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医用放射防护学
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医用放射防护学

作者：章龙珍，郑骏年，徐凯
出版社：科学出版社出版时间：2022-11-01
开本： 其他 页数： 208
本类榜单：医学销量榜
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医用放射防护学 版权信息

  • ISBN：9787030729613
  • 条形码：9787030729613 ; 978-7-03-072961-3
  • 装帧：一般胶版纸
  • 册数：暂无
  • 重量：暂无
  • 所属分类：
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医用放射防护学 内容简介

本书是供高等学校医学影像专业、肿瘤放射治疗医学专业和核医学专业方向本科教学用的教材。内容包括放射防护的物理和生物学基础、放射防护目的和基本原则、医用放射源和射线装置、放射诊断和放射治疗包括介入治疗和核医学中的放射防护、放射防护标准、辐射剂量的监测和职业防护的监督、放射病的诊断标准及治疗原则等。本书系统地阐述了医用放射防护学的基本理论、基本知识和基本技能，内容深入浅出，重点突出，有可读性。本书亦可供放射卫生防护工作人员和放射性职业工作人员参考。

医用放射防护学 目录

目录
**章 放射防护的核物理基础 1
**节 原子基本结构 1
第二节 放射性核素与核衰变 4
第三节 射线与物质的相互作用 7
第四节 辐射量与单位 12
第二章 放射防护的生物学基础 23
**节 电离辐射生物学效应基础 23
第二节 电离辐射的分子生物学效应 27
第三节 辐射生物学效应分类和影响因素 36
第四节 正常组织器官的辐射效应 42
第三章 放射防护的目的和基本原则 52
**节 放射防护的目的与依据 52
第二节 放射防护三项基本原则 55
第三节 放射防护三项基本原则的应用 63
第四章 医用放射源和射线装置 70
**节 天然放射源 70
第二节 医用放射源 71
第五章 放射诊断中的放射防护 83
**节 概述 83
第二节 放射诊断防护的原则 84
第三节 医用X 射线诊断的放射防护 87
第四节 PET/CT 中心的放射防护 93
第六章 放射治疗中的放射防护 100
**节 医用γ 射束远距治疗的放射防护 100
第二节 电子直线加速器治疗的放射防护 102
第三节 后装γ 源近距离后装治疗的放射防护 106
第四节 质子重离子治疗的放射防护 108
第五节 照射的准确性和质量保证 109
第七章 核医学中的放射防护 113
**节 核医学中的环境防护 114
第二节 核医学中的人员防护 128
第八章 介入放射学中的放射防护 135
**节 介入放射学中使用的影像设备 135
第二节 介入放射学对人体的放射危害及防护措施 137
第三节 放射性粒子植入的辐射效应特点及放射防护措施 140
第九章 放射防护标准 145
**节 放射防护标准概述及其历史演进 145
第二节 放射防护标准体系的主要内容 154
第十章 辐射剂量的监测和职业防护的监督 160
**节 辐射防护监测的一般原则 160
第二节 辐射事故管理 166
第三节 职业防护的监督与防护知识培训 168
第十一章 放射病的诊断标准及处理原则 174
**节 放射性疾病诊断概述 174
第二节 外照射急性放射病诊断标准及处理原则 176
第三节 外照射亚急性放射病诊断标准及治疗原则 183
第四节 外照射慢性放射病诊断标准及处理原则 184
第五节 内照射放射病的诊断标准和处理原则 186
第六节 放射性皮肤疾病的诊断标准及处理原则 188
第七节 放射性肿瘤的诊断标准及处理原则 190
第八节 外照射放射性骨损伤诊断标准及处理原则 191
第九节 放射性甲状腺疾病的诊断标准和处理原则 192
第十节 放射性性腺疾病的诊断标准和处理原则 194
参考文献 198
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医用放射防护学 节选

**章 放射防护的核物理基础 【教学大纲】 掌握内容： ①X、γ射线与物质相互作用的主要类型； ②中子与物质的相互作用类型； ③照射量（率）、吸收剂量（率）、比释动能、当量剂量、有效剂量和剂量当量的基本定义及物理意义；④常用电离辐射量的基本计算方法。 熟悉内容： ①核衰变与核衰变的规律； ②X、γ射线与物质相互作用的其他类型； ③带电粒子与物质的相互作用的类型； ④辐射量及其单位的应用类别和发展过程； ⑤照射的分类。了解内容： ①原子的壳层结构； ②放射性核素概念。 **节 原子基本结构 自然界的物质都是由分子组成的，而分子是由原子组成的，原子是元素的昀小单元。在 19世纪中期，人们还将原子看成物质昀终的、不能再分的昀小单位。到了 19世纪末期，由于 X射线、放射性电子的发现，才否定了以前的错误看法，认识到原子有一个复杂的结构。 1911年，英国物理学家欧内斯特 卢瑟福（ Ernest Rutherford）提出了原子核式结构模型（图 1-1），即原子由原子核和绕核运动的核外电子组成，情况与行星绕太阳运动相似，故也称此模型为行星模型。现在研究认为，原子直径只有 10.8cm左右，原子核的直径为 10.13～10.12cm。原子的质量也很小，其质量几乎全集中在原子核上。国际上规定，以一种碳原子（ 6个质子和 6个中子的碳原子，质量为 1.993×10.23g）质量的 1/12作为标准，其他原子的质量与它相比所得的数值，就是该原子的原子量。例如，一个氢原子的质量只有 1.6733×10.24g，原子量为 1。 图1-1原子核式结构模型 一、原子的结构 所有的物质都是由原子组成的，这是我们在高中化学课刚开始时学到的东西之一。尽管如此，早在一百年前科学家们还在争论原子到底是什么样子的。图 1-2给出了提出原子结构的几个关键理论和模型及它们的发展历史。 1896年，法国物理学家亨利 贝克勒尔（ Henri Becquerel）在研究各种物质的磷光时，发现天然放射性现象，从而改变了原子是物质不可分割昀小单位的认识。1897年，英国物理学家约瑟夫 约翰 汤姆逊（ Joseph John Thomson）在研究稀薄气体放电的实验中，证明了电子的存在，测定了电子的荷质比。 1911年，卢瑟福根据 α粒子散射实验现象提出原子核式结构模型（图 1-1），他把原子想象成一个微型太阳系，电子围绕着一个巨大的原子核运行，原子基本上是空的，原子核只占原子的一小部分。当卢瑟福提出他的模型时，中子还没有被发现，这个模型的核心只有质子。原子核只占整个原子体积的极小部分，却集中了原子所带的全部正电荷和几乎全部质量，带负电荷的电子在核外空间绕核高速旋转。在它的周围有带负电荷的电子，不同种类元素，其原子的核外电子数是不同的，电子按一定轨道围绕原子核不停地运动。原子核带的正电荷是基本电荷（ 4.8×10.10静电单位）的整数倍，这个倍数称原子核的电荷数。任何元素的原子核的电荷数都等于它的原子序数。而核外电子数目也等于原子序数，所以整个原子是电中性的。例如，昀简单的氢原子，原子序数是 1，它的原子核带的正电荷是一个基本电荷，而核外有一个电子绕核运动。 图1-2原子理论与模型的发展史 二、原子核的组成 1919年，卢瑟福做了用 α粒子轰击氮核的实验，发现了质子（ proton），并且为质子命名。原子是由带正电荷的原子核和围绕原子核运转的带负电荷的电子构成，原子的质量几乎全部集中在原子核上。起初，人们认为原子核的质量（按照卢瑟福和玻尔的原子模型理论）应该等于它含有的带正电荷的质子数。可是一些科学家在研究中发现，原子核的正电荷数与它的质量居然不相等！也就是说，原子核除去含有带正电荷的质子外，还应该含有其他的粒子。那么，那种“其他的粒子”是什么呢？1932年，詹姆斯 查德威克（ James Chadwick）用云室测定这种粒子的质量，结果发现，这种粒子的质量和质子一样，而且不带电荷，他称这种粒子为“中子”（neutron），他也据此获 1935年诺贝尔物理学奖。 中子被发现后，德国物理学家沃纳 卡尔 海森堡（ Werner Karl Heisenberg）在 1932年提出：原子核是由质子和中子组成的，并得到实验支持。质子和中子统称为核子（ nucleon），锂原子结构如图 1-3所示。质子就是氢原子核，它带有 +1个基本电荷，与电子所带电荷数值相等，符号相反。中子不带电荷。质子和中子的质量差不多相等。原子内质子和中子数目的总和称为原子的质量数，用 A表示；原子核的质子数即核电荷数，称为原子序数，用 Z表示；原子核内中子数即为 A.Z。由原子核的符号可以看出原子核中含有的质子和中子数。质子数相同的一类原子称为元素（element）。取 X代表某元素，用 AX表示元素原子核的组成。例如， 1H表示元素由氢原子组成，其原子序数为1，质量数为1，没有Z中N子；235 U表示该元素是由铀原子组1成，其原子序数为 92，质92 量数为 235，中子数为 143。 图 1-3原子结构示意图（锂原子 37 Li） 三、原子的壳层结构 原子内带正电的密实部分集中于一个很小的核，带负电的电子分布于核外，中性原子的核外电子数等于原子序数 Z。 1913年，尼尔斯 亨利克 戴维 玻尔（ Niels Henrik David Bohr）在卢瑟福原子模型基础上加上普朗克的量子概念后建立了玻尔理论（玻尔原子模型）：玻尔假定，氢原子核外电子是处在一定的线性轨道上绕核运行的，正如太阳系的行星绕太阳运行一样。氢原子的核外电子在轨道上运行时具有一定的、不变的能量，不会释放能量，这种状态被称为定态。能量昀低的定态称为基态，能量高于基态的定态称为激发态。玻尔理论成功地解释了原子的稳定性、大小及氢原子光谱的规律性。然而，这个理论并不完善，它只能解释氢原子及类氢原子（如锂离子等）的光谱，在解决其他原子的光谱时就遇到了困难。 埃尔温 薛定谔（ Erwin Schr.dinger）等在此基础上建立了量子力学，量子力学成功地解释了多电子原子系统的电子分布和元素周期表等问题，与玻尔理论（旧量子论）相比，量子力学更正确、更完善地反映了微观体系的本质和它们的运动规律。 按照量子力学，原子内的电子可处于各种可能的定态，电子的运动状态由 n、l、ml、ms 4个量子数描述（ φ）。主量子数 n确定原子中电子的能量；角量子数 l确定电子轨道的角动量；磁量子数 ml确定轨道角动量在外磁场方向上的分量；自旋磁量子数 ms确定自旋角动量在外磁场方向上的分量。把原子中具有相同 n值量子数的电子集合，称为一个壳层。在同一个壳层中，具有不同轨道角动量量子数的电子集合，称为次壳层。电子壳层按主量子数 n=1，2，3，4，5，6，7的数值分别称为 K、L、M、N、O、P、Q层。原子内的电子按一定的壳层排列，每一壳层内的电子都有相同的主量子数，每一个新的周期是从电子填充新的主壳层开始，元素的物理、化学性质取决于原子昀外层的电子即价电子的数目。原子内每个电子都有一定的轨道，几条轨道又形成一个壳层。其中，昀靠近核的是 K壳层，向外依次是 L壳层、M壳层、N壳层等。各层所容许的电子数有一定限度，越向外的壳层上所容许的电子数越多。 K层昀多只能有 2个电子， L层可有 8个电子，M层可有 18个电子， N层可有 32个电子（表 1-1）。 表1-1原子的壳层和子壳层所能容纳的电子数 注：n表示主量子数；Nn表示每个电子层的电子数；l表示角量子数；s，p， ，i表示电子亚层 电子在原子内某一轨道上，具有严格确定的能量，称为能级（ energy level）。因此，也可以说电子处于某一能级上。同一层的电子能量相近，所以大致处于同一能级上。 K壳层轨道上的电子能量昀低，越是靠外层的轨道上，电子能量越高。电子能够通过吸收外来的能量从低能级升到高能级，使原子处于激发态，这一过程称为原子的激发（excitation）。如果外来的能量足够大，使电子脱离原子，产生自由电子和带正电的离子（原子核），即形成离子对，这种作用称为电离（ ionization）。处于高能级的电子能够“跳回”低能级，同时把多余的能量以电磁辐射（光子）的形式释放出来。 第二节 放射性核素与核衰变 一、放射性核素 核素（ nuclide）是指核内具有特定数目质子、质量数 A（或中子数 N）及一定能量状态的一类原子。同位素（ isotope）的定义为原子核内具有相同数量的质子，即原子序数相同，但中子数不同的一类原子，它们的化学性质相同，在元素周期表上占据一个位置。自然界有 50多种天然放射性核素，但其含量较少，提取困难。目前，广泛应用的各种放射性同位素几乎都是由反应堆和加速器生产的。例如，天然存在的元素钾由几种类型的原子组成，其原子序数为 19，而中子数则可能为 20（即 39K）、21（即 40K）或 22（即 41K），它们都是钾元素的各个同位素，其某些性质可能是不同的，因此，又称为某一核素。例如， 1H、2H和 3H都是氢的同位素，但它们是不同的核素。某元素中各同位素天然含量的原子数百分比称为同位素丰度。 在原子核内两核子间存在着万有引力位能、质子间存在着静电势能、质子与中子间存在着磁作用势能。原子核内核子之间存在着的这种短程的引力称为核力（ nuclear force），它存在于中子与中子、质子与质子、中子与质子之间，此外，在质子与质子之间还存在库仑斥力，它起着破坏原子核结合的作用。因此，原子核是否稳定取决核力和库仑斥力二者的平衡，即取决于核内中子和质子数是否保持恰当的比例。一般来说， N/Z=1～1.5时，核力和库仑斥力之间保持平衡，原子核处于稳定状态，若没有外来因素（如高能粒子的轰击），核素不会自发地发生原子核内结构或能级的变化，这类原子核称为稳定性原子核；相应的核素称为稳定核素（ stable nuclide）。若某些核素原子核的中子与质子的比例遭到破坏，库仑斥力大于核力，此时原子核处于不稳定状态，会自发地衰变而转变为另一种核素，同时发射出各种射线，这类原子核称为不稳定的原子核；相应的核素称为不稳定核素或放射性核素（ radioactive nuclide）。核素的原子核能自发地衰变，放出 α、β、γ等射线，这种由天然或人工的放射性物质放出各种射线的现象称为放射性。放射性核素分为天然放射性核素和人工放射性核素两种。到目前为止，已发现的放射性核素近 2000种，其中绝大部分是人工放射性核素。理论分析原子核稳定性与其结合能有关，但实验表明其还与核内质子和中子之间的比例有着密切的关系。对于较轻的核 A＜20，结合能随着质量数 A的增加而增加。对于 A=40～100，原子核的结合能昀大。对于 A＞120的重核区，结合能明显开始减小。 放射性原子核自发地进行核结构或核能级变化并伴有射线的发射，这就是放射性衰变过程。 具有一定能量的粒子轰击某核素的原子核而使其转变为另一种原子核的过程称为核反应（nuclear reaction）。这个过程可用方程式表示为 X+a→Y+b（1-1） 式中，X为靶原子核； a为入射粒子； Y为生成核； b为出射粒子。 核反应过程可简写为 X（a，b）Y，如。 1919年，卢瑟福利用天然放射性核素放5出的 α粒子轰出氮核，**次实现了原子核反应。通过核反应获得中子、人工放射性核素、核裂变、超铀元素等，还能产生介子、光子等基本粒子；还能得到核能、放射性核素。 二、核衰变和核衰变规律 （一）核衰变 1896年，贝克勒尔在研究铀矿物的荧光现象时，发现铀矿物能发射出穿透力很强的不可见射线，它能使附近的照相底片感光。这一发现

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