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基础篇3

第一章 核辐射物理学基础3

第一节 原子与辐射8

一、原子物理学基础8

二、原子核的稳定性12

三、放射性及其单位13

四、天然放射性系27

五、常用天然放射性核素的特征36

六、天然放射性核素的射线谱38

七、感生放射性46

八、电离辐射的主要来源46

第二节 电离辐射与物质相互作用47

一、带电粒子与物质的相互作用48

二、非带电粒子与物质的相互作用62

三、相互作用系数66

四、核辐射的穿透能力84

五、受照物质中的辐射能量分布85

参考文献89

第二章 放射生物学基础90

第一节 辐射损伤90

一、电离辐射损伤的化学基础90

二、电离辐射损伤的分子生物学基础94

第二节 辐射流行病学基础100

一、概述100

二、辐射流行病学的意义101

三、辐射流行病学的评价指标102

四、辐射流行病学调查结果的影响因素104

五、辐射流行病学调查资料107

六、分子流行病学基础114

第三节 生物剂量学方法116

一、概述116

二、现行的生物剂量学指标和评价117

三、染色体畸变分析估算生物剂量方法118

四、微核分析123

五、早熟凝聚染色体断片分析125

六、稳定性染色体畸变（易位）分析126

七、体细胞基因突变分析128

第四节 辐射防护的生物学假设133

一、随机性效应134

二、确定性效应（有害的组织反应）138

第五节 归因份额分析方法及其应用139

一、概述139

二、归因份额/病因概率140

三、癌症归因份额的估计141

四、不确定度147

五、风险模型148

六、归因份额计算结果的实际应用方法151

参考文献152

第三章 辐射防护基础155

第一节 辐射防护体系156

一、IAEA防护和安全系统156

二、照射情况的类型158

三、ICRP-60出版物和ICRP-103出版物159

四、辐射防护正当性160

五、辐射防护最优化162

六、剂量限值163

七、剂量约束和参考水平165

第二节 常用外照射辐射防护方法172

一、距离防护172

二、时间防护172

三、屏蔽防护172

四、其他防护173

第三节 放射源的分类174

一、照射情景177

二、危险放射源179

三、对选定的D值的评述215

四、放射源的分类218

五、归一化因子和类别边界219

第四节 辐射防护安全评价方法225

一、安全检查表法225

二、专家评议法227

三、预先危险分析法228

四、故障假设分析法229

五、危险与可操作性研究230

六、故障树分析法232

七、事件树分析235

八、六阶段安全评价法237

第五节 突发事故概率估算237

一、突发性事故成因分析238

二、突发性事故概率估算238

三、突发性事故的事故树分析240

四、事故树实例分析241

参考文献244

第四章 辐射剂量学基础246

第一节 辐射防护剂量学量247

一、常用剂量学量247

二、剂量学基本物理量247

三、比释动能与吸收剂量的关系255

四、瞬间剂量学量259

第二节 放射性的量和单位260

一、（放射性）活度260

二、衰变常数260

三、空气比释动能率常数261

第三节 辐射防护评价量262

一、用于辐射防护检测和评价的量262

二、当量剂量265

三、有效剂量265

四、内照射防护评价量270

第四节 辐射防护实用量272

一、几个常用术语274

二、周围剂量当量275

三、定向剂量当量276

四、个人剂量当量276

五、实用量与空气比释动能的关系277

六、中子注量到实用量的转换279

七、比释动能、注量和实用量到有效剂量的转换281

八、放射源活度与注量率之间的关系284

第五节 其他常用量284

一、器官剂量通常估算方法284

二、利用典型位置处的空气比释动能率估算器官剂量285

三、利用典型位置处的注量率估算器官剂量298

四、全身剂量估算方法323

五、β外照射器官剂量估算323

参考文献329

第五章 辐射测量方法332

第一节 通用辐射测量方法332

一、空气比释动能测量332

二、β射线剂量测量336

三、中子剂量测量339

第二节 放射性活度测量方法346

一、活度测量方法基础知识346

二、4πβ-γ符合测量方法347

三、4πX-γ符合测量方法352

四、其他符合测量方法353

五、小立体角法355

六、液体闪烁计数器356

七、正比计数器364

八、4π电离室369

第三节X射线诊断中的剂量测量方法373

一、测量的主要剂量学量374

二、测量仪器的选择376

三、测量仪器的能量响应378

四、X射线诊断剂量学专用剂量学量379

第四节 放射治疗中的剂量测量方法383

一、高能光子和电子束剂量测量方法384

二、中能千伏X射线剂量测量方法389

三、低能千伏X射线剂量测量方法390

四、重离子剂量测量方法391

第五节 源和环境辐射测量392

一、环境放射性393

二、环境辐射现场监测技术395

三、空气个人采样监测401

四、生活饮用水中总α、总β放射性检测402

五、食品放射性浓度监测404

六、建材放射性水平测量406

第六节X和γ射线能谱测量407

一、能谱测量的基本知识407

二、γ能谱量测量的一般考虑412

三、测量条件的选择416

四、能量刻度417

五、探测效率刻度419

六、谱数据的处理425

第七节 半导体带电粒子谱仪430

一、确定半导体探测器的偏压431

二、α谱仪的能量刻度和能量分辨率432

三、用偏置放大器来扩宽能谱432

参考文献433

第六章 外照射剂量监测及估算方法435

第一节 外照射个人监测435

一、个人监测技术标准435

二、外照射个人监测对象436

三、个人监测的目标量436

四、监测类型436

五、监测中常见辐射场437

六、任务相关和特殊监测438

七、个人监测的基本要求438

八、剂量评价方法438

九、主要性能和质量控制451

十、β、X和γ个人剂量计457

十一、中子个人剂量计463

第二节 辐射防护场所监测465

一、场所监测465

二、光子（γ和X）场所测量仪器471

三、β射线和低能光子测量仪器472

四、中子测量仪器473

第三节 剂量重建理论模拟方法475

一、引言475

二、剂量估算的基本算法476

三、剂量估算中的人体数学模型483

第四节 剂量重建直接测量方法486

一、事故外照射剂量重建直接测量方法486

二、电子顺磁共振方法490

第五节 辐射监测与剂量估算中的常见问题503

一、辐射防护监测的结果解释及规范要求503

二、诊断防护测量仪器的常见问题506

三、测量仪表和方法的最低探测水平（MDL）问题506

四、测量数据及仪器校准数据的合理使用507

第六节 外照射剂量估算软件511

一、光子剂量估算模块的理论基础511

二、剂量估算软件的逻辑关系514

三、外照射剂量估算软件系统主要用户界面515

参考文献523

第七章 内照射剂量监测及剂量估算方法524

第一节 内照射剂量估算的生物和剂量学模型524

一、内照射生物动力学模型525

二、不同核素的生物动力学模型参数534

第二节 职业内照射个人监测543

一、职业内照射个人监测计划的设计543

二、内照射个人剂量估算方法545

三、常规内照射个人监测549

四、特殊内照射个人监测550

五、个人剂量评价方法550

第三节 公众成员内照射剂量估算563

一、用摄入量估算内照射剂量563

二、摄入量估算565

三、内照射慢性照射的剂量评价方法576

第四节 水和尿样中总α和总β检测方法581

一、概述581

二、水和尿中放射性核素的筛查和指导水平581

三、总α和总β检测方法588

第五节 核医学患者内照射剂量估算方法596

一、基本考虑596

二、吸收分数及其计算方法598

三、模体及S值599

四、累积活度和停留时间计算599

五、核医学的靶向治疗及微剂量学方法600

六、不确定度分析604

第六节 内照射剂量估算软件605

一、简介606

二、各模块的主要流程框图607

三、内照射剂量估算计算机模块611

参考文献619

第八章 蒙特卡罗方法在剂量估算中的应用622

第一节 蒙特卡罗方法622

一、蒙特卡罗算法的基本思路622

二、蒙特卡罗算法的收敛性和误差623

三、随机数及随机抽样624

第二节 蒙特卡罗方法解粒子输运问题举例628

一、辐射屏蔽问题628

二、直接模拟方法628

三、实现粒子输运计算机计算的主要程序632

第三节 蒙特卡罗方法在通量计算中的应用633

一、通量的定义633

二、通量的能谱与角分布633

三、计算体通量的模拟方法634

四、计算面通量的模拟方法636

五、计算点通量的模拟方法637

六、与通量有关的物理量的计算639

第四节 蒙特卡罗方法在积分计算中的应用639

一、蒙特卡罗方法求积分639

二、重要抽样640

三、分裂和俄国轮盘赌640

四、半解析（数值）方法642

五、系统抽样642

六、分层抽样643

第五节 蒙特卡罗方法应用程序643

一、常用蒙特卡罗方法的应用程序643

二、MCNP程序输入的描述644

参考文献653

附录A放射性核素的衰变资料654

附录B内照射剂量估算中的主要参数740

附录C常用物理常数、单位及其关系900

应 用篇909

第九章 辐射防护屏蔽设计909

第一节 常用光子屏蔽设计方法909

一、光子初始线束屏蔽计算909

二、光子次级线束屏蔽计算922

三、房顶的屏蔽考虑927

四、迷宫的屏蔽考虑927

五、门的屏蔽考虑932

第二节 中子和俘获γ的屏蔽设计932

一、对高能线性加速器中子的屏蔽932

二、迷宫处的俘获γ和中子剂量933

三、迷宫门的屏蔽设计936

第三节 医用加速器屏蔽设计方法937

一、屏蔽设计方法举例一937

二、屏蔽计算方法举例二951

第四节 其他治疗源及设施的屏蔽设计方法963

一、外线束远距治疗屏蔽设计举例963

二、近距治疗屏蔽设计举例968

三、模拟定位机的屏蔽设计举例973

四、浅层和中压治疗机的屏蔽设计举例981

五、特殊操作屏蔽设计举例984

第五节 屏蔽设计相关的国家标准990

一、放射治疗机房的辐射屏蔽规范990

二、其他标准中的几个典型的屏蔽设计举例993

第六节 辐射屏蔽防护设计的计算机系统996

一、屏蔽计算用户主界面996

二、各向同性入射屏蔽计算用户界面997

三、其他方向入射屏蔽计算用户界面997

四、普通医用X射线屏蔽计算用户界面997

五、加速器治疗室屏蔽计算用户界面998

六、锎-252中子治疗室屏蔽计算用户界面999

七、散射辐射屏蔽计算用户界面999

参考文献1001

第十章 放射诊断中的辐射防护1003

第一节 介入操作中的辐射防护问题1003

一、患者和职业人员剂量水平1003

二、介入操作中的特殊剂量学问题1005

第二节X射线诊断剂量学量1007

一、X射线诊断中吸收剂量的不确定性1007

二、X射线诊断剂量学常用量1009

第三节X射线诊断设备质量控制检测1014

一、普通X射线摄影设备的质量控制检测方法1014

二、X射线透视设备质量控制检测方法1021

三、X射线计算机断层摄影装置质量控制检测1023

四、介入操作中的防护剂量测量1028

第四节 患者剂量测量1039

一、普通拍片剂量测量1039

二、普通透视剂量测量1047

三、乳房照相剂量测量1053

四、乳房照相的转换系数和剂量计算1056

五、CT剂量测量1059

六、牙科剂量测量1062

七、X射线诊断中需要测量的量和方法总结1067

第五节 指导水平及其制定方法1068

一、指导水平在医学诊断中的应用1068

二、指导水平的制定1069

参考文献1073

第十一章 放射治疗中的辐射防护1075

第一节 放射治疗新技术中的辐射防护1075

一、立体定位治疗1075

二、放射性粒子植入治疗1075

三、重离子治疗1076

第二节 放射治疗计划及质量控制1094

一、概述1094

二、型式检验1094

三、放射治疗剂量测量仪表1098

四、电离室剂量仪读数修正1099

第三节 放射治疗剂量学主要参数1100

一、辐射品质1100

二、照射野均匀性1101

三、照射野对称性1101

四、照射野与灯光野重合性1102

五、校准点吸收剂量1102

六、60 Co γ射线的半影区宽度1102

第四节 放射治疗设备的质量控制检测方法1102

一、辐射品质检验方法1102

二、照射野均整度检验方法1104

三、照射野对称性检验方法1105

四、照射野与灯光野重合性检验方法1105

五、60 Co γ射线半影区宽度检验方法1106

六、校准点吸收剂量检验方法1106

七、后装治疗源的参考空气比释动能率或活度检测方法1116

第五节 光子外线束治疗剂量学1118

一、空气中小质量介质剂量1118

二、剂量及剂量分布1119

三、放射治疗参数1121

四、放射治疗剂量1125

五、离轴比和射束剖面图1134

六、线束均整度1135

七、线束对称性1135

八、模体内等剂量分布1135

九、单野照射患者的体内等剂量分布1137

十、克拉克森分部求和技术1140

十一、用电离室进行相关剂量测量1142

十二、单一外线束剂量的传递1143

十三、剂量计算举例1144

十四、快门校正时间1145

第六节 电子束治疗剂量学1146

一、水中轴向剂量分布1146

二、电子线束剂量学参数1151

三、电子线束治疗的临床考虑1154

四、不规则表面修正1156

五、小圆材料1157

六、非均匀修正1157

七、电子线束组合1158

八、电子弧形疗法1159

第七节 近距治疗剂量学1160

一、概述1160

二、放射源特征1161

三、临床应用和剂量学体系1163

四、剂量描述和报告1167

五、源周围的剂量分布1167

六、剂量计算程序1171

参考文献1173

第十二章 核医学诊疗中的辐射防护1175

第一节 核医学诊疗中的患者剂量估算1175

一、核医学内照射剂量历史情况1175

二、核医学内照射剂量计算基本公式1175

三、核医学内照射剂量计算系统1176

四、核医学计算模式的应用1179

五、ICRP建议的核医学剂量估算系数1186

第二节 核医学靶向治疗中的微剂量学1303

一、细胞和亚细胞水平的活度不均匀分布1303

二、细胞和亚细胞水平的剂量学方法1303

三、核医学诊疗中的微剂量学1304

第三节 核医学诊疗中的质量控制1318

一、放射性药物及其质量控制1318

二、设备质量控制1321

第四节 核医学诊疗中的放射防护1322

一、放射防护的基本要求1322

二、核医学放射防护的要点1322

参考文献1330

第十三章 源和环境监测1333

第一节 源监测的一般要求1333

一、源监测项目的设计1333

二、源监测技术的类型1334

三、气溶胶和气体排放1335

四、液体排放1345

五、直接辐射1347

六、系统可操作性1348

七、系统的校准、操作控制和管理1348

八、操作监测系统和测量程序的验证1348

第二节 环境监测1349

一、监测目标1349

二、监测方案的设计1350

三、空气放射性及其沉积物监测1352

四、陆地环境监测1354

五、水生环境监测1356

六、环境监测中应测量的参数1358

第三节 不同设施的源和环境监测1359

一、源监测一般要求1359

二、环境监测一般要求1360

三、研究堆和核电站的源和环境监测方案1361

四、铀的富集和核燃料生产厂的源和环境监测1364

五、后处理设施1367

六、存在天然放射性物质（NORM）的设施1369

七、放射性药物设施和医院1369

第四节氡、？及其子体监测1370

第五节 源和环境监测方案的通用要求1374

一、抽样1374

二、实验室样品分析1374

三、探测限和不确定度1375

四、质量管理系统1376

第六节 食品和饮用水中放射性物质检测方法1378

一、样品的采集1378

二、样品的运输和储存1382

三、样品的处理1382

四、分析方法1384

第七节 测量分析过程的基本特征的描述1416

一、引言1416

二、基本概念和术语1416

三、特征量应用中的问题1419

四、实际应用举例1422

参考文献1431

第十四章 辐射水平分析1433

第一节 职业照射水平1433

一、引言1433

二、职业照射监测、评价及其记录方法1433

三、核燃料循环职业照射水平1437

四、医用辐射职业照射水平1448

五、其他职业照射1461

六、人为活动引起的天然辐射职业照射1465

七、职业照射汇总分析1468

第二节 医疗照射水平1473

一、引言1473

二、医疗照射频度水平1474

三、医疗照射剂量水平1486

第三节 公众照射水平1501

一、天然源的本底照射1501

二、大气层核试验1507

三、放射性流出物1507

四、铀转化生产1508

五、核电站1510

六、切尔诺贝利事故致公众照射1511

参考文献1512

第十五章 核和放射事故医学应急1514

第一节 威胁分类和应急状态的分级1514

一、威胁分类1515

二、应急状态的分级1524

三、核事件分级1525

第二节 事故应急地区和区域的划分1528

第三节 事故应急防护行动及行动水平1531

一、事故应急防护行动1531

二、响应功能的时间目标1532

三、与应急行动有关的机构和场地的设置1533

第四节 事故污染地区的长期管理1535

一、照射途径1536

二、照射特点1536

三、生活在污染地区居民的保护措施1538

四、防护措施的实施1542

五、防护监测和健康监护1544

六、污染食品和其他商品的管理1546

七、既往事件的管理经验1555

第五节 事故应急监测1563

一、源的应急监测1563

二、烟云扩散期的监测1564

三、烟云扩散后的监测1565

四、长期监测1567

五、个人监测1568

六、事故监测中有意义的放射性核素1568

第六节 我国的放射事故1572

一、核设施事故照射1572

二、核与辐射技术应用中职业人员和公众受照事故1574

三、医疗照射中的事故照射1581

四、其他1581

五、结束语1583

第七节 应急照射情况下的通用和实用准则系统1584

一、通用和实用准则系统的基础及依据1584

二、应急照射情况下的通用和实用准则系统1585

三、通用准则1586

四、预期剂量和接受剂量1587

五、应急救援人员的指导值1589

六、实用准则1590

七、污染检测仪器的要求1596

参考文献1597

第十六章测量数据处理与统计分析1600

第一节 测量数据处理1600

一、有效数字及数字修约1601

二、异常实验数据的判断及取舍方法1605

三、实验数据的读取及有效位数确定1608

第二节 不确定度及评定方法1611

一、不确定度的引入1611

二、不确定度的评定方法1614

三、直接测量数据处理举例1619

四、放射防护中的不确定度及其评价1625

第三节 x2检验1661

一、x2统计量与x2分布1661

二、适合性检验1662

三、独立性检验1666

第四节 线性回归分析1670

一、回归分析的基本思想1670

二、一元线性回归的数学模型1671

三、一元线性回归中未知参数的最小二乘法估计1672

四、一元线性回归效果的显著性检验（F检验法）1677

五、一元线性回归效果的显著性检验（相关系数检验法）1681

六、一元线性回归的预测问题1683

七、一元线性回归的控制问题1689

第五节 放射性测量的统计误差1692

一、计数率的误差计算1693

二、多次测量结果的误差1695

三、存在本底计数时计数率误差的计算1696

参考文献1696