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你知道什么是当量剂量 /有效剂量吗?

2023-04-21  兰州大学核科学与技术学院

来源:中国辐射防护协会

当量剂量  器官、组织的当量剂量(equivalentdose,符号HT)是以各辐射权重因子(wR)修正后,相关辐射对特定器官、组织(T)的剂量总和,即:

其中,DT,R是器官、组织或其特定靶区范围内,由辐射(R)产生的平均吸收剂量;wR是与入射到人体或滞留于人体的放射性核素发出的第R种辐射相应的辐射权重因子,其实,wR是依据第R种辐射的生物学效能,对器官、组织的平均剂量(DT,R)施加修正的一个因子。

辐射权重因子wR的来源:在放射生物学领域中,用RBE表征辐射生物学效能的差异。特定辐射的RBE是相同照射条件下,参考辐射(通常是X、γ射线)的吸收剂量与产生相同效应程度的特定辐射所用吸收剂量的比值。辐射防护用的辐射权重因子wR值是从一系列随机效应的RBEM(低剂量率、小剂量照射下RBE的平稳最大值)中凭经验挑选的一些典型值,即wR值只是低剂量率、小剂量照射下RBE的粗略代表。

概念解读:当量剂量是一个不可测量量。当量剂量是一个代表低水平电离辐射对人体的随机健康影响(代表辐射诱发癌症和遗传损伤的概率)的剂量学量。它来源于物理量吸收剂量,但也考虑了辐射的生物效应,这取决于辐射类型和能量。在国际单位制中,单位是希沃特(Sv)。对于辐射防护和剂量测定评估的应用,国际辐射防护委员会(ICRP)和国际辐射单位和测量委员会(ICRU)已经发表了关于如何从吸收剂量计算当量剂量的建议和数据。

ICRP将当量剂量设定为“限值量”,即指示辐射暴露限值,以确保“随机效应的发生低于不可接受水平,并防止躯体效应的发生”。

当量剂量的概念是在20世纪50年代提出的。在其1990年的建议中,ICRP修订了一些辐射防护量的定义,并为修订后的剂量提供了新的名称。一些监管机构,特别是国际计量衡委员会(CIPM)和美国核管理委员会(US Nuclear Regulatory Commission)继续使用品质因素(qualityfactor)和剂量当量(dose equivalent)的旧术语,尽管基础计算发生了变化。

在2015年10月的ICRP第三届辐射防护系统国际研讨会(ICRP 3rd International Symposium on the System of Radiological Protection)上,ICRP工作组79做了“将有效剂量作为风险相关辐射防护量的使用”的包括。其中一项建议是,停止使用当量剂量作为单独的防护量,这将避免当量剂量、有效剂量和剂量当量之间的混淆,并使用吸收剂量作为限制对眼睛、皮肤、手和脚的确定性效应的更合适的量。

     有效剂量

以各自组织的权重因子(tissueweighting factor, wT)进行修正后,人体相关器官、组织当量剂量的总和,即:

其中,wT是与器官、组织(T)相应的组织权重因子,实质是全身各器官均匀受到相同当量剂量照射时,个人蒙受的随机性健康危害中器官T所占的份额。wT的数值类源于辐射所致癌症发生、死亡的流行病学调查,以及对辐射遗传学研究资料的分析和判断。wT代表的是年龄范围很宽、男女两性的平均值,而且与辐射类型和能量无关。

概念解读:受照人体各个器官、组织的辐射敏感性有差异,为综合反映各个受照器官、组织给人体带来的随机性健康危害的总和,提出了有效剂量。

有效剂量的概念由Wolfgang Jacobi提出,并于1975年出版,这一概念令人信服,以至于ICRP将其作为“有效剂量当量”纳入其1977年的一般建议(出版物26)。1991年,名称“有效剂量”取代了名称“有效剂量当量”。自1977年以来,它一直是ICRP国际辐射防护系统中剂量限值的中心量。

图片来源:中国辐射防护协会

用途:在辐射防护中,有效剂量的意义在于:在低剂量率、小剂量照射范围内,无论哪种照射情况(外照射、内照射、全身照射或局部照射),只要有效剂量相等,人体蒙受的随机性健康危害程度大致相仿。因此,有效剂量成为低剂量率、小剂量照射条件下评估照射水平、控制健康危害的重要指标。

有效剂量主要用途是论证照射情况是否遵循放射防护标准。有效剂量不能贸然用于特定人体的危险估计。辐射事故情况下,如果出现组织反应,绝不能依据有效剂量评估效应程度和计划采取行动。此时,必须估计组织反应所在的那些器官、组织的吸收剂量;如果该吸收剂量是由高LET辐射引起的,则要用与组织反应对应的RBE对剂量加权,即计算RBE xD。这里RBE不仅依赖辐射类型和能量,也与照射时剂量分布有关。另外,辐射危害的流行病学调查中,随访对象的受照水平切不可用有效剂量,而必须考虑特定器官、组织的吸收剂量。

它是人体所有特定组织和器官中等效剂量的组织加权总和,代表了低水平电离辐射对全身的随机健康风险,即癌症诱导和遗传效应的概率。辐射的类型和被辐射的每个器官或组织的性质,并使由于不同水平和类型的辐射(内部和外部)而产生的器官剂量的总和产生一个整体计算的有效剂量。有效剂量的国际单位是希沃特(Sv)。有效剂量并不是用来衡量确定性健康效应的,一定会发生的急性组织损伤的严重程度是通过吸收量来衡量的。