第三章 第三节 X线强度、X线质与X线量

第三章X线物理与防护

第三节 X线强度、X线质与X线量

考点1 X线的波长与管电压

不同管电压对应不同的连续X线谱，每条谱线都有一个强度最大值，最大强度对应的波长值称为最强波长（λmax），λmax=1.5λmin；其平均波长（λmean）=2.5λmin。

考点2 X线强度

X线强度是垂直于X线束传播方向的单位面积上，在单位时间内通过的光子数和能量乘积的总和，即X线束中的光子数乘以每个光子的能量，在实际应用中，常以量与质的乘积表示X线强度。

考点3 X线质

1. X线质又称X线的硬度，它是由X线的波长（或频率）来决定的。X线的波长越短（频率越高），X线的光子所具有的能量就越大，X线的穿透力就越强，即X线质硬；反之，X线的波长变长，穿透力变弱，X线的硬度就小。

2. X线质的另一种表示方法是半值层（HVL），是指使入射X线强度衰减到初始值的1/2时，所需的标准吸收物质的厚度，诊断用X线的半值层一般用毫米铝（mmAI）表示。它反映了X线束的穿透能力，表征X线质的软硬程度。

考点4 X线量

X线量是指X线光子的多少。测量方法是利用X线在空气中产生电离电荷的多少来测定X线的照射量；X线诊断范围内常用管电流与曝光时间乘积（mAs）即管电流量Q来表示；与靶面物质的原子序数（Z）成正比；与管电压的n次方成正比（诊断能量范围）；与管电流及曝光时间成正比。

第三章X线物理与防护

第四节 X线的吸收与衰减

考点1 X线距离的衰减

在以点源为球心，半径不同的各球面上的射线强度，与距离（即半径）的平方成反比，这一规律称射线强度衰减的平方反比法则；距离增加1倍，则射线强度将衰减为原来的1/4。这一衰减称为距离所致的衰减，也称为扩散衰减。

考点2 物质吸收的衰减

1. 物质所致的衰减是指当射线通过物质时，由于射线光子与物质原子发生光电效应、康普顿效应和电子对效应等一系列作用，致使入射方向上的射线强度衰减。

2. 单能窄束X线通过均匀物质层时，X线质不变，其强度的衰减符合指数规律（等比衰减）。

考点3 连续X线在物质中的衰减特点

连续X线是指能量从某一最小值到最大值之间的各种光子组合成的混合射线，其衰减特点概括为：强度变小，硬度提高，能谱变窄。

考点4 影响衰减的因素

因素	影响
射线性质	射线能量越高，衰减越少
物质原子序数	原子序数愈高的物质，吸收X线也愈多
物质密度	与物质密度成正比关系
每克电子数	电子数多的物质比电子数少的物质更容易衰减X线

考点5 人体对X线的衰减

人体各组织对X线的衰减按骨、肌肉、脂肪、空气的顺序由大变小，这一差别即形成了X线影像的对比度；主要通过光电效应和康普顿效应两种作用形式使其衰减。

第三章X线物理与防护

第五节 辐射量及其单位

考点1 辐射量及其单位

辐射量	定义	SI单位
照射量	x或γ射线光子在单位质量空气中产生出来的所有次级电子完全被空气阻止时，所形成的任何一种符号离子的总电荷量的绝对值	C/kg、R
照射量率	单位时间内照射量的增量	C/（kg·s）、R/s、R/min
比释动能	接致辐射与物质相互作用时，在单位质量的物质中，由间接致辐射所产生的全部带电粒子的初始动能之和	J/kg、Gy或rad
比释动能率	时间间隔内的比释动能的增量	Gy/s、Gy/min、mGy/h
吸收剂量	单位质量物质吸收电离辐射能量大小的物理量	J/kg或Gy、rad
吸收剂量率	单位时间内吸收剂量的增量	J/（kg·s）、Gy/s等
当量剂量	在辐射防护中，将个人或集体实际接受的或可能接受的吸收剂量根据组织生物效应加权修正，经修正后的吸收剂量在放射防护中称为当量剂量(H)	J/kg、Sv、rem
当量剂量率	指单位时间内组织或器官所接受的当量剂量	Sv/s
有效剂量	以辐射诱发的随机性效应的发生率为基础，表示当身体各部分受到不同程度照射时，对人体造成的总的随机性辐射损伤	J/kg、Sv、rem

考点2 辐射效应的危险度

危险度（或称危险度系数）即器官或组织接受单位当量剂量照射引起随机性损害效应的概率；辐射致癌的危险度用死亡率来表示；辐射致遗传损害的危险度用严重遗传疾患的发生率表示。

第三章X线物理与防护

第六节 电离辐射对人体的危害

考点1 确定性效应

1. 射线照射人体全部或局部组织，若能杀死相当数量的细胞而这些细胞又不能由活细胞的增殖来补充，则这种照射可引起人类的确定性效应，其严重程度与剂量有关，而且存在一个阈剂量。超过阈剂量后，损害的严重程度随剂量的增加而增加。

2. 引起男性暂时不育的一次照射的阈剂量约为睾丸吸收0.15Gy的剂量，绝育的阈剂量3.5～6Gy。女性绝育的阈剂量为急性吸收剂量2.5~6Gy（年长妇女更敏感）。对于有临床意义的造血功能抑制，全部骨髓的吸收剂量的阈剂量约为0.5Gy。

考点2 随机性效应

1. 电离辐射随机性效应被认为无剂量阈值，其有害效应的严重程度与受照剂量的大小无关。2. 当电离辐射使细胞发生了改变而未被杀死，改变了存活着的体细胞繁殖出来的细胞克隆，经过长短不一的潜伏期后，可能呈现一种恶变的情况，即发生癌。此种随机性效应称为致癌效应。

3. 如果这种损伤发生在具有传递遗传信息功能的细胞上，发生的效应的种类与严重程度可以多种多样，将显现在受照射者的后代身上。这种随机性效应称为遗传效应。

考点3 影响辐射损伤的因素

影响因素	举例
与电离辐射有关	辐射种类、吸收剂量、剂量率、分次照射、照射部位、照射方式
与受照机体有关	种系、个体及个体发育过程、不同组织和细胞的辐射敏感性

2. 照射方式可分为外照射、内照射和混合照射；外照射可以是单向照射或多向照射，多向照射引起的效应大于单向照射。

3. 人体对辐射的高度敏感组织有：淋巴组织，胸腺、骨髓、胃肠上皮、性腺和胚胎组织等；中度敏感组织有：感觉器官、内皮细胞、皮肤上皮、唾液腺和肾、肝、肺的上皮细胞等；轻度敏感组织有：中枢神经系统、内分泌腺、心脏等；不敏感组织有：肌肉组织、软骨、骨组织和结缔组织等。

考点4 胎儿出生前受照效应

胚胎或胎儿在不同发育时期受照后出现的效应有所不同，主要包括：胚胎死亡、畸形、智力迟钝、诱发癌症；这其中既有确定性效应，也有随机性效应。

考点5 皮肤效应

1. 电离辐射既可引起确定性效应，也可诱发癌症，而在皮肤的辐射防护中，两者均需考虑。

2. 急性放射性皮肤损伤是指身体局部受到一次或短时间（数日）内多次受到大剂量（X、γ及β等）外照射所引起的急性放射性皮炎及放射性皮肤溃疡。处理原则是立即脱离辐射源或防止被照区皮肤再次受到照射或刺激。疑有放射性核素沾染皮肤时应及时洗脱、去污处理。

3. 慢性放射性皮肤损伤是指由急性放射性皮肤损伤迁延而来或由小剂量射线长期照射（职业性或医源性）后引起慢性放射性皮炎及慢性放射性皮肤溃疡，年累积剂量一般大于15Gy。

4. 放射性皮肤癌是指在电离辐射所致皮肤放射性损害的基础上发生的皮肤癌。

考点6 外照射慢性放射病

1. 外照射慢性放射病是指放射工作人员在较长时间内，连续或间断受到超当量剂量限值外照射，达到一定累积剂量后引起的以造血组织损伤为主，并伴有其他系统改变的全身性疾病。

2. 放射工作人员受到超过当量剂量限值的照射，一般累积剂量在1.5Sv以上。

3. 分度诊断标准及处理原则

分度	诊断标准	处理原则
I度	无明显出血倾向，脱离射线恢复较快，WBC持续在4×109/L以下，骨髓象增生活跃或低下	中西医结合对症治疗，暂时脱离射线，加强营养，每年全面复查1次。恢复后再继续观察1年，可逐渐恢复射线工作，并撤销外照射慢性放射病I度的诊断
Ⅱ度	较顽固自觉症状，可有明显出血倾向，脱离射线恢复较慢，WBC持续在3×109/L以下，骨髓象增生低下	积极治疗并脱离射线工作，全休；必要时进行疗养，定期随访，每2年全面复查1次。根据恢复情况可参加力所能及非放射性工作

第三章X线物理与防护

第七节 X线的测量

考点1 照射量的测量

照射量的测量利用的是X线对空气的电离作用，通过测量电离电荷实现的。

测量仪器	测量方法
自由空气电离室	根据照射量的定义设计的，是对照射量进行直接绝对测量的标准仪器
实用型电离室	收集体积外的空气进行压缩，然后进行测量

考点2 吸收剂量的测量

1. 任何一种物质，当受到辐射照射后，其吸收的射线能量将以热的形式表现出来，吸收的能量越大，产生的热量越高。通过测量此热量，就可以定量给出吸收剂量的大小。

2. 吸收剂量的现场测量大多通过测量照射量，然后换算成介质的吸收剂量，其换算方法是：将照射量换算成空气的吸收剂量，计算任意介质的吸收剂量。只要测出照射量，就能换算出任意物质的吸收剂量。

3. 吸收剂量的其他测量方法有：热释光剂量计测量法、胶片剂量测量法、半导体剂量仪测量法等。

第三章X线物理与防护

第八节 X线的防护

考点1 放射防护的基本原则

1. 实践的正当化、放射防护最优化、个人剂量的限制；在实施正当化与最优化两项原则时，要同时保证个人所受照射的剂量不超过规定的限值。

2. X线防护的目的在于防止发生有害的确定性效应，并将随机性效应的发生率限制到认为可以接受的水平。

考点2 外照射防护的一般措施

外照射防护的一般措施有时间防护、距离防护和屏蔽防护。

防护措施	具体方法
时间防护	在不影响工作质量的前提下，尽量缩短人员受照射的时间
距离防护	在不影响工作质量的前提下，尽量延长人员到X线管和散射体的距离
屏蔽防护	在放射源和人员之间，放置能有效吸收放射线的屏蔽材料

考点3 外照射的屏蔽防护

1. 任何物质或多或少都能使射线受到衰减，但并不都适合作屏蔽防护材料。在选择屏蔽防护材料时，必须从材料的防护性能、结构性能、稳定性能和经济成本等方面综合考虑。

2. 铅当量是指把达到与一定厚度的某屏蔽材料相同屏蔽效果的铅层厚度，单位是毫米铅（mmPb）。材料的屏蔽性能还可以用比铅当量表示。比铅当量是指单位厚度（mm）防护材料的铅当量。

3. X线诊断机房的主防护应有3mm铅当量的厚度，副防护应有2mm铅当量的厚度（2018版修改了主防护和副防护数字）。一般24cm厚的实心砖墙，只要灰浆饱满，不留缝隙，可达到2mm铅当量。

考点4 放射工作人员的剂量限值

放射工作人员的剂量限值为防止发生确定性效应放射工作人员的当量剂量限值；眼晶状体150mSv/年（15rem/年），其他组织500mSv/年（50rem／年）；为限制随机性效应的发生概率，而达到可接受水平，放射工作人员（全身照射）的当量剂量限值是20mSv/年（2rem/年）。放射防护标准的剂量限值分为：基本限值、导出限值、管理限值和参考水平。

考点5 放射工作条件的分类

放射工作条件	年照射的有效剂量	防护措施
甲种工作条件	可能超过15mSv/年	对个人剂量进行监测，对场所经常性的监测，建立个人受照剂量和场所监测档案
乙种工作条件	很少可能超过15mSv/年，但可能超过5mSv/年	建立场所定期监测，个人剂量监测档案
丙种工作条件	很少超过5mSv/年	根据需要进行监测

考点6 放射防护的控制原则

1. 未满18岁者不得在甲种工作条件下工作，未满16岁者不得参与放射工作。

2. 从事放射的育龄妇女，应严格按均匀的月剂量率加以控制。

3. 在一般情况下，连续3个月内一次或多次接受的总剂量当量不得超过年当量剂量限一半（25mSv）。

4. 对事先计划的特殊照射，其有效剂量在一次事件中不得大于100mSv，一生中不得超过250mSv。

5. 放射专业学生教学期间，其剂量限值遵循放射工作人员的防护条款；非放射专业学生期间，有效剂量不大于0.5mSv/年，单个组织或器官当量剂量不大于5mSv/年。

考点7 对公众的个人剂量限值

公众个人所受的辐射照射的年当量剂量：全身不超过1mSv（0.1rem），单个组织或器官不超过50mSv（5rem）。

考点8 对被检者的防护

提高国民对放射防护的知识水平；正确选用X线检查的适应证；采用恰当的X线质与量；

严格控制照射野；非摄影部位的屏蔽防护；提高影像转换介质的射线灵敏度；避免操作失误，减少废片率和重拍片率；严格执行防护安全操作规则。

考点9 CT的防护

1. CT检查为窄束X线，窄束X线比宽束X线散射线少；CT产生的X线波长短，线质硬，穿透性大，吸收量少

2.常用辐射剂量

名称	定义
局部剂量	与球管的毫安秒大小有关的人体软组织某一点的当量剂量
个人剂量	与射线曝光有关的人体表面软组织某一点的当量剂量
全身剂量	假定全身各处的照射量一致时，各部位和器官当量剂量的平均值
有效剂量	相关器官或组织由一加权数相乘后，平均当量剂量的总和

考点10 CT检查的防护措施与原则

除CT机房固有防护外，还需注意个人防护。

1. CT检查要做到实践的正当化，尽可能避免一些不必要的CT检查。

2. 在不影响诊断的情况下，扫描中尽量缩小扫描野，能少扫的不要多扫，能厚扫的不要薄扫，能不增强的就不增强，做到最优化检查。

3. 做好扫描前与受检者的沟通及训练工作，取得其合作，减少不必要的重复扫描。

4. 扫描时尽可能让陪伴人员离开，必要时应让陪伴人员穿上铅防护衣，并尽可能远离球管。

5. 对被检查的病人，应做好扫描区以外部位的遮盖防护。

6. 定期检测扫描机房的X线防护和泄漏等情况。