放射物理與輻射防護(第2版)（簡體書）

“放射物理與輻射防護”是醫學影像技術專業的重要專業基礎課之一，其教學任務是為後續專業課及繼續教育課程奠定必要的基礎。根據影像技術專業人才培養的目標要求，本教材教學內容涵蓋了影像物理、核醫學物理、放射治療劑量學基礎以及醫療照射的輻射防護學知識、能力及素質要求。影像物理、核醫學物理主要講授有關射線及放射性核素的基本特性、產生以及射線與物質相互作用的基本過程、輻射能量的轉移、沉積、傳遞規律；放射治療劑量學則主要介紹放射治療過程中輻射劑量計算、測量以及基本的劑量學體系；輻射防護部分則重點介紹國際相關組織、國家對醫療照射所制定的有關標準、條例和輻射防護法規。

教授，理學碩士，放射醫學博士，碩士生導師。主要研究方向為醫療照射輻射劑量學問題。近年來發表論文40余篇，山東省教學名師，泰安市拔尖人才。承擔山東省科技廳、山東省教育廳、山東省衛生廳科研課題6項。 主編教材多部， 省級精品課程“放射治療劑量學”負責人，省級虛擬仿真實驗項目負責人 ，山東第一醫科大學國家級一流本科專業——醫學影像技術專業負責人。

1. 探索專業基礎課教材課程思政呈現方式，將課程思政教育與專業知識講授有機融合，突出專業知識中的思政元素及其內含教育寓意。
2.根據現代信息網絡技術發展所帶來的教育資源獲取的便利性，知識展示的多維性，學習、訓練的自主性，在上版教材網絡增值服務的基礎上，本版教材嘗試將紙質內容與數字教學資源以融合教材的形式提供給教育者和學習者。
3.根據近年來國家頒布的有關放射防護法規、標準以及國際相關機構發表的關於醫療照射的放射防護體系、概念，對教材的相關部分進行了更新。
4.考慮到各校實驗教學需要，體現以學生為中心教學理念，根據教學大綱要求，對理論教學內容以及實驗內容進行了調整、補充。增加了部分實驗教學數字資源，便於學生自學。

“放射物理與輻射防護”是醫學影像技術、醫學影像學等本科專業的核心基礎課，其教學任務是為後續專業課及畢業後教育奠定必要的基礎。教材內容涉及放射物理學基礎、放射治療輻射劑量學基礎以及放射防護基本法規和標準。
上版教材《放射物理與輻射防護》為國家衛生和計劃生育委員會“十三五”規劃教材。自2016 年8 月首版發行以來，由於內容選取得當、深淺適度、體例編排適合教與學，紙、數融合特色突出，全國開辦醫學影像技術、醫學影像學專業的院校廣泛使用。首版教材累計印刷12 次，累計發行5 萬余冊。由於本教材講授內容貼近職業標準，教材成為國家衛生健康委員會大型設備操作技能考核及職稱晉升考試的重要參考書。
黨的二十大勝利召開，吹響了全面推動高等教育高質量發展的號角，“為黨育人，為國育才”成為高等教育神聖使命。為適應新醫科發展對醫學影像技術專業教育帶來的挑戰，特別是現代信息技術發展對教育教學及知識獲取帶來的重要變革，充分彰顯教材在立德樹人過程中的獨特作用，在充分調研及廣泛征求國內院校教師對教材使用建議的基礎上，編者對本教材進行了第二輪修訂。
1. 探索專業基礎課教材課程思政呈現方式，將課程思政教育與專業知識講授有機融合，突出專業知識中的思政元素及其內含教育寓意。
2. 根據現代信息網絡技術發展所帶來的教育資源獲取的便利性，知識展示的多維性，學習、訓練的自主性，在上版教材網絡增值服務的基礎上，本版教材嘗試將紙質內容與數字教學資源以融合教材的形式提供給教育者和學習者。將過去不容易在紙質教材上展現的動畫、視頻、微課、圖示等數字資源以插入二維碼的形式在紙版教材中體現，閱讀者通過掃描二維碼就可以實現知識點多維顯示並通過移動客戶端實現交互式學習。
3. 根據近年來國家頒布的有關放射防護法規、標準以及國際相關機構發表的關於醫療照射的放射防護體系、概念，對教材的相關部分進行了更新。
4. 考慮到各校實驗教學需要，體現以學生為中心教學理念，根據教學大綱要求，對理論教學內容以及實驗內容進行了調整、補充。增加了部分實驗教學數字資源，便於學生自學。
本教材建議教學54 學時，理論教學38 學時，實驗教學16 學時。
在本輪教材修訂過程中，雖然采納了多數院校同行對上版教材所提出的意見與建議，但是由於編者水平所限，書中難免仍存缺點與不足，懇請使用本教材的師生及閱讀本書的同行給予寶貴意見以便下次修訂、完善。
主編
2023 年6 月

第一章物質結構/1
第一節原子結構/1
一、揭示原子結構的實驗基礎/1
二、玻爾的原子模型/3
三、原子核外的電子結構/6
第二節原子核結構/7
一、原子核組成/7
二、原子核結合能/8
三、原子核能級/10
四、原子核自旋與核磁矩/10
第三節磁共振/11
一、核磁矩在靜磁場中的進動/11
二、核磁共振現象/13
三、核自旋弛豫/14
第四節磁共振現象的醫學應用/15
一、磁共振波譜分析技術/15
二、磁共振成像技術/17
第二章核衰變/20
第一節放射性核素衰變類型/20
一、α衰變/20
二、β衰變/21
三、γ衰變和內轉換/22
第二節原子核的衰變規律/22
一、衰變規律/22
二、衰變平衡/24
第三節放射性核素衰變的統計/25
第四節醫用放射性核素的生產與制備/26
一、放射治療常用放射性核素及其產生/26
二、核醫學常用放射性核素及其產生/27
第五節放射性核素的臨床應用/30
一、放射性核素在腫瘤放射治療中的應用/30
二、放射性核素在核醫學檢查中的應用/31
第三章醫用X射線的產生與特性/34
第一節X射線的發現/34
第二節X射線的本質與特性/35
一、X射線的本質/35
二、X射線的基本特性/36
第三節X射線的產生條件與裝置/37
一、X射線的產生條件/37
二、X射線的發生裝置/37
第四節X射線的產生原理/40
一、電子與物質的相互作用/40
二、兩種X射線的產生原理/41
第五節X射線的量與質/46
一、概念及其表示方法/46
二、影響X射線量和質的因素/47
第六節X射線的產生效率/48
第七節X射線強度的空間分布/49
第四章X（或γ）射線與物質的相互作用/53
第一節概述/53
一、X射線與物質相互作用的概率/54
二、射線的衰減/54
三、能量轉移和吸收/56
第二節X射線與物質相互作用的主要過程/57
一、光電效應/57
二、康普頓效應/60
三、電子對效應/64
第三節X射線與物質相互作用的其他過程/64
一、相干散射/64
二、光核作用/65
第四節各種作用發生的相對概率/65
一、Z和hν與三種基本作用的關係/65
二、診斷放射學中各種基本作用發生的相對概率/66
第五章X（或γ）射線在物質中的衰減/68
第一節單能X射線在物質中的衰減規律/68
一、窄束X射線在物質中的衰減規律/68
二、寬束X射線在物質中的衰減規律/70
第二節連續X射線在物質中的衰減規律/71
一、連續X射線在物質中的衰減特點/71
二、影響X射線衰減的因素/72
三、X射線的濾過/73
第三節診斷放射學中X射線的衰減/75
一、人體的構成元素和組織密度/76
二、X射線通過人體的衰減規律/76
第四節X射線的臨床應用/77
一、X射線攝影技術/78
二、介入放射技術/79
三、計算機體層成像技術/79
四、腫瘤放射治療技術/80
第六章常用的輻射量和單位/81
第一節描述電離輻射的常用輻射量和單位/81
一、描述輻射場性質的量/81
二、照射量/83
三、比釋動能/84
四、吸收劑量/84
五、吸收劑量、比釋動能及照射量之間的關係和區別/86
第二節輻射防護中使用的輻射量和單位/88
一、當量劑量/88
二、有效劑量/89
三、吸收劑量的蒙特卡洛計算/91
四、集體當量劑量和集體有效劑量/93
五、待積當量劑量和待積有效劑量/93
第七章放射線的測量/95
第一節照射量的測量/95
一、自由空氣電離室/95
二、實用型電離室/97
三、電離電荷測量電流/99
第二節吸收劑量的測量/100
一、吸收劑量的基本測量法/100
二、電離室測量法/101
三、吸收劑量的其他測量方法/104
第三節射線質的測定/105
一、400kV以下X射線質的測定/105
二、高能X射線能量的測定/105
三、高能電子束能量的測定/106
第四節醫用影像檢查技術的輻射劑量學評價/106
一、X射線攝影與X射線透視檢查技術輻射劑量學評價/107
二、CT檢查的輻射劑量學評價/108
三、核醫學檢查劑量學評價/110
第八章放射治療劑量學/113
第一節放射源和放射治療設備/113
一、放射治療常用的放射源及照射方式/113
二、放射治療常用的放射性同位素/113
三、放射治療常用的治療設備/114
四、放射治療技術/115
第二節高能X射線射野劑量學/115
一、模體/115
二、百分深度劑量/116
三、組織空氣比/119
四、組織最大劑量比/120
五、等劑量分布與射野離軸比/121
六、楔形射野及劑量分布/122
七、人體曲面和不均勻組織的修正/123
八、輸出劑量的計算方法和實例/124
第三節高能電子射線射野劑量學/126
一、高能電子射線束的產生及物理特性/126
二、電子線百分深度劑量/126
三、電子線等劑量曲線的分布/128
四、電子線射野的均勻性和半影/128
五、高能電子線輸出劑量的計算/129
第四節近距離照射劑量學/129
一、近距離照射劑量學的基本特點及其劑量分布/130
二、腔內照射劑量學/131
三、組織間照射劑量學/132
四、粒子植入照射劑量學/132
第五節放射治療計劃設計的基本劑量學原則/132
一、放射治療計劃的設計/133
二、放射治療計劃的評估與驗證/133
第九章放射線對人體的影響/136
第一節放射線的生物效應/136
一、放射生物學基礎/136
二、輻射生物效應分類/139
三、胎兒出生前受照效應/144
四、皮膚效應/145
第二節影響輻射損傷的因素/146
一、與電離輻射有關的因素/146
二、與機體有關的因素/148
三、環境因素/148
四、醫療照射因素/149
第十章放射防護法規與標準/153
第一節放射防護法規/153
第二節放射防護標準/154
一、標準的概念/154
二、標準的發展/155
三、醫用放射防護標準/155
第三節放射防護標準介紹/156
一、國際電離輻射防護基本安全標準簡介/156
二、國際電離輻射防護和輻射安全的基本安全標準/157
三、我國現行放射防護標準/159
第四節放射防護法規與標準的貫徹實施/160
一、放射工作單位自主管理/160
二、衛生行政部門監督管理/161
第十一章放射線的屏蔽防護/164
第一節輻射防護的基本方法/164
一、外照射防護的基本方法/164
二、內照射防護的基本方法/164
第二節射線屏蔽材料/165
一、對屏蔽材料的要求/165
二、常用屏蔽防護材料/165
第三節射線屏蔽厚度的確定方法/167
一、確定屏蔽厚度的依據/167
二、屏蔽厚度的計算/169
第十二章醫療照射的輻射防護/175
第一節醫用診斷X射線的防護/175
一、輻射防護原則/175
二、診斷X射線機防護性能的要求/176
三、X射線計算機斷層攝影（CT機）輻射防護要求/176
四、輻射防護設施/177
五、醫用X射線診斷防護安全操作要求/178
六、CT操作中的輻射防護要求/180
七、介入放射學操作中的輻射防護要求/180
八、婦女X射線檢查的防護/181
九、兒童X射線檢查的防護/182
第二節腫瘤放射治療的輻射防護/183
一、醫用電子直線加速器的輻射防護/183
二、醫用γ射線外照射治療的輻射防護/183
三、外照射放射治療中對患者的防護/184
第三節核醫學檢查的輻射防護/185
一、臨床核醫學場所的輻射防護要求/185
二、放射性藥物操作的輻射防護要求/185
三、臨床核醫學治療的輻射防護要求/185
第四節輻射防護監測/186
一、場所輻射防護監測/186
二、個人劑量監測/186
第五節醫療照射的輻射防護管理/187
一、輻射防護管理機構/187
二、放射性工作申請許可制度/187
三、輻射防護管理內容/188
實驗/195
實驗一X射線特性的驗證/195
實驗二放射性活度統計測量仿真實驗/195
實驗三X射線能譜特性仿真實驗/198
實驗四X射線機輸出量的測量/199
一、X射線機輸出量的測量/199
二、X射線機輸出量測量仿真實驗/200
實驗五X射線半值層測量實驗/203
一、X射線半值層的測量/203
二、X射線半值層測量仿真實驗/203
實驗六透視X射線機防護區照射量率的測量/206
實驗七X射線屏蔽材料鉛當量測量/208
一、X射線屏蔽材料鉛當量測量/208
二、X射線屏蔽材料鉛當量測量仿真實驗/209
實驗八介入放射學輻射劑量學測量/210
實驗九CT劑量學指數測量及評價/211
實驗十加速器機房外周圍當量劑量率測量及評價/212
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