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辐射剂量与防护

作译者：霍雷,刘剑利,马永和

出版时间：2015-07 千字数：410 版次：01-01 页数：256

开本：16(185*260) 装帧： I S B N ：9787121260292

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纸质书定价：￥45.0

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目    录
 
第1章  电离辐射与物质的相互作用	1
1.1  带电粒子与物质的相互作用	1
1.1.1  带电粒子与物质相互作用
      的主要过程	1
1.1.2  带电粒子在物质中的射程	6
1.1.3  比电离	9
1.2  X、 射线与物质的相互作用	10
1.2.1  X、 射线与物质的相互作用	10
1.2.2  质量衰减系数、质能转移系数
      和质能吸收系数	15
1.3  中子与物质的相互作用	17
1.3.1  弹性散射	18
1.3.2  非弹性散射	19
1.3.3  辐射俘获	19
1.3.4  其他核反应	20
习题1	21
第2章  辐射防护中常用的辐射物理量
        及单位	22
2.1  描述辐射场的物理量和单位	22
2.1.1  度量放射性强弱的物理量	22
2.1.2  辐射能量的单位	24
2.1.3  粒子注量	24
2.1.4  能量注量	25
2.2  吸收剂量	26
2.2.1  吸收剂量及单位	27
2.2.2  吸收剂量率	27
2.3  比释动能	27
2.3.1  比释动能及单位	28
2.3.2  比释动能率	28
2.3.3  比释动能与粒子注量的关系	28
2.3.4  比释动能与吸收剂量的关系	29
2.4  照射量	31
2.4.1  照射量及其单位	31
2.4.2  照射（量）率	32
2.4.3  照射量与吸收剂量的关系	33
2.5  剂量当量及应用	34
2.5.1  剂量当量	34
2.5.2  集体剂量当量	36
2.5.3  剂量当量负担	36
2.6  当量剂量与有效剂量	37
2.6.1  当量剂量	37
2.6.2  集体当量剂量	38
2.6.3  待积当量剂量	38
2.6.4  有效剂量	38
2.6.5  集体有效剂量	39
2.6.6  待积有效剂量	40
2.6.7  剂量负担	40
习题2	42
第3章  外照射剂量的计算	43
3.1   射线剂量的计算	43
3.1.1   光子注量率与吸收剂量率
      的关系	43
3.1.2  源的活度与照射量率的关系	44
3.1.3  克镭当量与照射量率的关系	45
3.2  X射线剂量的计算	45
3.2.1  X射线的产生	45
3.2.2  X射线剂量的计算	47
3.3  带电粒子剂量的计算	47
3.3.1  单能电子及  射线的注量率
      与吸收剂量率的关系	48
3.3.2  重带电粒子剂量的计算	49
3.4  中子剂量的计算	55
3.4.1  用比释动能计算	56
3.4.2  用剂量换算因子计算	56
习题3	57
第4章  辐射的生物效应	59
4.1  细胞的辐射效应	59
4.1.1  细胞的活性与细胞周期	59
4.1.2  电离辐射与细胞的相互作用	60
4.1.3  辐射的细胞效应	61
4.2  辐射生物效应	64
4.2.1  辐射对水分子的作用	64
4.2.2  辐射对生物活性大分子的作用	65
4.2.3  生物效应的过程	66
4.3  核辐射对人体的损伤	67
4.3.1  辐射的躯体效应	67
4.3.2  辐射的遗传效应	71
4.3.3  影响辐射损伤的因素	73
4.4  核辐射危险度评估	75
4.4.1  危险度	75
4.4.2  有效剂量	76
4.4.3  集体剂量当量	77
4.4.4  行业比较	78
习题4	79
第5章  辐射防护与标准	80
5.1  辐射防护的任务和目的	80
5.2  辐射防护的主要内容	81
5.2.1  辐射防护标准	81
5.2.2  辐射剂量学	82
5.2.3  辐射监测	82
5.2.4  辐射防护技术	82
5.2.5  辐射防护评价	83
5.3  辐射防护标准	83
5.3.1  辐射防护标准的发展历史	83
5.3.2  辐射防护的三项基本原则	84
5.3.3  我国现行的辐射防护标准	85
5.3.4  ICRP的新建议与GB18871—
      2002	90
5.4  作用于人体的电离辐射	91
5.4.1  天然本底照射	91
5.4.2  人为放射性照射	93
5.5  外照射防护的一般方法	94
习题5	96
第6章   射线与X射线的防护	98
6.1   射线在物质中的衰减规律	98
6.1.1  单能窄束  射线在物质中
      的衰减规律	98
6.1.2  宽束  射线在物质中的衰减
      规律	100
6.1.3  累积因子	100
6.2   点源的屏蔽计算	104
6.3  X射线的防护	114
6.3.1  X射线的屏蔽计算	114
6.3.2  机房的设计	120
6.3.3  对病人的防护	122
习题6	125
第7章  带电粒子的防护	126
7.1   射线的屏蔽防护	126
7.1.1   射线防护的特点	126
7.1.2   射线的屏蔽计算	126
7.1.3  轫致辐射的屏蔽计算	130
7.2  重带电粒子的防护	131
7.2.1  重带电粒子防护的特点	131
7.2.2  屏蔽防护计算	133
习题7	137
第8章  中子的防护	138
8.1  概述	138
8.1.1  中子源	138
8.1.2  中子探测器	138
8.1.3  中子的辐射损伤	139
8.2  快中子屏蔽计算的方法	140
8.2.1  分出截面	140
8.2.2  快中子屏蔽计算的分出
      截面法	142
8.2.3  快中子屏蔽计算的张弛
      长度法	144
8.3  同位素中子源的屏蔽	147
8.3.1  常用同位素中子源的种类
      和特性	147
8.3.2  同位素中子源的屏蔽计算	147
8.4  中子发生器及防护	149
8.4.1  中子发生器的原理	150
8.4.2  中子发生器的辐射危害	151
8.4.3  中子发生器的屏蔽计算	152
习题8	154
第9章  核技术装置的防护	155
9.1  核辐射装置	155
9.1.1  核辐射在工程技术中的应用	155
9.1.2  放射性同位素  射线源	157
9.1.3  辐射源的倒装	162
9.1.4  辐射源的储藏	163
9.1.5  辐射源的升降系统	165
9.1.6  控制系统	165
9.1.7  辐照室的通风换气	167
9.1.8  封闭式辐射装置的基本结构	169
9.2  加速器的防护	169
9.2.1  加速器概述	169
9.2.2  加速器屏蔽防护的特点	171
9.2.3  小型加速器的辐射安全防护	171
9.3  反应堆的防护	172
9.3.1  反应堆概述	172
9.3.2  反应堆屏蔽概述	174
9.4  载人航天飞行器的辐射防护	176
9.4.1  宇宙空间的主要电离辐射
      危险源	176
9.4.2  宇宙飞行中辐射防护的特点	179
9.4.3  宇宙飞行的辐射安全及额定
      辐射水平	180
习题9	181
第10章  内照射及防护	183
10.1  内照射	183
10.1.1  操作开放源的放射化学
       实验室	183
10.1.2  产生内照射的途径和放射性
       核素在体内的代谢	184
10.1.3  内照射的特点与内照射
       放射病	185
10.1.4  内照射剂量的估算	185
10.2  内照射剂量估算的基本概念
       和基本参数	186
10.2.1  有效半减期与生物半排期	186
10.2.2  有效能量和比有效能量	187
10.2.3  参考人	188
10.2.4  肺模型	189
10.2.5  约定剂量当量	191
10.2.6  最大容许浓度与年摄入量
       限值	192
10.2.7  最大容许全身负荷量
       MPBB	193
10.3  内照射防护的基本原则和基本
       措施	193
10.3.1  防止放射性物质经呼吸道
       进入体内	194
10.3.2  防止放射性物质经消化道
       进入体内	194
10.3.3  污染监测与管理	195
习题10	196
第11章  辐射剂量测量仪器	197
11.1  辐射探测方法概述	197
11.2   射线剂量的测量	198
11.2.1  用特种电离室测量  射线
       的吸收剂量	198
11.2.2  气体正比计数管	203
11.2.3  G-M计数管	204
11.2.4  闪烁探测器	205
11.2.5  半导体探测器	206
11.2.6   剂量仪器的标定	207
11.2.7   剂量仪器的主要技术
       指标	211
11.3   射线和电子束的剂量测量	212
11.3.1  外推电离室测量  射线
       的吸收剂量	212
11.3.2  电子束吸收剂量的测量	214
11.4  中子剂量的测量	215
11.4.1  中子剂量测量的特点	215
11.4.2  中子吸收剂量的测量	215
11.4.3  中子剂量当量率仪	216
11.4.4  混合辐射场剂量当量的测量	218
11.4.5  中子剂量仪器的刻度源	218
11.5  个人剂量计	220
11.5.1  概述	220
11.5.2  热释光剂量计	220
习题11	223
第12章  辐射的监督与管理	225
12.1  放射性工作单位	225
12.1.1  放射性工作单位或工作场所
       的界定与分类	225
12.1.2  预防卫生监督	227
12.1.3  放射性工作单位的申请
       许可登记	229
12.2  放射性工作人员的健康管理	229
12.2.1  健康管理的目的和范围	229
12.2.2  个人剂量监测	229
12.2.3  健康管理	232
12.2.4  岗位培训与放射工作人员证	232




























12.3  放射性物质的安全管理	233
12.3.1  放射源的运输管理	233
12.3.2  放射源的储存管理	236
12.3.3  放射性废物的处理	237
12.4  放射事故	238
12.4.1  放射事故概况	238
12.4.2  放射事故的原因分析	241
12.4.3  放射事故的管理	242
习题12	243
附录  辐射防护相关标准目录	244
参考文献	248

前    言

原子能科学技术的开发和利用在科学技术的发展史上具有划时代的历史意义，原子能科学技术在工业、农业、国防、能源、医学等领域获得了广泛的应用，并展现出美好的前景。但是任何新技术的发展和应用，在给人类带来方便和效益的同时也伴随着某些危害。人们在发展和利用新的科学技术为人类造福的同时，也总是在努力避免和减少其可能带来的不利影响。
辐射防护是人类在发展利用核辐射、放射性物质、核武器及核能过程中产生和发展起来的。早在1895年伦琴发现X射线后不久，人们就认识到了X射线对人体的损伤作用，随后在1898年居里发现镭后不久，也发现了 g 射线对人体的损伤作用。这些发现引起了人们对核辐射危害的重视，人们开始采取各种防护措施。随着加速器、反应堆、核武器、核电站及放射性核素的发展和日趋广泛的应用，产生了大量的放射性物质和废弃物，构成了潜在的危害。特别是1945年，美国向日本投放了两颗原子弹，造成了大量的人员伤亡和严重的环境污染。核科学与技术的发展面临一系列棘手的问题：辐射防护标准的制定、各种放射性核素的最大容许浓度或摄入量限值、辐射屏蔽、反应堆与核电站的安全、环境污染、辐射的生物效应等。这些问题的提出和解决不仅促进了辐射防护领域的发展，也促进了放射生物学、放射医学、放射化学、放射生态学等边缘学科的产生和发展。
辐射防护现已成为原子能科学技术的一个重要分支学科，它是研究辐射现象进而使人类免受或少受辐射危害的一门综合性的交叉学科。辐射防护涉及原子核物理、放射化学、放射医学、放射生物学、放射生态学、辐射剂量学、核电子学等学科。辐射防护体系的基本原则是：实践正当化，辐射防护最优化，个人剂量限值。辐射防护的基本内容包括：制定辐射防护标准和监测方法，进行辐射防护监测并对其评价，研究辐射防护方法和采取可靠的防护措施，实施有效的辐射防护管理和医学监护。辐射防护的基本目的是：防止有害的确定性效应，并限制随机性效应的发生概率，使之达到可以接受的水平。辐射防护的基本任务是：保护环境，保障从事放射性工作人员和社会公众的健康与安全，保护他们的后代，促进原子能事业的健康发展。
辐射防护标准是为控制电离辐射的照射和放射性物质的污染，以保护职业性工作人员和居民的健康与安全，所制定的各类人员的各种剂量限值。辐射防护标准是辐射防护的核心内容，是实施辐射防护的法定依据。世界各国的辐射防护标准都是根据国际放射防护委员会（International Commission on Radiological Protection，ICRP）的建议并结合本国的具体情况制定的，并随着科学技术的发展和资料的积累而不断地修改和完善。国际放射防护委员会（简称ICRP）是建立和推荐电离辐射防护标准的国际性权威学术团体，它于1928年第二届国际放射学大会上正式设立，原名为“国际X射线和镭防护委员会”，1950年起采用现名。ICRP对辐射防护提供指导性服务，并成为世界卫生组织（World Health Organization，WHO）的咨询机构。ICRP于1928年公布了关于辐射防护的第一份（号）出版物（建议书），1934年第一次规定了剂量限值，之后对剂量限值进行了多次修订和完善。人们对辐射损伤从表浅认识到逐渐深化认识的过程体现了辐射防护标准的历史演变过程，即剂量限值逐渐减小、更趋于安全的过程。1977年第26号出版物与过去的防护标准相比，其基本标准和原则有了较大的改革，提出了许多新的概念。1990年第60号出版物进一步降低了剂量限值。我国1984年颁布的《放射卫生防护基本标准》（GB4792—84）是以ICRP第26号出版物为基础制定的，2002年颁布的《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871—2002）是以ICRP第60号出版物为基础制定的。
本书以基础知识、基础理论和基本概念为主，参照国家辐射防护标准、相关法规、条例及规定，吸收了ICRP的新建议、新概念。本书共12章，内容包括电离辐射与物质的相互作用（第1章）、辐射防护中常用的辐射物理量及单位（第2章）、外照射剂量的计算（第3章）、辐射的生物效应（第4章）、辐射防护与标准（第5章）、电离辐射的防护（第6、7、8章）、核技术装置的防护（第9章）、内照射及防护（第10章）、辐射剂量测量仪器（第11章）、辐射的监督与管理（第12章）。辐射防护是按照国际权威机构ICRP等的建议不断发展、不断更新、不断完善的学科。每当提出新建议、新概念、新物理量时，人们都要有一个接受、适应、理顺、习惯的过程。一个简单例子，放射性活度单位早在1910年就以居里为单位来表示，1975年第15届国际剂量大会通过决议以国际单位制（SIU）专名贝可为单位来表示，国际单位与历史专用单位不仅暂时并行使用，还可能长期并行使用。另一个例子是辐射防护量，1962年国际辐射单位与测量委员会（ICRU）与ICRP共同商定提出剂量当量（Dose Equivalent）这一概念作为辐射防护量，1990年ICRP第60号出版物则推出了当量剂量（Equivalent Dose）这一新的物理量作为辐射防护量。这两个术语虽然只是“剂量”和“当量”前后排列次序不同，但却是有本质区别的两个不同的物理量。早期的研究成果难以用新的概念、新的术语来表述，剂量当量又是一个保留量，这样短时间内难免会造成概念上的混乱。我国的辐射防护标准都是在ICRP公布新建议后10年左右才制定或修订的。
各国颁布的辐射防护标准总是落后于ICRP的新建议。ICRP每次基本建议书的更迭都需要接着更新一些旧的专题出版物，2007年103号出版物作为最新的放射防护基本建议书，使过去发表的一大批ICRP出版物需要更新甚至淘汰。103号出版物与60号出版物相比，在防护体系的基本概念和个人剂量限值方面没有变化。
本书可用作高等学校核物理等相关专业的辐射防护课程的教材，通过教学实践，学生可了解和掌握辐射防护的基础理论知识，辐射防护标准、原则和规律；明确原子能的和平利用与核武器的区别，消除核恐惧感；了解和掌握电离辐射损伤机理，提高对辐射危害的科学认识，从而明确辐射损伤是可防可控制的；掌握辐射防护的基本方法和实用措施，提高辐射安全的自我保护能力和环境保护意识；了解辐射事件或事故处理的一般规则。在实践中，只要严格执行和遵守辐射防护规定，就可实现辐射防护的目标，达到辐射安全的目的。
参加本书编写工作的有霍雷、刘剑利、马永和、冯启春、任延宇、王清尚等，由霍雷、马永和负责统稿工作。本书正式出版前，曾在哈尔滨工业大学物理系四届本科生的教学中试用过，学生指出了其中的一些疏漏并提出了一些有益的建议，编者在此表示衷心的感谢。本书在出版过程中得到了电子工业出版社的大力支持和帮助，编者在此表示诚挚的谢意。
教学中，可根据教学对象及学时等情况对本书内容进行适当删减或组合。为适应教学方法、教学手段的改革，本书提供配套电子课件，请登录华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）注册下载。本书在编写过程中力图理论联系实际，与时俱进，力图能反映出国、内外的新进展，从而使读者获益。但是，限于编者水平有限，错误与不当之处在所难免，欢迎读者批评指正。

编  者           
2015年6月于哈尔滨工业大学

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