外辐射剂量计算

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1、按位置对（电离）辐射的分类∑以人体为主的各种物体受到（电离）辐射照射，辐射剂量与防护按辐射源在关注对象体外、体内的位置关系，分为外辐射（照射）、内辐射（照射）两类,引入：授课单位：核工程技术学院°第七章外辐射剂量学授课专业：核工程、核技术°第八章内辐射剂量学授课教师：杨磊∑以通用、实用为目的，引入：°第九章MCNP在剂量学计算中应用第七章外辐射剂量学概论∑概论∑1什么是外辐射剂量学？∑第一节体模、射束∑2关心的射线类型∑第二节体模中吸收剂量的测量∑3受辐射对象的特点及需考虑因素∑第三节外辐射剂量的计算∑4常见的剂量获取方法∑第四节辐射防护中使用的量∑5剂量获取方法的关系∑第五节外

2、辐射实用量1什么是外辐射剂量学？2关心的射线类型∑什么是外辐射剂量学？∑总体来看，如果某类粒子（射线）对受照物体造°研究受到体外放射源照射的，以人身为主的各种物成明显的能量沉积，进而引起微观结构形态的变体的剂量学分布规律的研究领域。化，则均需要考虑其剂量学性质，如吸收剂量D、∑研究的射线类型是？比释动能K、照射量X的时间、空间、能量分布；°严格来说是所有类型射线，从接触频率、危害程度∑从日常应用角度来讲，主要关注的粒子（射线）等实用角度出发主要关心α、β、γ/X、及中子。类型有α，β，γ/X,n这4类。∑研究的对象是？°β,γ/X,n穿透能力强，外、内照射均需要考虑。而这三者各有

3、特点，又需分别分析总结。°所有关心的受辐射的客观存在物体，以人体作为核心关注对象。°α射线穿透能力很弱，主要考虑其内照射效应。13受辐射对象的特点及需考虑因素3受辐射对象的特点及需考虑因素（续）∑受辐射对象各种各样，其材料组成、几何形状、体积、∑受关注层次：运动状态、以及受关注层次均不同；°分为人体和其它对象；∑材料组成：∑按可分割性（以确定测量容易程度）：°不同材料，与同种粒子的作用会截然不同，剂量学特°容易分割，如液体（水）、气体（空气）；性也会差异很大。°不容易分割，如固体；∑几何形状：°难以或不能分割，如人体；°不规则的，复杂的几何形状相比规则物体，会造成更∑按运动状态：

4、明显的射线散射，此时散射效应需要考虑。°静止的（剂量分布测定后不会变化）；∑体积：°运动的（对象处于动态变化，不能用静止测量来确°关注对象均具有一定的体积，对辐射场会造成明显的定），需要一个可接受的通用方案；改变，因此剂量学特性不能直接按小体元进行转换。4常见的剂量获取方法4常见的剂量获取方法（续）∑实践方法：∑蒙特卡罗方法（随机抽样+统计分析方法）°1直接实验测量，分析整理数据，制成各类图表，拟合°通过模拟跟踪大量粒子在物质中的运动、反应过程，得到经验公式，结合图表进行计算；利用统计分析方法得到想要的结果；°2如果关注对象不容易分割，一般是首先建立体模，然°借助近二十年来计算机

5、软硬件技术的发展，各种蒙特后重复过程1；卡罗通用软件（代码包）已经可用。∑理论方法：∑复合方案°直接求解辐射传输方程（确定论方法），非常困°即上述几种方法的结合应用。难，限制了其使用范围；∑注意：无论什么方法，均倾向于计算机自动处理，这需要重视！特别是蒙特卡罗方法，则基本依靠计算机。5剂量学量获取方法的关系第一节体模、射束∑一体模（Phantom）剂量学量∑二射束特性及参数值的获取理论仪器计算测量概念定义2一体模（Phantom）1定义∑1定义∑在辐射防护、放射治疗和辐射加工中，为了模拟测量和计算受外部辐射源照射的人体、实验动物∑2常见人体体模或辐照产品中的吸收剂量分布，设计或制

6、作的一∑3未来趋势些具有约定尺寸和材料组成的模型。∑这些模型在材料上一般选取和模拟对象等效的材料制作，外形上根据对象做成类似形状，并做适当简化。∑应用上，由于人体是不允许分割的，因此围绕人体制作的各类体模是最多的。2常见人体体模1）制造材料∑1）制造材料∑一般取人体组织等效材料；∑2）体模尺寸∑所谓组织等效材料，是指材料对不带电粒子的衰减系数、能量转移系数和能量吸收系数，以及对带电粒子∑3）ICRU平板体模的碰撞阻止本领、辐射阻止本领和散射本领等均与组∑4）ICRU球体模织的接近，因而对电离辐射的吸收，衰减和散射作用与组织的近似。∑5）圆柱形体模∑对γ/X，β射线，水、石墨、某些

7、塑料是很好的组织∑6）拟人体模MIRD和BOMAB等效材料；∑7）数字可视化虚拟人∑对中子，则需要严格的组织等效材料；2）体模尺寸3）ICRU平板体模∑体模尺寸：主要用于吸收剂量分布的测量。在放射治疗中未受照部分（射束周围）的宽度，测量点以下的应用很多。深度的设计尺寸大小须能够提供充分的反散射。制造材料材料按质量：氧－76.2%,氢－10.1%,碳－11.1%,氮－2.6%;33）ICRU平板体模（续）平板体模实物图∑根据制作材料把体模分为：°水体模：以水作为测量材料，对于光子和