放射防護的生物學基礎 23
**節 電離輻射生物學效應基礎 23
第二節 電離輻射的分子生物學效應 27
第三節 輻射生物學效應分類和影響因素 36
第四節 正常組織器官的輻射效應 42
第三章 放射防護的目的和基本原則 52
**節 放射防護的目的與依據 52
第二節 放射防護三項基本原則 55
第三節 放射防護三項基本原則的應用 63
第四章 醫用放射源和射線裝置 70
**節 天然放射源 70
第二節 醫用放射源 71
第五章 放射診斷中的放射防護 83
**節 概述 83
第二節 放射診斷防護的原則 84
第三節 醫用X 射線診斷的放射防護 87
第四節 PET/CT 中心的放射防護 93
第六章 放射治療中的放射防護 100
**節 醫用γ 射束遠距治療的放射防護 100
第二節 電子直線加速器治療的放射防護 102
第三節 后裝γ 源近距離后裝治療的放射防護 106
第四節 質子重離子治療的放射防護 108
第五節 照射的準確性和質量保證 109
第七章 核醫學中的放射防護 113
**節 核醫學中的環境防護 114
第二節 核醫學中的人員防護 128
第八章 介入放射學中的放射防護 135
**節 介入放射學中使用的影像設備 135
第二節 介入放射學對人體的放射危害及防護措施 137
第三節 放射性粒子植入的輻射效應特點及放射防護措施 140
第九章 放射防護標準 145
**節 放射防護標準概述及其歷史演進 145
第二節 放射防護標準體系的主要內容 154
第十章 輻射劑量的監測和職業防護的監督 160
**節 輻射防護監測的一般原則 160
第二節 輻射事故管理 166
第三節 職業防護的監督與防護知識培訓 168
第十一章 放射病的診斷標準及處理原則 174
**節 放射性疾病診斷概述 174
第二節 外照射急性放射病診斷標準及處理原則 176
第三節 外照射亞急性放射病診斷標準及治療原則 183
第四節 外照射慢性放射病診斷標準及處理原則 184
第五節 內照射放射病的診斷標準和處理原則 186
第六節 放射性皮膚疾病的診斷標準及處理原則 188
第七節 放射性腫瘤的診斷標準及處理原則 190
第八節 外照射放射性骨損傷診斷標準及處理原則 191
第九節 放射性甲狀腺疾病的診斷標準和處理原則 192
第十節 放射性性腺疾病的診斷標準和處理原則 194
參考文獻 198
**章 放射防護的核物理基礎 1
**節 原子基本結構 1
第二節 放射性核素與核衰變 4
第三節 射線與物質的相互作用 7
第四節 輻射量與單位 12
第二章 放射防護的生物學基礎 23
**節 電離輻射生物學效應基礎 23
第二節 電離輻射的分子生物學效應 27
第三節 輻射生物學效應分類和影響因素 36
第四節 正常組織器官的輻射效應 42
第三章 放射防護的目的和基本原則 52
**節 放射防護的目的與依據 52
第二節 放射防護三項基本原則 55
第三節 放射防護三項基本原則的應用 63
第四章 醫用放射源和射線裝置 70
**節 天然放射源 70
第二節 醫用放射源 71
第五章 放射診斷中的放射防護 83
**節 概述 83
第二節 放射診斷防護的原則 84
第三節 醫用X 射線診斷的放射防護 87
第四節 PET/CT 中心的放射防護 93
第六章 放射治療中的放射防護 100
**節 醫用γ 射束遠距治療的放射防護 100
第二節 電子直線加速器治療的放射防護 102
第三節 后裝γ 源近距離后裝治療的放射防護 106
第四節 質子重離子治療的放射防護 108
第五節 照射的準確性和質量保證 109
第七章 核醫學中的放射防護 113
**節 核醫學中的環境防護 114
第二節 核醫學中的人員防護 128
第八章 介入放射學中的放射防護 135
**節 介入放射學中使用的影像設備 135
第二節 介入放射學對人體的放射危害及防護措施 137
第三節 放射性粒子植入的輻射效應特點及放射防護措施 140
第九章 放射防護標準 145
**節 放射防護標準概述及其歷史演進 145
第二節 放射防護標準體系的主要內容 154
第十章 輻射劑量的監測和職業防護的監督 160
**節 輻射防護監測的一般原則 160
第二節 輻射事故管理 166
第三節 職業防護的監督與防護知識培訓 168
第十一章 放射病的診斷標準及處理原則 174
**節 放射性疾病診斷概述 174
第二節 外照射急性放射病診斷標準及處理原則 176
第三節 外照射亞急性放射病診斷標準及治療原則 183
第四節 外照射慢性放射病診斷標準及處理原則 184
第五節 內照射放射病的診斷標準和處理原則 186
第六節 放射性皮膚疾病的診斷標準及處理原則 188
第七節 放射性腫瘤的診斷標準及處理原則 190
第八節 外照射放射性骨損傷診斷標準及處理原則 191
第九節 放射性甲狀腺疾病的診斷標準和處理原則 192
第十節 放射性性腺疾病的診斷標準和處理原則 194
參考文獻 198
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醫用放射防護學 節選
**章 放射防護的核物理基礎 【教學大綱】 掌握內容： ①X、γ射線與物質相互作用的主要類型； ②中子與物質的相互作用類型； ③照射量（率）、吸收劑量（率）、比釋動能、當量劑量、有效劑量和劑量當量的基本定義及物理意義；④常用電離輻射量的基本計算方法。 熟悉內容： ①核衰變與核衰變的規律； ②X、γ射線與物質相互作用的其他類型； ③帶電粒子與物質的相互作用的類型； ④輻射量及其單位的應用類別和發展過程； ⑤照射的分類。了解內容： ①原子的殼層結構； ②放射性核素概念。 **節 原子基本結構 自然界的物質都是由分子組成的，而分子是由原子組成的，原子是元素的昀小單元。在 19世紀中期，人們還將原子看成物質昀終的、不能再分的昀小單位。到了 19世紀末期，由于 X射線、放射性電子的發現，才否定了以前的錯誤看法，認識到原子有一個復雜的結構。 1911年，英國物理學家歐內斯特 盧瑟福（ Ernest Rutherford）提出了原子核式結構模型（圖 1-1），即原子由原子核和繞核運動的核外電子組成，情況與行星繞太陽運動相似，故也稱此模型為行星模型。現在研究認為，原子直徑只有 10.8cm左右，原子核的直徑為 10.13～10.12cm。原子的質量也很小，其質量幾乎全集中在原子核上。國際上規定，以一種碳原子（ 6個質子和 6個中子的碳原子，質量為 1.993×10.23g）質量的 1/12作為標準，其他原子的質量與它相比所得的數值，就是該原子的原子量。例如，一個氫原子的質量只有 1.6733×10.24g，原子量為 1。 圖1-1原子核式結構模型 一、原子的結構 所有的物質都是由原子組成的，這是我們在高中化學課剛開始時學到的東西之一。盡管如此，早在一百年前科學家們還在爭論原子到底是什么樣子的。圖 1-2給出了提出原子結構的幾個關鍵理論和模型及它們的發展歷史。 1896年，法國物理學家亨利 貝克勒爾（ Henri Becquerel）在研究各種物質的磷光時，發現天然放射性現象，從而改變了原子是物質不可分割昀小單位的認識。1897年，英國物理學家約瑟夫 約翰 湯姆遜（ Joseph John Thomson）在研究稀薄氣體放電的實驗中，證明了電子的存在，測定了電子的荷質比。 1911年，盧瑟福根據 α粒子散射實驗現象提出原子核式結構模型（圖 1-1），他把原子想象成一個微型太陽系，電子圍繞著一個巨大的原子核運行，原子基本上是空的，原子核只占原子的一小部分。當盧瑟福提出他的模型時，中子還沒有被發現，這個模型的核心只有質子。原子核只占整個原子體積的極小部分，卻集中了原子所帶的全部正電荷和幾乎全部質量，帶負電荷的電子在核外空間繞核高速旋轉。在它的周圍有帶負電荷的電子，不同種類元素，其原子的核外電子數是不同的，電子按一定軌道圍繞原子核不停地運動。原子核帶的正電荷是基本電荷（ 4.8×10.10靜電單位）的整數倍，這個倍數稱原子核的電荷數。任何元素的原子核的電荷數都等于它的原子序數。而核外電子數目也等于原子序數，所以整個原子是電中性的。例如，昀簡單的氫原子，原子序數是 1，它的原子核帶的正電荷是一個基本電荷，而核外有一個電子繞核運動。 圖1-2原子理論與模型的發展史 二、原子核的組成 1919年，盧瑟福做了用 α粒子轟擊氮核的實驗，發現了質子（ proton），并且為質子命名。原子是由帶正電荷的原子核和圍繞原子核運轉的帶負電荷的電子構成，原子的質量幾乎全部集中在原子核上。起初，人們認為原子核的質量（按照盧瑟福和玻爾的原子模型理論）應該等于它含有的帶正電荷的質子數。可是一些科學家在研究中發現，原子核的正電荷數與它的質量居然不相等！也就是說，原子核除去含有帶正電荷的質子外，還應該含有其他的粒子。那么，那種“其他的粒子”是什么呢？1932年，詹姆斯 查德威克（ James Chadwick）用云室測定這種粒子的質量，結果發現，這種粒子的質量和質子一樣，而且不帶電荷，他稱這種粒子為“中子”（neutron），他也據此獲 1935年諾貝爾物理學獎。 中子被發現后，德國物理學家沃納 卡爾 海森堡（ Werner Karl Heisenberg）在 1932年提出：原子核是由質子和中子組成的，并得到實驗支持。質子和中子統稱為核子（ nucleon），鋰原子結構如圖 1-3所示。質子就是氫原子核，它帶有 +1個基本電荷，與電子所帶電荷數值相等，符號相反。中子不帶電荷。質子和中子的質量差不多相等。原子內質子和中子數目的總和稱為原子的質量數，用 A表示；原子核的質子數即核電荷數，稱為原子序數，用 Z表示；原子核內中子數即為 A.Z。由原子核的符號可以看出原子核中含有的質子和中子數。質子數相同的一類原子稱為元素（element）。取 X代表某元素，用 AX表示元素原子核的組成。例如， 1H表示元素由氫原子組成，其原子序數為1，質量數為1，沒有Z中N子；235 U表示該元素是由鈾原子組1成，其原子序數為 92，質92 量數為 235，中子數為 143。 圖 1-3原子結構示意圖（鋰原子 37 Li） 三、原子的殼層結構 原子內帶正電的密實部分集中于一個很小的核，帶負電的電子分布于核外，中性原子的核外電子數等于原子序數 Z。 1913年，尼爾斯 亨利克 戴維 玻爾（ Niels Henrik David Bohr）在盧瑟福原子模型基礎上加上普朗克的量子概念后建立了玻爾理論（玻爾原子模型）：玻爾假定，氫原子核外電子是處在一定的線性軌道上繞核運行的，正如太陽系的行星繞太陽運行一樣。氫原子的核外電子在軌道上運行時具有一定的、不變的能量，不會釋放能量，這種狀態被稱為定態。能量昀低的定態稱為基態，能量高于基態的定態稱為激發態。玻爾理論成功地解釋了原子的穩定性、大小及氫原子光譜的規律性。然而，這個理論并不完善，它只能解釋氫原子及類氫原子（如鋰離子等）的光譜，在解決其他原子的光譜時就遇到了困難。 埃爾溫 薛定諤（ Erwin Schr.dinger）等在此基礎上建立了量子力學，量子力學成功地解釋了多電子原子系統的電子分布和元素周期表等問題，與玻爾理論（舊量子論）相比，量子力學更正確、更完善地反映了微觀體系的本質和它們的運動規律。 按照量子力學，原子內的電子可處于各種可能的定態，電子的運動狀態由 n、l、ml、ms 4個量子數描述（ φ）。主量子數 n確定原子中電子的能量；角量子數 l確定電子軌道的角動量；磁量子數 ml確定軌道角動量在外磁場方向上的分量；自旋磁量子數 ms確定自旋角動量在外磁場方向上的分量。把原子中具有相同 n值量子數的電子集合，稱為一個殼層。在同一個殼層中，具有不同軌道角動量量子數的電子集合，稱為次殼層。電子殼層按主量子數 n=1，2，3，4，5，6，7的數值分別稱為 K、L、M、N、O、P、Q層。原子內的電子按一定的殼層排列，每一殼層內的電子都有相同的主量子數，每一個新的周期是從電子填充新的主殼層開始，元素的物理、化學性質取決于原子昀外層的電子即價電子的數目。原子內每個電子都有一定的軌道，幾條軌道又形成一個殼層。其中，昀靠近核的是 K殼層，向外依次是 L殼層、M殼層、N殼層等。各層所容許的電子數有一定限度，越向外的殼層上所容許的電子數越多。 K層昀多只能有 2個電子， L層可有 8個電子，M層可有 18個電子， N層可有 32個電子（表 1-1）。 表1-1原子的殼層和子殼層所能容納的電子數 注：n表示主量子數；Nn表示每個電子層的電子數；l表示角量子數；s，p， ，i表示電子亞層 電子在原子內某一軌道上，具有嚴格確定的能量，稱為能級（ energy level）。因此，也可以說電子處于某一能級上。同一層的電子能量相近，所以大致處于同一能級上。 K殼層軌道上的電子能量昀低，越是靠外層的軌道上，電子能量越高。電子能夠通過吸收外來的能量從低能級升到高能級，使原子處于激發態，這一過程稱為原子的激發（excitation）。如果外來的能量足夠大，使電子脫離原子，產生自由電子和帶正電的離子（原子核），即形成離子對，這種作用稱為電離（ ionization）。處于高能級的電子能夠“跳回”低能級，同時把多余的能量以電磁輻射（光子）的形式釋放出來。 第二節 放射性核素與核衰變 一、放射性核素 核素（ nuclide）是指核內具有特定數目質子、質量數 A（或中子數 N）及一定能量狀態的一類原子。同位素（ isotope）的定義為原子核內具有相同數量的質子，即原子序數相同，但中子數不同的一類原子，它們的化學性質相同，在元素周期表上占據一個位置。自然界有 50多種天然放射性核素，但其含量較少，提取困難。目前，廣泛應用的各種放射性同位素幾乎都是由反應堆和加速器生產的。例如，天然存在的元素鉀由幾種類型的原子組成，其原子序數為 19，而中子數則可能為 20（即 39K）、21（即 40K）或 22（即 41K），它們都是鉀元素的各個同位素，其某些性質可能是不同的，因此，又稱為某一核素。例如， 1H、2H和 3H都是氫的同位素，但它們是不同的核素。某元素中各同位素天然含量的原子數百分比稱為同位素豐度。 在原子核內兩核子間存在著萬有引力位能、質子間存在著靜電勢能、質子與中子間存在著磁作用勢能。原子核內核子之間存在著的這種短程的引力稱為核力（ nuclear force），它存在于中子與中子、質子與質子、中子與質子之間，此外，在質子與質子之間還存在庫侖斥力，它起著破壞原子核結合的作用。因此，原子核是否穩定取決核力和庫侖斥力二者的平衡，即取決于核內中子和質子數是否保持恰當的比例。一般來說， N/Z=1～1.5時，核力和庫侖斥力之間保持平衡，原子核處于穩定狀態，若沒有外來因素（如高能粒子的轟擊），核素不會自發地發生原子核內結構或能級的變化，這類原子核稱為穩定性原子核；相應的核素稱為穩定核素（ stable nuclide）。若某些核素原子核的中子與質子的比例遭到破壞，庫侖斥力大于核力，此時原子核處于不穩定狀態，會自發地衰變而轉變為另一種核素，同時發射出各種射線，這類原子核稱為不穩定的原子核；相應的核素稱為不穩定核素或放射性核素（ radioactive nuclide）。核素的原子核能自發地衰變，放出 α、β、γ等射線，這種由天然或人工的放射性物質放出各種射線的現象稱為放射性。放射性核素分為天然放射性核素和人工放射性核素兩種。到目前為止，已發現的放射性核素近 2000種，其中絕大部分是人工放射性核素。理論分析原子核穩定性與其結合能有關，但實驗表明其還與核內質子和中子之間的比例有著密切的關系。對于較輕的核 A＜20，結合能隨著質量數 A的增加而增加。對于 A=40～100，原子核的結合能昀大。對于 A＞120的重核區，結合能明顯開始減小。 放射性原子核自發地進行核結構或核能級變化并伴有射線的發射，這就是放射性衰變過程。 具有一定能量的粒子轟擊某核素的原子核而使其轉變為另一種原子核的過程稱為核反應（nuclear reaction）。這個過程可用方程式表示為 X+a→Y+b（1-1） 式中，X為靶原子核； a為入射粒子； Y為生成核； b為出射粒子。 核反應過程可簡寫為 X（a，b）Y，如。 1919年，盧瑟福利用天然放射性核素放5出的 α粒子轟出氮核，**次實現了原子核反應。通過核反應獲得中子、人工放射性核素、核裂變、超鈾元素等，還能產生介子、光子等基本粒子；還能得到核能、放射性核素。 二、核衰變和核衰變規律 （一）核衰變 1896年，貝克勒爾在研究鈾礦物的熒光現象時，發現鈾礦物能發射出穿透力很強的不可見射線，它能使附近的照相底片感光。這一發現
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