1、輻 射 物 理,講員: 張寶樹 (Pao-Shu Chang, PhD) 高雄醫學大學醫學放射技術學系，附設中和紀念醫院放射腫瘤科、輻委會醫學物理師(醫物甄字第019號)，高級輻射防護專業人員(輻專高字第003號)(已換發輻專師字00095號)，非醫用可發生游離輻射設備高級操作執照(非醫人字第10753號)E-mail: paoshucc.kmu.edu.twPhone: (07)3121101轉7127或2199Cell phone: 0939272822,輻射物理,輻射？安全？,法令規定資格符合輻射源與輻射特性專有名詞射源、設備X光自己維護一個安全工作環境注意事項,輻射物理,前言,輻射？輻
2、射是一種具有能量的波或粒子。我們將具有這種特性的電磁波(如無線電波、微波、可見光、x射線、加馬射線等)、超音波，以及從放射性物質發射出來的微小粒子(如阿伐粒子、貝他粒子、中子等)都稱之為輻射。游離輻射,輻射物理,物質類、設備類,自發性持續不斷釋出輻射,電源開才有輻射,輻射物理,人員資格兩大系統,輻射物理,人員資格操作人員分類,輻射物理,人員資格操作人員分類,運轉人員,輻安證書,豁免管制標準,以訓練替代證書,固定型 150 kVp以下,放射性物質豁免100豁免1000,設備類移動型固定型 150 kVp以上,豁免100以下豁免1000以下,輻射物理,持續有效的最低消費,以訓練替代證書每年三小時輻
3、射安全證書每年三小時6年期滿換照36小時的證明運轉人員每年三小時6年期滿換照36小時的證明,輻射物理,適用輻安證書的執照,醫師放射線科、核子醫學科放射技術師、士輻射防護人員運轉人員,輻射物理,大 綱,放射性核種部份原子模型衰變、活度與半衰期釋出輻射部份認識、x與中子如何產生、基本特性。輻射與物質的作用劑量意義與單位,輻射物理,原 子 模 型,輻射物理,質子、中子以及電子的基本數據,輻射物理,核種表示法,輻射物理,同 位 素,輻射物理,輻射物理,放射性核種特性,自發性的放出輻射，並衰變成另一種核種。常見的有衰變、衰變具有一定的半衰期( T1/2 )。60Co=5.27 年，238U =45 億年
4、放射性核種的原子數目隨時間成指數衰減。 N= N0 e-t N0：放射性核種 初始的原子數目 N ：放射性核種 經時間 t 衰變後原子數目 ：衰變常數,輻射物理,衰 變 例 一衰變,產生新的核種自發性放出輻射粒子,輻射物理,粒子型游離輻射射線,輻射物理,衰 變 例 二-衰變,產生新的核種自發性放出輻射-是來自核中的電子,e-,輻射物理,粒子型游離輻射射線,輻射物理,、-能譜示意圖,能量,反微中子,輻射物理,電磁波（光）射線,輻射物理,一定的半衰期,T1/2剩下一半物理半衰期、生物半衰期、有效半衰期衰變常數,輻射物理,指數衰減,N= N0 e-t N0：放射性核種 初始的原子數目 N ：放射性核
5、種 經時間 t 衰變後原子數目 ：衰變常數,Au,輻射物理,放射性的強弱活度,核種在單位時間(秒)內發生衰變的次數貝克（Bq）= 衰變/秒居里（Ci）=1克鐳226在一秒中產生核衰變的次數1 居里= 3.71010 貝克毫居里（mCi）；微居里（Ci）比活度（Cig-1）活度的計算：A（Bq）=N,輻射物理,輻射能量,單位與互換1 eV= 1.610-19 J粒子型輻射動能E = m 2電磁波型輻射E = h ,輻射物理,能量轉移給介質游離、激發,原子,交互作用,輻射物理,游離輻射、非游離輻射,非游離輻射:指能量低無法產生游離的輻射，例如太陽光、燈光、紅外線、微波、無線電波、雷達波等。游離輻射
6、:指能量高到可使物質產生游離作用的輻射。依型態分(1)粒子輻射，(2)電磁輻射。,輻射物理,射線在空氣中的射程,輻射物理,射線的射程,輻射物理,X射線的產生原子核外,輻射物理,電磁輻射與物質的作用,指數吸收,穿透分數,0.01,0.05,0.1,0.5,1.0,吸收體厚度（cm）,鉛,鋁,介質,介質,輻射物理,介質中發生何事?,光電效應康普吞效應成對效應光蛻變,?,?,?,?,?,I0,I,輻射物理,低能電磁輻射光電效應,10 keV至500 keV佔優勢,輻射物理,中能電磁輻射康普吞效應,100 keV至3 MeV佔優勢,康普吞電子,散射光子,輻射物理,高能電磁輻射成對效應,電子,正子,輻射
7、物理,電磁輻射整理,輻射物理,中子的生命歷程,中子的產生：反應器252Cf進行衰變時，有時會產生（,n）反應， （ ,n ）反應分類：中子與物質的作用方式與能量密切相關，例如熱中子（0.5 eV以下）、中速中子（ 100 keV 以下）及快中子（ 100 keV 以上）。,輻射物理,中子與物質作用,彈性碰撞中子與靶核碰撞而損失能量，損失的能量轉移成靶核的動能。為何快中子選用輕物質(如水、石臘、塑膠等含氫物質)來做屏蔽或緩和體的原因。非彈性碰撞入射中子把一部分能量傳給靶核並使靶核激發，當受激核返回基態時，通常會放出射線。對於重元素而言，非彈性碰撞的作用較為重要。,輻射物理,中子與物質作用中子捕獲
8、,快中子與物質碰撞減速為熱中子後，被吸收體的原子核捕獲的機會大增。中子被捕獲的結果，靶物質被活化，同時釋出輻射(如粒子、質子、射線等)。重要的中子捕獲反應有(n，)，(n，)，(n，p)等。,輻射物理,輻射劑量單位,暴露量吸收劑量(D)等效劑量(HT)有效等效劑量(HE),輻射物理,劑 量（焦耳公斤；Jkg）,單位體積或質量中，吸收輻射的能量,能量吸收 = 物質吸收的輻射能量 = 射入體積的輻射能量 - 射出體積的輻射能量,入射光子(hn),散射光子(hn),能量吸收,入射粒子(E),輻射物理,暴露量,STP下， 電磁輻射與1cm3空氣作用所產生二次電子累積得一靜電單位的電荷量時，其暴露量為1
9、侖琴（R）。,輻射物理,吸收劑量D,為定義與輻射生物效應更直接關係的物理量，考慮每單位質量(kg)物質從游離輻射吸收的平均能量吸收劑量的觀念受重視吸收劑量的國際制單位為焦耳/千克(J/kg)，又稱為 戈雷 (Gy) 。舊單位為雷得(rad)，1戈雷等於100雷得。吸收劑量率的單位是戈雷/小時或雷得/小時。,輻射物理,等效劑量HT,輻射物理,等效劑量HT,等效劑量的國際制單位為焦耳/千克(J/kg)，又稱為 西弗；Sv舊單位為侖目(rem)，1西弗等於100侖目。單位時間等效劑量率的單位是毫西弗/小時(mSv/h)或微西弗/小時(uSv/h)等。,輻射物理,有效等效劑量HE,WT：ICRP所規定
10、的加權因數主要用於指示機率性效應，如致死癌與初二代的遺傳效應。單位：為焦耳/千克(J/kg)，稱為 西弗；Sv舊單位為侖目(rem)，1西弗等於100侖目,輻射物理,加權因數WT,輻射物理,新的輻防量ICRP60,暴露量 照舊吸收劑量(D) 器官劑量(DT) 等效劑量(HT) 等價劑量(HT.R) 有效等效劑量(HE) 有效劑量(E),輻射物理,等價劑量HT.R,輻射物理,有效劑量E,WT：ICRP60所規定的加權因數主要用於指示機率性效應，如致死癌與初二代的遺傳效應。單位：為焦耳/千克(J/kg)，稱為 西弗；Sv舊單位為侖目(rem)，1西弗等於100侖目,E=THT,輻射物理,組織加權因
11、數WT,人體主要組織或器官的加權因數(WT),組織或器官,加權因數(WT),性腺紅骨髓結腸肺胃膀胱乳,0.20.120.120.120.120.050.05,總計,1.00,* 其餘組織取10個接受劑量最大的組織,肝食道甲狀腺皮膚骨表面其餘組織*,組織或器官,加權因數(WT),0.050.050.020.010.010.030.30,輻射物理,ICRP60劑量限值的改變,國際放射防護委員會（ICRP）第60號報告，修改劑量建議：職業暴露的劑量限值5年總和不能超過100 mSv，期中一年最高不得超過 50 mSv。婦女在懷孕期間所受的腹部劑量降為 1 mSv 。一般人的劑量限值由一年 5 mSv降為 1 mSv。眼球、皮膚、手足四肢則不變。等效劑量等價劑量輻射加權因數（WR）取代射質因數（Q）。有效等效劑量有效劑量組織加權因數的改變。,
