劑量學

劑量學,全稱“輻射劑量學”,或更囉嗦一點,稱“電離輻射劑量學”,是研究電離輻射能量在物質中沉積的科學。

劑量學受到重視與電離輻射的生物效應有密切關係。電離輻射照射生物組織,能量在其中沉積。這些能量的沉積相當集中,可以直接損傷DNA,造成重要生物效應,而且能夠達到其他方式難以達到位置。這些特徵使得電離輻射在生物學,腫瘤治療,輻射防護等方面有不同尋常的意義。劑量學則是這些領域套用和研究不可或缺的基礎。

放射治療是劑量學最重要的套用領域。

基本介紹

  • 中文名:劑量學
  • 外文名:dosimetry
  • 學科:物理學
電離輻射與被照射物質相互作用,能量被該物質吸收。計量物質吸收的電離輻射能量的量稱為吸收劑量,吸收劑量是能量與質量的商。
電離輻射與被照射物質相互作用的過程可以分為能量轉移和能量沉積二個過程。首先電離輻射與物質相互碰撞,將能量轉移給次級電子。如果原始電離輻射粒子是非帶電的,那么所產生的這些次級電子時由初級輻射轉移給次級電子的能量被稱為“比釋動能K(K = Kerma = kinetic energy releasedper unit mass)”。換句話說,次級電子所攜帶的初始能量就是比釋動能K
國際輻射量和單位委員會ICRU這樣定義比釋動能:
比釋動能K
除以d
所得的商,即
其中:
是非帶電粒子在質量d
的材料中釋放的全部帶電粒子的初始動能之和。
然而在多數材料的比釋動能測量很難實現,比較好實現的是空氣。如果材料是空氣,量比釋動能就稱為空氣比釋動能,用Ka表示。比釋動能(空氣比釋動能)的單位是J/kg, 專名為為格瑞(Gy)。
被轉移給次級電子的能量以動能的形式附加於次級電子,這些次級電子主要以電離的方式損失能量。以電離方式損失的能量會沉積在物質中,成為吸收劑量。但是也有部分次級電子以軔致輻射等形式損失能量,這部分能量被以光子的形式帶離,沒有在本地沉積,即沒有形成吸收劑量。
吸收劑量是與輻射效應直接相關的量,是劑量學中最重要的量。生物效應是輻射效應中最重要的效應,生物組織的吸收劑量是研究輻射生物效應的基礎。生物組織的吸收劑量難以測量,水吸收劑量便成為最常用的吸收劑量。通常在文獻中沒有指明材料的吸收劑量都是水吸收劑量。
國際輻射量和單位委員會ICRU對於吸收劑量的定義如下:

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