照射量
①定義
照射量X是dQ除以dm所得的商，即
其中：dQ是光子在質(zhì)量為dm的空氣中所釋放或產(chǎn)生的全部電子（電子和正電子）在空氣中完全被阻止所產(chǎn)生的一種符號(hào)離子的總電荷的絕對(duì)值。
單位：C∕kg。
照射量單位沒有專名。
照射量的非法定計(jì)量單位倫琴(R)已廢止使用。1R=2.58×10－4C∕kg。
在dQ中包括俄歇電子所產(chǎn)生的電離，不包括輻射過程（即韌致輻射和熒光光子）所發(fā)射的光子引起的電離。這一差別在高能情況下是顯著的，除此之外，上述照射量的定義是空氣比釋動(dòng)能的電離等效。
根據(jù)定義我們可以看出：照射量X是用空氣被電離的最終結(jié)果描述光子輻射場特性的量。因此，照射量只限于用來度量X或γ輻射。可以在自由空間中確定照射量，也可以在其他物質(zhì)內(nèi)部某一點(diǎn)處確定照射量。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，只有能量在幾keV到幾MeV范圍內(nèi)的X或γ輻射，才能較嚴(yán)格地在“電子平衡”條件下精確地測量照射量。
照射量還可以根據(jù)光子的能注量Ψ和空氣的質(zhì)量能量吸收系數(shù)（μen∕ρ）以及空氣中每形成一個(gè)離子對(duì)所消耗的平均能量W寫成另外一種形式：
其中：e是基本電荷。
根據(jù)比釋動(dòng)能K的第二種公式，
其中：g是光子釋放的電子在空氣中通過輻射過程損失的能量的份額; μtr∕ρ是空氣的質(zhì)量能量轉(zhuǎn)移系數(shù)。
當(dāng)軔致輻射忽略不計(jì)時(shí)，在帶電粒子平衡條件下（1-g）近似等于1，照射量X與空氣比釋動(dòng)能Ka的公式中只有比值（e∕W）的差別。因此，可以說，照射量X是空氣比釋動(dòng)能Ka的電荷當(dāng)量。
按照定義，進(jìn)行X射線照射量的量值復(fù)現(xiàn)裝置通常采用平行板自由空氣電離室。其實(shí)物照片詳見圖13。
圖13 復(fù)現(xiàn)照射量的平行板自由空氣電離室
其中：dX是經(jīng)時(shí)間間隔dt照射量的增量。
單位：C∕(kg·s)。
②照射量的歷史演變
照射量及其單位在歷史上經(jīng)歷了多次變化。自從1895年11月X射線被發(fā)現(xiàn)以后，首先應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，隨后是其他領(lǐng)域。其后，各國物理學(xué)家和放射學(xué)家根據(jù)X射線的生物效應(yīng)和物理化學(xué)效應(yīng)，提出了各種不同的量度方法，如早期提出的有紅斑量，還企圖利用熒光物質(zhì)在X射線照射下的發(fā)光，某些材料的變色及膠片感光程度等，但這些方法都難以穩(wěn)定重復(fù)，逐漸被電離法所代替。
用電離法的量度出現(xiàn)過三種單位：1) 1908年法國維拉德提出用測量電離的方法來確定X射線的量，后人稱此單位為“e”單位；2) 1921年法國梭羅蒙（I. Solomon）提出R單位（1R單位的X射線在空氣中產(chǎn)生的電離與1g鐳元素離開電離室2cm，經(jīng)過0.5mm鉑的過濾后所產(chǎn)生的電離相同）；3) 1923年德國本根（H. Behnken）所建議的單位，稱為倫琴單位，也用符號(hào)R，此單位是以1cm3的空氣受到X射線照射后，在空氣中產(chǎn)生的電離電荷為基礎(chǔ)的，實(shí)質(zhì)上就是后來被大家所采用的倫琴單位。
1925年在倫敦召開的第一屆國際放射學(xué)大會(huì)上由于無法取得一致意見，因此，決定成立一個(gè)專門委員會(huì)研究這個(gè)問題，這就是后來的ICRU。
由于電離室使用起來方便、靈敏、穩(wěn)定和測量結(jié)果可以重復(fù)，于是它成為人們選中的測量方法。但是由于電離室室壁材料不同，即其他情況完全相同的兩個(gè)充空氣電離室在相同的輻射場內(nèi)會(huì)得出不同的電離電流值。為了完全消除壁效應(yīng)并使探測器響應(yīng)只依賴于空氣中的電離，Duane、Friedrich、泰勒（L. S. Taylor）、本根等人在20世紀(jì)20年代和30年代研制了自由空氣電離室。
1928年第二屆國際放射學(xué)大會(huì)正式通過倫琴作為X輻射量的國際單位，其定義為：1倫琴是當(dāng)次級(jí)電子被全部利用，而且室壁效應(yīng)被免除的時(shí)候，它在0℃和76厘米汞柱壓強(qiáng)下的1立方厘米空氣中產(chǎn)生這樣的導(dǎo)電性，使得在飽和電流下測得的電荷量為1個(gè)靜電單位。倫琴用符號(hào)“r”表示。
在這個(gè)定義中沒有說明量度的量是什么？概念不夠明確，但它畢竟為國際統(tǒng)一度量打下了基礎(chǔ)。
1937年第五屆國際放射學(xué)大會(huì)把倫琴單位推廣應(yīng)用于γ輻射。決定X射線或γ射線的量或劑量的國際單位是倫琴，定義的措辭有了重大修改。
“1) X射線或g射線的量或劑量的國際單位是倫琴，用符號(hào)R標(biāo)記。
2) 倫琴是X或g射線的量，它在每0.001293克空氣中所伴有的微粒發(fā)射，在空氣中產(chǎn)生的任一種符號(hào)離子的電量為1個(gè)靜電單位。”
應(yīng)該注意到在這個(gè)定義中：1) 由于出現(xiàn)了“量或劑量”的說法，而“劑量”又未加定義，因而出現(xiàn)新的含混不清。即量或劑量到底是不是一回事？2) 劑量的含義是什么？是當(dāng)作X射線本身的某一度量，還是把它當(dāng)作傳遞給空氣的電離？3) 定義中的“伴隨的微粒發(fā)射”是倫琴概念的重要變化，是空腔電離室在理論和實(shí)驗(yàn)的貢獻(xiàn)。
1956年ICRU正式明確，把上述定義的以“倫琴”為單位的那個(gè)量稱為照射劑量，它是根據(jù)對(duì)空氣產(chǎn)生電離的本領(lǐng)大小而對(duì)X或γ射線所作的量度，倫琴作為照射劑量的單位。
ICRU在這一年的報(bào)告中強(qiáng)調(diào)指出照射劑量和吸收劑量這兩個(gè)概念的區(qū)別。照射劑量（倫琴）或照射劑量率（倫琴∕分鐘）是根據(jù)其電離本領(lǐng)大小來表示X或γ射線源的輸出量，或用來表征物體暴露在其中的輻射場。
ICRU還認(rèn)為，過去“倫琴”被定義為X或g射線的“量”或“劑量”的單位，這種名稱含糊不清。輻射的“量”一般也可以理解為能量通量密度的時(shí)間積分；“劑量”這個(gè)字眼也過于寬泛，容易引起混淆。所以，ICRU想把“劑量”這個(gè)詞在使用上與它過去和倫琴單位的聯(lián)系徹底割斷。當(dāng)初ICRU就打算采用術(shù)語照射量，而不采用照射劑量，但遭到國際放射防護(hù)委員會(huì)的反對(duì)，因?yàn)樵诜派鋵W(xué)上幾十年來一直把這個(gè)量當(dāng)做一種劑量看待，而且許多國家在輻射防護(hù)的法律條文中也使用這種用語。為了照顧習(xí)慣，ICRU采取了權(quán)宜之計(jì)，把這個(gè)量稱為“照射劑量”。
1962年ICRU第10a報(bào)告有較大的修改，其主要內(nèi)容：
1) 將以倫琴為單位的量的名稱，由原來的照射劑量改為照射量，從而使其終于完全與“劑量”一詞脫離關(guān)系。倫琴（R）只能是照射量的單位，不能是其他量的單位。
2) 提出比釋動(dòng)能（kerma）的量，比釋動(dòng)能的名稱由英語kinetic energy released in material（在物質(zhì)中釋放出的動(dòng)能）縮寫而成，以erg∕g、J∕kg等單位表示，不能以拉德為單位，拉德只用于吸收劑量。
3) 規(guī)定把粒子或粒子通量密度對(duì)時(shí)間的積分稱為注量（fluence）；相應(yīng)地把強(qiáng)度對(duì)時(shí)間的積分稱為能注量（energy fluence）。
4) 提出質(zhì)能轉(zhuǎn)移系數(shù)μk∕ρ的概念。它等于任一點(diǎn)的比釋動(dòng)能與光子或中子的能注量的比率。人們比較熟悉的質(zhì)能吸收系數(shù)μen∕ρ比μk∕ρ小。質(zhì)能吸收系數(shù)中不包括光子或中子所釋放的次級(jí)帶電粒子通過發(fā)射軔致輻射而損失的能量。
此后1971年ICRU出版了第19號(hào)報(bào)告，專門論述了電離輻射量和單位。1980年4月出版的第33號(hào)報(bào)告全部采用國際制單位。1984年5月ICRP第42號(hào)出版物《國際放射防護(hù)委員會(huì)使用的重要概念和量匯編》中明確指出：“照射量這個(gè)量曾經(jīng)用于X和γ輻射的測量，現(xiàn)在它除了作為參考標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)量以外，日漸趨于淘汰，取而代之以空氣比釋動(dòng)能，……”
ICRU在第33號(hào)報(bào)告中指出：“由電子發(fā)射的軔致輻射被吸收后產(chǎn)生的電離不包括在dQ之中。若無這種差別，上面定義的照射量就是空氣比釋動(dòng)能的電離當(dāng)量。”
在ICRU 第33號(hào)報(bào)告中又指出：“對(duì)于涉及光子的許多應(yīng)用來說，由于在瞬時(shí)帶電粒子平衡條件下，以戈瑞為單位的空氣比釋動(dòng)能和以戈瑞為單位的空氣、水或軟組織的吸收劑量之間還存在著更近似的數(shù)值相等關(guān)系，因此，可以很方便地用以戈瑞為單位的空氣比釋動(dòng)能來作輻射測定。”
這樣，照射量作為一個(gè)劑量學(xué)量的地位和作用便歸于結(jié)束。
照射量及其單位的歷史演變，是一個(gè)物理量不斷完善，不斷嚴(yán)格規(guī)范的過程。照射量的使用范圍已經(jīng)漸漸縮小，甚至完全停止使用。其在劑量學(xué)中的地位也逐步讓位于空氣比釋動(dòng)能。這就是我們所說在電離輻射領(lǐng)域量和單位改制中不僅有單位制的變化，還有伴隨所使用物理量的改變。但是，回顧照射量的演變及其歷史作用，對(duì)于理解新的單位空氣比釋動(dòng)能的定義、用途、以及在劑量學(xué)系統(tǒng)中的作用非常有益。
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