22.55辐射作用原理 姓名： 2004年春 教授Coderre 考试1 2004年3月12日 您应在I5小时内完成本次考试 本次考试为闭卷 请将所有答案写在后面的答愿纸上 辅助材料（公式.表53）见试题后面 本试题包括7个题目，总分：100分。 每道题目序号后面的括号内是该题目的分值 1.(10分) a)什么是氧效应？ b)为什么它在放射治疗中很重要？ ©)氧增比(OR随LET如何变化？如果需要的话，可面图说明
22.55 辐射作用原理 姓名:____________________ 2004年 春 教授 Coderre 考试 1 2004年3月12日 您应在1.5小时内完成本次考试. 本次考试为闭卷. 请将所有答案写在后面的答题纸上. 辅助材料(公式, 表 5.3) 见试题后面. 本试题包括7个题目，总分：100分。. 每道题目序号后面的括号内是该题目的分值. 1. (10 分) a) 什么是氧效应? b) 为什么它在放射治疗中很重要? c) 氧增比 (OER)随LET如何变化? 如果需要的话，可画图说明
2(10分) 简答题 )一个细胞尝试对其微小损伤点进行修复，但实际的修复过程却造成了更为严重的损伤，如致死性 提伤。这可能吗？请解释之。 b)为什么基于凝胶的DNA损伤检测看要的剂量高达900Gy?
2. (10 分) 简答题. a) 一个细胞尝试对其微小损伤点进行修复，但实际的修复过程却造成了更为严重的损伤，如致死性 损伤。这可能吗？请解释之。 b) 为什么基于凝胶的DNA损伤检测需要的剂量高达900 Gy?
3.(20分) 一个球形细胞核。直径4m.在其最厚点被一个字宙射线粒子穿过：铁离子(s.能量1%G©V, LET 951 keV/ume )试计算整个细胞核的剂量(Gy):若在计算中作出了一定假设，请列出假设条件。 b)如果生成OH自由基的G值是025，则细胞核中将产生多少OH自由基？
3. (20 分) 一个球形细胞核, 直径4 µm, 在其最厚点被一个宇宙射线粒子穿过: 铁离子 ( ), 能量1.96 GeV, LET 951 keV/µm。 a) 试计算整个细胞核的剂量(Gy)；若在计算中作出了一定假设，请列出假设条件。 b) 如果生成OH自由基的G值是0.25，则细胞核中将产生多少OH自由基?
4.15分) 若将℃和费U加速到与能量为240MeV的M具有相同的半影半径，各需要多少能最？ b)试估计上途三种离子在水中的射程
4. (15 分) a) 若将 和 加速到与能量为240 MeV的 具有相同的半影半径，各需要多少能量? b) 试估计上述三种离子在水中的射程
5.(10分) 一个质量为10克的肿箱组织总计被给予了60Gy的光子照射剂量，分次治疗(30天，2Gy/每天)的 有效存活曲线无扇宽，D为3.1Gy,假设1克肿痛组织中含有10个肿瘤细胞，会有多少个肿瘤细胞在 治疗后存活？
5. (10 分) 一个质量为10克的肿瘤组织总计被给予了60 Gy的光子照射剂量。分次治疗（30天，2 Gy / 每天）的 有效存活曲线无肩宽，D0为3.1 Gy. 假设1克肿瘤组织中含有109 个肿瘤细胞，会有多少个肿瘤细胞在 治疗后存活?
6.(20分) 一个未知生物体（来自火星）侵入了位于Brookhaven国家实验室的NASA辐射生物研究机构.那里的 研究者使用各种粒子束对其进行辐照。观察其存活情况：并得到如下数据。请利用这些结果估计这 个生物体的大小 拉子 电荷包LET (keV/um D.(Gy) H 1 10 16x10 He 2 65 15x10 C 6 250 20x10 Ne 10 850 1.7x10 Ar 18 2000 35x10
6. (20 分) 一个未知生物体(来自火星)侵入了位于Brookhaven 国家实验室的NASA辐射生物研究机构. 那里的 研究者使用各种粒子束对其进行辐照，观察其存活情况；并得到如下数据。请利用这些结果估计这 个生物体的大小. 粒子 电荷 (z) LET (keV/µm) D 0 (Gy) 1 H 1 10 1.6 x 10 6 4 He 2 65 1.5 x 10 6 12 C 6 250 2.0 x 10 6 20 Ne 10 850 1.7 x 10 6 40 Ar 18 2000 3.5 x 10 6
7.15分) 你的任务是确定一束光子的能量。通过使用一系列厚度为1mm的铝板和电离室测量射线强度，你发 现17块1mm的铝板可使射线强度降低50%（即，半质层是1.7cm铝：铝的MW=27修尔：密度-2.7 g/cm') a)光子的能量是多少？ )对此能量光子。铝的原子截面是多少？
7. (15 分) 你的任务是确定一束光子的能量。通过使用一系列厚度为1 mm的铝板和电离室测量射线强度，你发 现17块1 mm的铝板可使射线强度降低50%（即，半质层是1.7 cm铝；铝的MW=27 g/摩尔； 密度=2.7 g/cm3 ） a) 光子的能量是多少? b) 对此能量光子，铝的原子截面是多少?
辅助材料（并非都是有用的 1eV=1.602x10J 21 质子质量=1.0073AMU=93827MeV=1.6726x10kg 中子质量=1.0087AMU=939.57MeV=1.6749x10号 电子质量=0.00054858AMU=0.511MeV=9.1094x10"kg 半影半径，。 y,=0.768E-1.925VE+1.257 microns 其中，EMeV/核子 核半径「 r=0.0116f 核与半影的能量密度，P LET /2 LET /2 P.= + πr 2rIn(ve.r/r) LET,/2 2πr2ln(Nern/r) 阻止本领： d压508xl0"2nFm-n1J 阳 MeV cm FUm-1nL02xcP-产 其中， 1-B =4.312 n=3.34 x 10 electrons/m
辅助材料 (并非都是有用的) 1 eV = 1.602 x 10 -19 J 质子质量 = 1.0073 AMU = 938.27 MeV = 1.6726 x 10 -27 kg 中子质量 = 1.0087 AMU = 939.57 MeV = 1.6749 x 10 -27 kg 电子质量 = 0.00054858 AMU = 0.511 MeV = 9.1094 x 10 -31 kg 半影半径, r p 其中， E =MeV/核子. 核半径, rc 核与半影的能量密度, ρ: 阻止本领: MeV cm -1 其中， ln Iev n = 3.34 x 10 29 electrons/m 3
表5.3质子在水中的质量阴止本领dE/p和射程R, TABLE 5.3.Mass Stopping Power -dEpdx and Range R,for Protons in Water Kinetic Energy -dE/odx R (MeV) (MeV cm g-) (g cm2 0.01 000021 500. 3×10-5 0.04 .000085 860. 6×10- 0.05 000107 910. 7×10-3 0.08 000171 920. 9×10-5 0.10 000213 910. Fx104 0.50 001065 428. 8×10 .1.00 002129 270. 0.002 2.00 004252 162. 0.007 4.00 008476 95.4 0.023 6.00 01267 69.3 0.047 8.00 01685 55.0 0.079 10.0 .02099 45.9 0.118 12.0 02511 39.5 0.168 14.0 02920 34.9 0.217 16.0 03327 31.3 0.20 18.0 03731 28.5 0.342 20.0 04133 26.1 0.418 25.0 .05126 21.8 0.623 30.0 06104 18.7 0.864 35.0 .07066 16.5 1.14 40.0 .0014 14.9 1.46 45.0 08948 13.3 1.80 50.0 .09867 12.4 2.18 60.0 .1166 10.8 3.03 70.0 .1341 9.55 4.00 80.0 .1510 8.62 5.08 90.0 .1675 7.88 6,27 100. .1834 7.28 7.37 2568 3.44 15.5 3207 4.49 25.5 300 4260 3.52 50.6 400 .5085 3.02 80.9 3500 .5746 2.74 115. 600 6281 2.55 152 700. 6721 2.42 192 800 .7088 2.33 900. .7396 2.26 1000. ,7658 2.21 321 2000. 8981 2.05 795. 4000. 9639 2.09 1780
表5.3 质子在水中的质量阻止本领 –dE/ρdx 和射程Rp
6 0.6 0.4 02 0.06 Q.04 002 0.011 0010024044601020406124610204001w Photon Energy (MeV) FIGURE 8.8.Mass attenuation cocfficients for various elements.[Reprinted with per- mission from K.Z.Margan and J.E.Turner,eds.,Principles of Radiation Protection. Wiley,New York (1967).Copyright 1967 by John Wiley Sons.] 图88.几种元素的质量襄减系数
图8.8. 几种元素的质量衰减系数