工業(yè)輻射防護(hù)省輻射站

1、輻射源安全基本知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)與工業(yè)輻射防護(hù),內(nèi)容提要,一、放射性同位素基本知識(shí)二、工業(yè)輻射防護(hù),一、放射性 同位素基本知識(shí),1.1原子與原子核組成物質(zhì)的微小單元稱為原子,這種微小單元不能用任何化學(xué)方法再分割。原子是由原子核和核外電子所組成。原子核由中子和質(zhì)子組成，質(zhì)子帶正電，電量與電子所帶電荷相等，中子不帶電。原子的化學(xué)性質(zhì)由質(zhì)子數(shù)或者核外電子數(shù)決定。將質(zhì)子數(shù)相同的原子稱為元素，質(zhì)子個(gè)數(shù)稱為原子序數(shù)。一種元素代表一種物質(zhì)。元素的

2、表示方式為AZXN例如：氫用符號(hào)１１Ｈ來(lái)表示,,原子的大小:原子的大小約為10－１０米；原子質(zhì)量：１ｕ＝１２Ｃ原子質(zhì)量×１／１２；１ｕ＝１.６６× 10－２７ｋg；原子核的大小：原子核的大小約為10－１５米；原子核的密度：原子核的密度約為10１４克／厘米３ ；裂變能：原子核在發(fā)生核裂變時(shí)會(huì)釋放出巨大的能量，稱為裂變能:例如１克２３５Ｕ完全發(fā)生裂變后的可用能量為８.２× 10１０J相當(dāng)于燃燒2.5

3、t標(biāo)準(zhǔn)煤；一個(gè)1000MW電功率核電站每天消耗235U約3.2kg,相當(dāng)于燃燒8000t標(biāo)準(zhǔn)煤;聚變能:1克氘完全聚變釋放出的能量大約為1011J.海水中富含氘如果將1升海水中所含氘提煉出來(lái)全部用于聚變相當(dāng)于燃燒400升石油,因此開(kāi)發(fā)聚變能是解決人類能源危機(jī)的重要途徑.,,1.2 放射性及其種類原子核自發(fā)地放射各種射線的現(xiàn)象，稱為放射性。能自發(fā)地放射各種射線的核素，叫放射性核素。實(shí)驗(yàn)證明，對(duì)放射性核素加溫、加壓或加電磁場(chǎng)，都不能抑制

4、或顯著改變其放射性。原子核發(fā)射的射線一般為三種，α射線，β射線γ射線，。（1）α射線是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核（又稱α粒子）組成的，所以它在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向與正離子流相同。它的電離作用大，貫穿本領(lǐng)小。（2）β射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，它的電離作用較小，貫穿本領(lǐng)較大。（3）γ射線是波長(zhǎng)很短的電磁波。它的電離作用小。貫穿本領(lǐng)大。此外，還有發(fā)射正電子、質(zhì)子、中子、重離子等其它粒子的情況。,,1.4放射性活度及單位一定量的放射性核素在一個(gè)很

5、短的時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生的核衰變數(shù)除以該時(shí)間間隔叫做放射性活度（GB4960-85），通常用A表示。原子核自發(fā)地放射出射線后，原子核本身就從一種核素轉(zhuǎn)變成另一種核素，這種過(guò)程就叫做原子核的衰變，又叫放射性衰變。在國(guó)際單位制中，放射性的單位為貝可勒爾，簡(jiǎn)稱貝可，符號(hào)Bq。1Bq等于放射性物質(zhì)在1秒鐘內(nèi)有1個(gè)原子核發(fā)生衰變。其表達(dá)式如下： 1Bq(貝可) = 1 次衰變/秒,居里與貝可的換算,1Ci = 3.7×

6、1010 次衰變/秒=3.7×1010 Bq 1mCi=3.7×107Bq1μCi=3.7×104Bq為了便于書(shū)寫以上各式還可寫為:1Ci = 3.7×1010 Bq =37GBq 1mCi=3.7×107Bq=37MBq1μCi=3.7×104Bq=37kBq,,1.4半衰期(T1/2)放射性原子核的數(shù)量因衰變而衰減到原來(lái)數(shù)目的一半所需要的時(shí)間，例如：Ａｍ－２

7、４１的半衰期為４３０年Ｃｏ－６０的半衰期為５．２７年Ｃｓ－１３７的半衰期為３０年放射性同位素的半衰期有的長(zhǎng)達(dá)幾十億年，有的短至不到１秒，它代表每一種放射性同位素的特性。,1.6同位素和放射性同位素,什么是同位素？核內(nèi)具有相同數(shù)目的質(zhì)子（即原子序數(shù)相同），但中子數(shù)不同的一類原子，它們的化學(xué)性質(zhì)相同，在元素周期表上占據(jù)同一個(gè)位置，故稱作同位素。例如：11H 、21H 31H，它們的原子序數(shù)都是1，但它們的中子數(shù)分別為1、2、3，它們都

8、是氫元素的同位素。同位素有二類，一類是穩(wěn)定的，凡原子核不會(huì)自發(fā)地發(fā)生變化的同位素，稱為穩(wěn)定的同位素。另一類是不穩(wěn)定的。,,什么是放射性同位素放射性同位素會(huì)自發(fā)地從原子核里向四面八方放出射線放射性同位素是不穩(wěn)定的，它可以從一種元素自發(fā)地衰變成另一種元素例如：我們最熟悉地氫，如圖,11氫 21氫 31氫,,,,,,,,,,,,,放射些什么,放射性同位素所放出的射線常見(jiàn)的有三種，即大家非常熟悉的α射線、β射線、和γ

9、射線。α射線,,,,,,,,,γ射線,β射線,,鐳源,,鉛屏蔽體,,,α射線,α射線是一種帶正電的粒子流，也就是氦原子核流，因此帶兩個(gè)單位正電量；穿透能力很小，用一張紙就可以將它擋住，在空氣中也只能穿行幾厘米。但它的電離本領(lǐng)很大，在穿過(guò)空氣時(shí)能使空氣變?yōu)閷?dǎo)電體。,β射線,β射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流。它有兩種：一種是我們常說(shuō)的電子稱β- ；另一種是帶正電的正電子稱β+ 。 β射線的穿透力比α射線強(qiáng)，它可以穿過(guò)一張紙，可是不太厚的有機(jī)玻璃

10、或鋁片就可以將它擋住。 β射線也能使空氣變成導(dǎo)電體，不過(guò)電離能力不及α射線,γ射線,γ射線是一種波長(zhǎng)很短、肉眼看不見(jiàn)的電磁波，它不帶電。γ射線的性質(zhì)與X射線很相似，但γ射線的能量更高，穿透力更強(qiáng)，要擋住它，需要很厚的鉛版。但它的電離能力最小。,1.7 放射性同位素的分類,放射性同位素分為天然和人工的兩種。自然界中天然存在的輻射和來(lái)自宇宙的輻射我們把它統(tǒng)稱為天然輻射。人工制造的放射性同位素稱為人工放射性同位素。天然放射性同位素已發(fā)現(xiàn)幾十

11、種，但有實(shí)際意義的核素有23592U、23892U、22688Ra、22286Rn、4019K、146C等。天然放射性同位素的放射性活度一般都很低，不能滿足人們?cè)诳蒲?、生產(chǎn)、醫(yī)療等方面應(yīng)用的需要，因此，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們又根據(jù)不同的需要生產(chǎn)了各種各樣的人工放射性同位素,,,,,,,,,60 27Co,238Uα4.4E9y92,234Thβ24d90,234Uα2.45E5y92,230Thα7.7E4y90,226Raα

12、1.62E3y88,222Rnα3.82d86,218Poα3.05分84,214Pbβ2.68分82,214Biα19.9分83,210Tlβ1.3分81,210Pbβ22.2y82,210Biα5d83,206Tlβ4.2分81,206Pb穩(wěn)定80,234Paβ1.17分91,,,,,,,,,,,,,,,,60Ni,1。17MeV,1。33MeV,,,,,,,137Cs,0.661MeV,137Ba,β-,β-

13、,,,,,1.7 放射性同位素不穩(wěn)定的原因,（1）、原子核里核子過(guò)多（2）、原子核里中子過(guò)多（3）、原子核里質(zhì)子過(guò)多（4）、原子核能量過(guò)高（5）、原子核俘獲外圍電子,（1）、原子核里核子過(guò)多,如果原子核里核子過(guò)多，其結(jié)構(gòu)松散，常常會(huì)自動(dòng)放出α射線。這就是α射線的來(lái)源。一種元素的原子核放出α射線后，即衰變?yōu)樵有驍?shù)減去2，質(zhì)量數(shù)減去4的另一種元素的原子核。例如：22688鐳放出α射線后變?yōu)?2286氡，其衰變過(guò)程可以寫成：22

14、688鐳 → 22286氡＋ 42氦42氦就是α粒子。,（2）、原子核里中子過(guò)多,當(dāng)有一些元素的原子核里的中子過(guò)多時(shí)，那么多余的中子就會(huì)自動(dòng)變?yōu)橘|(zhì)子，同時(shí)放出一個(gè)電子，這就是β-射線的來(lái)源。放出β-射線后即衰變?yōu)樵有驍?shù)增加一，而質(zhì)量數(shù)不變的另一種元素的原子核。例如，前面講過(guò)的31氫放出β-射線后衰變?yōu)?2氦：31氫→ 32氦＋ β-,當(dāng)有一些元素的原子核里的質(zhì)子過(guò)多時(shí)，在一定條件下，原子核內(nèi)就會(huì)有一個(gè)質(zhì)子自動(dòng)變?yōu)橹凶?，同時(shí)放出

15、一個(gè)正電子，這就是β+射線的來(lái)源。放出β+射線后即衰變?yōu)樵有驍?shù)減去一，而質(zhì)量數(shù)不變的另一種元素的原子核。例如：2211鈉→ 2210氖＋ β+,（3）、原子核里質(zhì)子過(guò)多,（4）、原子核能量過(guò)高,有一些原子核，由于能量過(guò)高，往往把多余的能量以γ射線的形式釋放出來(lái)，這就是γ射線的來(lái)源。原子核放出γ射線后，它的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)都不變，也就是說(shuō)它們的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都相同，但它們的一些核性質(zhì)如半衰期、射線性質(zhì)等卻不相同。我們用“同質(zhì)異能核”

16、來(lái)區(qū)分這種性質(zhì)不同的核。例如：99m43锝→ 9943锝＋ γ99m43锝叫做 9943锝的“同質(zhì)異能核”，以m表示。,有一些元素的原子核可以俘獲一個(gè)外圍電子，衰變?yōu)樵有驍?shù)減去一，而質(zhì)量數(shù)不變的另一種元素的原子核，其結(jié)果與β+衰變一樣 。例如：放出X射線5526鐵＋ e- → 5525錳這種衰變叫做電子俘獲。被俘獲的電子所留下的空位，由其他外圍電子來(lái)補(bǔ)充，這就放出X射線。因此，電子俘獲的同位素都能放出X射線。,（5）、原子核俘

17、獲外圍電子,1.8放射性同位素怎樣得到的,★ 從大量的天然礦石中提煉。例如，鈾-235、鐳-226等，但量少，價(jià)格昂貴。 ★ 通過(guò)加速器生產(chǎn)。但產(chǎn)量低，費(fèi)用高。目前主要用來(lái)制備在核反應(yīng)堆中不易得到的放射性同位素。 ★ 通過(guò)核反應(yīng)堆生產(chǎn)。不但產(chǎn)量高，而且成本低。目前決大多數(shù)放射性同位素都是用核反應(yīng)堆生產(chǎn)的。,2、射線與物質(zhì)的相互作用,2.1α粒子與物質(zhì)相互作用α粒子就是高速運(yùn)動(dòng)的氦核。α粒子與物質(zhì)相互作用引起電離和激發(fā)。

18、α粒子在空氣中的射程一般只有幾厘米，在其它介質(zhì)中的射程還要短。,,2.2β射線與物質(zhì)相互作用β射線實(shí)際上是高速運(yùn)動(dòng)的電子。β射線與物質(zhì)相互作用與主要能量損失方式：電離能量損失、輻射能量損失，多次散射導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)軌跡不是直線。β粒子電離能量損失率較小，電離本領(lǐng)較弱。β射線在空氣中的最大射程約為十幾米。對(duì)于β+射線，它與物質(zhì)的作用，除了與β-射線相同外，當(dāng)它在介質(zhì)中被停止以后，還會(huì)與電子作用發(fā)生湮沒(méi)輻射，放出兩個(gè)能量均為511keV的γ

19、射線。,2.3γ和X射線與物質(zhì)相互作用,光電效應(yīng)：γ光子與靶物質(zhì)的束縛電子發(fā)生相互作用時(shí)，光子的全部能量轉(zhuǎn)移給某個(gè)束縛電子，使之克服原子核的束縛發(fā)射出來(lái)，而原來(lái)的γ光子消失。這個(gè)過(guò)程稱為光電效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子稱為光電子?？灯疹D效應(yīng)：入射γ光子與靶原子核的核外電子發(fā)生非彈性散射，這種過(guò)程稱為康普頓效應(yīng)。入射γ光子的一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，使它成為反沖電子，而入射γ光子的運(yùn)動(dòng)方向和能量發(fā)生變化。電子對(duì)效應(yīng)：當(dāng)γ光子從原子核旁經(jīng)過(guò)時(shí)，在原

20、子核的庫(kù)侖場(chǎng)作用下，γ光子轉(zhuǎn)化為一個(gè)正電子和一個(gè)負(fù)電子，這種過(guò)程稱為電子對(duì)效應(yīng)。,2.4 中子與物質(zhì)相互作用,中子本身不帶電，在中子與物質(zhì)相互作用時(shí)，與帶電粒子和γ射線相比有很大區(qū)別，特點(diǎn)是：中子不帶電，在通過(guò)物質(zhì)時(shí)，與核外電子之間沒(méi)有庫(kù)侖相互作用，不與核外電子發(fā)生相互作用，不能引起直接電離。那么中子是如何與物質(zhì)相互作用的呢？研究發(fā)現(xiàn)，中子與物質(zhì)相互作用重要靠中子的慢化（發(fā)生非彈性散射和彈性散射）和吸收（通過(guò)中子核反應(yīng)、中子俘獲、和中子

21、核裂變等反應(yīng)使中子被吸收）。見(jiàn)51頁(yè),3、輻射的生物學(xué)效應(yīng),按照輻射作用于物質(zhì)時(shí)所產(chǎn)生效應(yīng)的不同，人們將輻射分為電離輻射和非電離輻射兩類。電離輻射包括宇宙射線、X射線和來(lái)自放射性物質(zhì)的輻射。非電離輻射包括紫外線、熱輻射、無(wú)線電波和微波等。電離輻射通過(guò)各種各樣的途徑進(jìn)入我們生活，分為天然輻射和人工輻射.天然輻射遍布人類的整個(gè)生活環(huán)境，是主要的輻射來(lái)源，主要來(lái)自宇宙射線、宇生放射性核素和原生放射性核素。人工輻射主要來(lái)自礦物的開(kāi)采、核動(dòng)力

22、生產(chǎn)、核武器爆炸、放射性同位素應(yīng)用、射線裝置、醫(yī)療照射等。職業(yè)照射的主要來(lái)源就是人工輻射。醫(yī)療照射是不斷增加的最大人工電離輻射照射來(lái)源.科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)診斷與治療等，導(dǎo)致放射性物質(zhì)向環(huán)境的釋放或者放射源或者射線裝置直接對(duì)人員的照射等來(lái)源于人類實(shí)踐活動(dòng)的輻射稱為人工輻射。放射源及其應(yīng)用放射源：有許多放射性核素按照某種方式集成在一起，分為密封源和非密封源。 密封源：密封在包殼里的或緊密固結(jié)在覆蓋層里并呈固體形態(tài)的放射性物

23、質(zhì)。非密封源：不滿足密封源定義中所列條件的源.射線裝置及其應(yīng)用主要是X射線機(jī)和粒子加速器。X射線機(jī)產(chǎn)生低能X射線，加速器除產(chǎn)生低能X射線外還產(chǎn)能其它各種能量較高的粒子。,日常生活中接觸到的輻射劑量,吃食物 0.2mSv/年磚混結(jié)構(gòu)房屋 0.4mSvGy/年乘飛機(jī) 0.01mSv/小時(shí)吸煙

24、(20支/天) 1mSv/年土壤、空氣 0.5mSv/年胸部透視 大于0.2mSv/次消化道造影 大于13.7mSv/次,圖8.2 放射性物質(zhì)輻射人體的途徑,,,3.1、輻射對(duì)人體健康的影響（1）、輻射作用過(guò)程直接作用、間接作用。（2）、輻射作用效果細(xì)胞死亡、

25、細(xì)胞變異,,3.2、隨機(jī)性效應(yīng)與確定性效應(yīng)電離輻射作用于人體可能造成器官或者組織的損傷，表現(xiàn)出的生物效應(yīng)分為2類：輻射效應(yīng)顯現(xiàn)在受照者本人身上的稱為軀體效應(yīng)；出現(xiàn)在后代身上的稱遺傳效應(yīng)。還可以分為隨機(jī)性效應(yīng)和確定性效應(yīng)，便于進(jìn)行危害分析。隨機(jī)性效應(yīng)：輻射效應(yīng)的發(fā)生概率（而非嚴(yán)重程度）與劑量大小有關(guān)，不存在劑量閾值。針對(duì)小劑量、小劑量率（指低于0.1mGy/min的劑量率或小于0.2Gy的急性照射劑量）慢性照射，如致癌和遺傳效應(yīng)。

26、確定性效應(yīng)：有明確閾值，閾值以下不會(huì)見(jiàn)到有害效應(yīng)，達(dá)到閾值則有害效應(yīng)肯定發(fā)生，且輻射效應(yīng)的嚴(yán)重程度取決于所受劑量的大小，主要針對(duì)大劑量、大劑量率的急性照射，一般是事故照射。,慢性照射效應(yīng),小劑量慢性照射是指長(zhǎng)期接觸射線的職業(yè)性照射。由于接觸低劑量率的長(zhǎng)期照射，機(jī)體對(duì)射線有一定的適應(yīng)性，并對(duì)造成的損傷有一定的修復(fù)能力。只有劑量較高的慢性照射，且累積劑量達(dá)到一定程度，機(jī)體失去代償能力時(shí)才出現(xiàn)慢性損傷。慢性照射效應(yīng)臨床癥狀的出現(xiàn)，短者可在接

27、觸后幾個(gè)月，長(zhǎng)的可能在接觸幾年或更長(zhǎng)時(shí)間。癥狀為自覺(jué)疲乏無(wú)力、頭暈、頭痛、失眠、記憶力減退、性功能減退、食欲減退等。血液的變化，一般認(rèn)為，長(zhǎng)期小劑量照射后最明顯的變化是不同程度的白細(xì)胞減少，淋巴細(xì)胞相對(duì)增多。有人長(zhǎng)期觀察接觸射線人員血液指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，每天接受0.2mSv以下的照射未出現(xiàn)任何變化。如果一年有一半的時(shí)間從事射線工作，每天接受大約0.5mSv，少數(shù)人員的血象有改變等。,Χ、γ射線全身急性照射可能產(chǎn)生的效應(yīng),受照劑量（Gy）

28、 臨 床 癥 狀0～0.25 無(wú)可檢出的臨床癥狀,可能無(wú)遲發(fā)效應(yīng)。0.5 血象有輕度暫時(shí)性變化(淋巴細(xì)胞和白細(xì)胞減少),無(wú)其他可查出的臨床癥狀,但可 能有遲發(fā)效應(yīng),對(duì)個(gè)體不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的效應(yīng)

29、。1 可產(chǎn)生惡心、疲勞.受照劑量達(dá)1.25Gy以上時(shí),有20 ～25 ％的人可能 發(fā)生嘔吐,血 象有顯著變化,可能致輕度急性放射病。2 受照后24h內(nèi)出現(xiàn)惡心及嘔吐,經(jīng)約一周

30、潛伏期后,毛發(fā)脫落、厭食、 全身虛弱及 其他癥狀如喉炎、腹瀉等。如果既往身體健康或無(wú)并發(fā)感染者，短期內(nèi)可望恢復(fù)。4 受照后幾小時(shí)內(nèi)發(fā)生惡心及嘔吐,潛伏期約一周，二周內(nèi)可見(jiàn)毛發(fā)脫落、厭食、

31、 全身虛弱、體溫增高。第三周出現(xiàn)紫斑、口腔及咽部感染。第四周出現(xiàn)蒼白、流 鼻血、腹瀉、迅速消瘦。 50 ％受照個(gè)體可能死亡，存活者6個(gè)月內(nèi)可逐漸恢復(fù)?！? 受照者1～2h內(nèi)出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹瀉。潛伏期短，第一周出現(xiàn)腹瀉、嘔吐、口

32、 腔、咽喉發(fā)炎，體溫增高，迅速消瘦。第二周出現(xiàn)死亡，死亡率可能達(dá)100 ％ 。,,3.3輻射事故對(duì)輻射水平的影響與危害輻射事故按其原因可分為責(zé)任事故、技術(shù)事故和其他事故。按性質(zhì)可分為超劑量照射事故、表面污染事故、丟失放射源事故、超臨界事故和放射性泄漏事故等。核設(shè)施事故指由于設(shè)備故障、自然災(zāi)害（地震、洪水等）或人為因素使得核設(shè)施受到損壞，尤其是致使核設(shè)施內(nèi)的放

33、射性物質(zhì)以不可控制的方式釋放到環(huán)境中。核技術(shù)應(yīng)用可能發(fā)生的事：放射源的隨意丟放、丟失或被盜。例行操作中發(fā)生失誤使得放射源處于未被屏蔽狀態(tài)。放射性物質(zhì)的泄露釋放。,,運(yùn)輸事故原因：嚴(yán)重的撞擊，致使包裝包容系統(tǒng)破壞；嚴(yán)重的火災(zāi)可能使包裝的屏蔽或包裝物喪失；包裝上的缺陷可能會(huì)降低其承受通常事故條件下產(chǎn)生的應(yīng)力；運(yùn)輸過(guò)程發(fā)生的貨物丟失、被盜致使放射性物質(zhì)處于失控狀態(tài)；運(yùn)輸過(guò)程中大雨或洪水等均有可能使貨物中的放射性物質(zhì)釋出。伴生礦事故：伴生礦

34、或加工副產(chǎn)品處置不當(dāng)致使放射性物質(zhì)污染周圍環(huán)境；尾礦壩塌壩，引起大面積污染。,4、 核輻射探測(cè)方法,大多數(shù)核輻射探測(cè)器是利用電離和激發(fā)來(lái)探測(cè)入射粒子的。常見(jiàn)的三種“氣體探測(cè)器、半導(dǎo)體探測(cè)器和閃爍探測(cè)器。氣體探測(cè)器是利用射線在氣體介質(zhì)中產(chǎn)生的電離效應(yīng)；閃爍探測(cè)器是利用射線在閃爍物質(zhì)中的發(fā)光效應(yīng)；半導(dǎo)體探測(cè)器是利用射線在半導(dǎo)體中產(chǎn)生的電子和空穴。,5、常用的輻射劑量學(xué)中的量,5.1照射量：照射量就是根據(jù)光子對(duì)空氣的電離能力來(lái)度量光子輻射場(chǎng)的

35、一個(gè)物理量。照射量X（exposure）是dQ除以dm所得的商，dQ是當(dāng)光子在質(zhì)量為dm的空氣中釋放的全部電子（包括負(fù)電子和正電子）完全被空氣所阻止時(shí)，在空氣中所產(chǎn)生的一種符號(hào)離子總電荷的絕對(duì)值。X=dQ/dm照射量的單位是庫(kù)侖每千克，符號(hào)為C·kg-1。過(guò)去照射量用倫琴（ roentgen）作單位，其符號(hào)為R。該單位暫時(shí)仍與法定單位C·kg-1并用，其精確值為1R=2.58×10-4C&

36、#183;kg-11R=1000mR1mR=1000μR,,5.2吸收劑量吸收劑量是輻射劑量學(xué)中的一個(gè)最重要的物理量。是當(dāng)電離輻射與物質(zhì)相互作用時(shí)，用來(lái)表示單位質(zhì)量的受照物質(zhì)吸收電離輻射能量大小的物理量。電離輻射沉積于某一無(wú)限小體積元中物質(zhì)的平均授予能除以該體積元中物質(zhì)的質(zhì)量而得的商即：D=dε/dm吸收劑量（absorbed dose）D是dε除以dm所得的商，dε是電離輻射授與質(zhì)量為dm的物質(zhì)的平均能量。吸收劑量D的單

37、位是J·Kg-1或Gy，可暫時(shí)并用的單位是rad。1rad=10-2Gy 1Gy=103mGy 1mGy=103μGy 1μGy=103nGy,,,,,,,,,5.3劑量當(dāng)量ICRU在1986年對(duì)劑量當(dāng)量給出了新的定義式如下：H=DQN式中D---吸收劑量 Q---品質(zhì)因素 N---其他修正因素的乘積劑量當(dāng)量是與危險(xiǎn)度相關(guān)聯(lián)的一個(gè)單一的劑量學(xué)量，它表示在輻射防護(hù)的低水平照射條件

38、下，指定類型輻射的吸收劑量D產(chǎn)生的危險(xiǎn)與參考輻射的吸收劑量H產(chǎn)生的危險(xiǎn)相同。這里所說(shuō)的危險(xiǎn)（risk）指的是發(fā)生效應(yīng)的幾率。 劑量當(dāng)量的單位是J·kg-1，專門名稱是希沃特（sievert），記作Sv。,品質(zhì)因數(shù) Q,輻射類型 QX射線、γ射線和電子 1質(zhì)子 5中子 5-20

39、α粒子、重核、裂變碎片 20,,5.4有效劑量當(dāng)量有效劑量是身體各組織或器官受到不同類型輻射照射下，輻射權(quán)重因子和組織權(quán)重因子的雙重加權(quán)的吸收劑量之和。有效劑量當(dāng)量是全身劑量當(dāng)量的加權(quán)平均值。,6、輻射防護(hù),6.1輻射防護(hù)的目的和任務(wù)輻射防護(hù)的目的是防止有害的確定性效應(yīng)，并限制隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生概率，使之達(dá)到被認(rèn)為可以接受的水平。輻射防護(hù)的任務(wù)是既要保護(hù)從事放射工作的人員、后代以及公眾的安全，保護(hù)好環(huán)境；又要保證可能會(huì)

40、產(chǎn)生輻射的核技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目造福于人類。,,環(huán)境水平指公眾受到的天然輻射的水平，根據(jù)聯(lián)合國(guó)原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)（UNSCEAR）2000年給出的全世界正常地區(qū)天然輻射水平范圍在（1―10）mSv·a-1。由于大氣核試驗(yàn)，沉降灰可能散落到全球各地，從而使環(huán)境水平有所增高，造成的群體增加了的危害仍屬環(huán)境輻射，并不同于輻射工作人員從事輻射工作實(shí)踐而受到的增加了的危害。,,防護(hù)水平從輻射對(duì)人體危害的角度，國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)（ICRP

41、）60號(hào)建議書(shū)、國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）安全叢書(shū)No115和我國(guó)國(guó)標(biāo)GB18871―2002都對(duì)輻射工作人員規(guī)定了個(gè)人年有效劑量限值為20mSv?a-1。在輻射工作人員年劑量限值左右的輻射水平為防護(hù)水平。,,遵循輻射防護(hù)的基本原則：正當(dāng)性，最優(yōu)化，個(gè)人劑量限值建立輻射防護(hù)體系包括：實(shí)踐的正當(dāng)性、劑量限值和潛在照射危險(xiǎn)限值（對(duì)個(gè)人的正常照射和潛在照射危險(xiǎn)加以限制）、輻射防護(hù)最優(yōu)化、劑量約束和潛在照射危險(xiǎn)約束、醫(yī)療照射指導(dǎo)水平.,,加強(qiáng)

42、醫(yī)療照射防護(hù)已成為國(guó)際防護(hù)領(lǐng)域新進(jìn)展的突出特點(diǎn)。GB18871-2002從明確責(zé)任、加強(qiáng)正當(dāng)性判斷、推動(dòng)防護(hù)最優(yōu)化、建立指導(dǎo)水平以及防范事故性照射等五個(gè)方面突出強(qiáng)調(diào)了醫(yī)療照射的控制。因此，必將更有力地推動(dòng)和提高我國(guó)醫(yī)療照射的防護(hù)水平。醫(yī)療照射的防護(hù)最優(yōu)化醫(yī)療照射操作方面基本要求：放射診斷操作要求，核醫(yī)學(xué)操作要求，放射治療操作要求（ ①使用合適設(shè)備②合理控制劑量③加強(qiáng)應(yīng)急準(zhǔn)備）。,,典型成人受檢者χ線攝影的劑量指導(dǎo)水平部位

43、 每次攝影入射體表劑量/mGy腰椎（前后位AP、側(cè)位LAT、腰骶關(guān)節(jié)LSJ） 10、30、40腹部、膽囊 、靜脈尿路造影 （ AP ） 10骨盆（ AP ）

44、 10髖關(guān)節(jié)（ AP ） 10胸（ AP、LAT ）

45、 0.4、1.5胸椎（ AP、LAT ） 7、20牙齒（牙根尖周/ AP ） 7/ 5頭顱（ PA/LAT ）

46、 5/3CT: 頭（多層掃描平均劑量） 50 腰椎（多層掃描平均劑量） 35

47、 腹部（多層掃描平均劑量） 25,,6.2輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和各種限值分為基本限值、導(dǎo)出限值、參考水平。GB18871-2002基本限值：公眾1msv/a（任一年不超過(guò)5 msv/a），職業(yè)20 msv/a（任一年不超過(guò)50 msv/a）導(dǎo)出限值：根據(jù)基本限值，通過(guò)一定模式計(jì)算導(dǎo)出一個(gè)供輻射防護(hù)監(jiān)測(cè)結(jié)果比較用的限值，這

48、個(gè)限值稱為導(dǎo)出限值。參考水平：是對(duì)輻射量的值制定一些采取某種行動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)。分為記錄水平、調(diào)查水平、干預(yù)水平。國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)建議以年當(dāng)量劑量限值或年攝入量限值的十分之一作為記錄水平標(biāo)準(zhǔn)，十分之三作為調(diào)查水平標(biāo)準(zhǔn)。,,6.3內(nèi)外照射的不同特點(diǎn)內(nèi)、外照射的不同特點(diǎn)照射方式 輻射源類型 危害方式 常見(jiàn)致電離粒子 照射特點(diǎn)內(nèi)照射 多見(jiàn)開(kāi)放源 電離、化學(xué)毒性 α、β 持續(xù)

49、外照射 多見(jiàn)封閉源 電離 高能β、電子、γ、X、n 間斷,,6、4內(nèi)照射防護(hù)基本方法：當(dāng)放射性核素經(jīng)由食入、吸入、皮膚粘膜或傷口進(jìn)入體內(nèi)時(shí)，可引起內(nèi)照射危害。圍封：包括在開(kāi)放源的周圍設(shè)立一系列的屏障，以限制可能被污染的體積和表面，以防止污染擴(kuò)散到相鄰空間空氣中，防止由于人員或物體的移動(dòng)而將污染帶到相鄰房間等措施。保持清潔和去污，包括遵守安全操作規(guī)程，防止或減少污染的發(fā)生，對(duì)受到污染的表面及時(shí)去污

50、，對(duì)污染空氣的凈化合理組織通風(fēng)。個(gè)人防護(hù)，穿戴適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)衣具，限制暴露與污染環(huán)境中的時(shí)間和講究個(gè)人衛(wèi)生等措施。,,6.5外照射及其防護(hù)1、外照射防護(hù)方法：時(shí)間：盡量減少與放射源的接觸時(shí)間。H=D×t距離：盡量遠(yuǎn)離放射源，切忌用手持放射源，一定要用遠(yuǎn)距離操作工具，如長(zhǎng)柄夾具，機(jī)械手等，以增加人體與放射源的距離。X=AΓ/r2屏蔽：在放射源與人體之間設(shè)置屏蔽物以減少射線照射，使放射工作人員和公眾受照劑量在國(guó)家規(guī)定值以內(nèi)。

51、屏蔽γ射線可選擇鉛、鐵、水泥等，屏蔽β射線用鉛、有機(jī)玻璃等。屏蔽中子可選用石蠟、水泥、硼酸和水等。,放射工作單位及工作人員應(yīng)實(shí)踐和掌握以下幾點(diǎn):,熟悉與輻射防護(hù)相關(guān)的國(guó)家法律法規(guī)制定適合本單位實(shí)際的輻射防護(hù)規(guī)章制度為工作人員提供必要和適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施等，以最大限度地保證工作人員和公眾的輻射安全。掌握常用輻射量和劑量限值熟悉輻射對(duì)人體的效應(yīng)了解核技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目的工作原理以及防護(hù)狀況掌握基本的輻射防護(hù)方法,二、工業(yè)輻照裝置的防護(hù)與

52、安全,1、工業(yè)γ輻照裝置的安全與防護(hù)2、工業(yè)輻照電子加速器的安全與防護(hù)3、事故案例與經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),1、工業(yè)γ輻照裝置的安全與防護(hù),（1）什么是工業(yè)輻照 工業(yè)輻照是指利用電離輻射與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)，對(duì)物質(zhì)或材料進(jìn)行加工處理的一種核技術(shù)。（2）工業(yè)輻照的用途 工業(yè)輻照主要用于醫(yī)療用品的消毒（滅菌）；提高農(nóng)作物產(chǎn)量、食品質(zhì)量、食品儲(chǔ)存時(shí)間；得到優(yōu)質(zhì)的化工產(chǎn)品、新材料或材料改性；工業(yè)三廢（廢水、廢氣、固

53、體廢棄物）的處理。（3）工業(yè)輻照加工通常包括哪兩個(gè)方面： γ輻射加工和加速器輻射加工,工業(yè)輻照所用的輻射源,什么是輻射源 輻射源是指可以通過(guò)發(fā)射電離輻射或釋放放射性物質(zhì)而引起輻射的一切物質(zhì)或?qū)嶓w。常見(jiàn)的輻射源有哪幾類 放射性同位素輻射源、加速器輻射源、核反應(yīng)堆等工業(yè)輻照用的輻射源可以分為兩大類：γ輻射源，包括60Co、137Cs。加速器輻射源，包括各類加速器、電子束和χ射線。,工業(yè)輻照醫(yī)療用品滅菌的應(yīng)用和特點(diǎn),醫(yī)療用

54、品的滅菌消毒 其特點(diǎn)如下：殺菌均勻徹底能耗低無(wú)毒物殘留不污染環(huán)境滅菌速度快，可連續(xù)作業(yè)，適合大規(guī)模加工操作安全，加工易于控制,工業(yè)輻照食品保鮮的應(yīng)用和特點(diǎn),食品保鮮 其特點(diǎn)如下：節(jié)約能源保鮮能力強(qiáng)安全衛(wèi)生改善食品品質(zhì)操作簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,工業(yè)輻照輻射化工的應(yīng)用和特點(diǎn),輻射化工 其特點(diǎn)是可以使高分子單體相互聚合而形成高聚合物；也可以使聚合物分子的主鏈發(fā)生降解斷裂，分子量下降。,工業(yè)輻照在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)

55、用和特點(diǎn),輻射育種 通過(guò)輻照可以使農(nóng)作物高產(chǎn)、早熟、增強(qiáng)抗病能力、改善營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、作物變異等輻射抑制發(fā)芽病蟲(chóng)害的防治,工業(yè)輻照在環(huán)境治理的應(yīng)用和特點(diǎn),環(huán)境治理 廢氣中二氧化硫治理、廢水中的苯酚、氰化物、氯代有機(jī)物等有毒有害污染物的降解治理、固體廢物中污泥和固體垃圾的毒物降解和殺菌等,工業(yè)γ輻照裝置發(fā)展,國(guó)內(nèi)外工業(yè)γ輻照裝置正在向大型化、專業(yè)化、高度機(jī)械化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化方向發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界現(xiàn)有大型

56、工業(yè)γ輻照裝置210多座，總裝源量超過(guò)7.4x1018Bq(2億Ci)。至2006年底，我國(guó)設(shè)計(jì)裝源能力30萬(wàn)Ci以上的商用輻照裝置已達(dá)107座，總設(shè)計(jì)裝源能力超過(guò)1億Ci；設(shè)計(jì)裝源能力100萬(wàn)Ci以上的有37座，設(shè)計(jì)裝源能力400萬(wàn)Ci的有4座，實(shí)際裝源活度約3600萬(wàn)Ci。已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。,工業(yè)γ輻照裝置的組成,工業(yè)γ輻照裝置由輻射源源架及其升降系統(tǒng)屏蔽防護(hù)系統(tǒng)輻照產(chǎn)品輸送系統(tǒng)控制系統(tǒng)劑量監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)貯

57、源水井及水處理系統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng)輻照產(chǎn)品條形碼識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。,工業(yè)γ輻照裝置的分類,參考國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)安全叢書(shū)No.107 γ射線和電子束輻照裝置的輻射安全及GB17568-2008《 γ輻照裝置設(shè)計(jì)建造和使用規(guī)范》，根據(jù)輻照裝置設(shè)計(jì)，尤其是輻射源的出入口控制和屏蔽，將γ輻照裝置分成四類：固定源室濕法貯源γ輻照裝置固定源室干法貯源γ輻照裝置自屏蔽式干法貯源γ輻照裝置水下γ輻照裝置,輻射安全原則,γ輻照裝置的輻射安全應(yīng)遵循

58、以下原則：縱深防御原則。第一級(jí)防御的目的是防止偏離正常運(yùn)行工況，第二級(jí)防御的目的是探測(cè)及控制對(duì)正常工況的偏離，以防止預(yù)計(jì)運(yùn)行事件升級(jí)為事故，第三級(jí)防御的目的是減輕事故的后果。冗余性。每個(gè)系統(tǒng)的設(shè)施和器件都應(yīng)有足夠的冗余度（多重性），以便在運(yùn)行過(guò)程中萬(wàn)一某物項(xiàng)失效或不起作用的情況下使其整體不喪失功能。例一般聯(lián)鎖要設(shè)2道，重要的地方要設(shè)3-4道。多元性。多元性能夠提高裝置的安全可靠性，例如人員出入通道的安全聯(lián)鎖裝置可以采用機(jī)械的、電氣

59、的、劑量的和電子的聯(lián)鎖。獨(dú)立性。獨(dú)立性是指某個(gè)安全部件發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)造成其他安全部件的功能出現(xiàn)故障或失去作用。通過(guò)功能分離和實(shí)體分離的方法使安全機(jī)構(gòu)獲得獨(dú)立性。,輻射防護(hù)準(zhǔn)則,輻射實(shí)踐的正當(dāng)性 γ輻射裝置的建設(shè)立項(xiàng)，必須進(jìn)行正當(dāng)性分析，以確定該項(xiàng)目的正當(dāng)性。輻射防護(hù)與安全最優(yōu)化 γ輻射裝置的設(shè)計(jì)和建造，要求所有的照射劑量都保持在規(guī)定限值以內(nèi)，并在考慮社會(huì)和經(jīng)濟(jì)因素之后，個(gè)人受照劑量的大小、受照射的人數(shù)以及受照射的可能性均保持在可

60、以合理達(dá)到的盡可能低的水平。劑量限制和潛在照射危險(xiǎn)限制 個(gè)人劑量限值，放射工作人員連續(xù)5年的年平均有效劑量為20mSv；公眾照射，年平均有效劑量為1mSv。放射性污染控制，對(duì)濕法貯源井水應(yīng)定期進(jìn)行放射性監(jiān)測(cè)，井中廢水排放須經(jīng)監(jiān)管部門批準(zhǔn)后方可排放。劑量約束和潛在照射危險(xiǎn)約束 在γ輻射裝置設(shè)計(jì)時(shí)，輻射防護(hù)的劑量約束值規(guī)定為：放射工作人員個(gè)人年有效劑量為5mSv；公眾成員個(gè)人年有效劑量為0.1mSv。,輻射工作場(chǎng)所的分區(qū),控制區(qū)

61、 對(duì)于γ輻照裝置其輻照室、迷道應(yīng)設(shè)為控制區(qū)。并設(shè)置明顯的電離輻射標(biāo)志監(jiān)督區(qū) 未被確定為控制區(qū)的操作區(qū)域、控制室、通風(fēng)間、設(shè)備間、倒源間、水處理間等區(qū)域皆為監(jiān)督區(qū)。此區(qū)域內(nèi)也應(yīng)設(shè)置明顯的電離輻射標(biāo)志。,γ輻照裝置的設(shè)計(jì),包括γ輻照裝置的場(chǎng)址選擇和輻射設(shè)施的屏蔽設(shè)計(jì)。γ輻照裝置的場(chǎng)址選擇包括 γ輻照裝置的場(chǎng)址應(yīng)選擇場(chǎng)地穩(wěn)定、地質(zhì)條件較好的地方；按國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求避開(kāi)高壓輸電走廊和易燃易爆場(chǎng)所；在抗震設(shè)防區(qū)應(yīng)滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要

62、求。并收集水文、地質(zhì)、氣象、人口、地理環(huán)境、地震等資料。輻射設(shè)施的屏蔽設(shè)計(jì)包括 屏蔽γ射線的材料選擇、寬束有用的屏蔽計(jì)算、泄漏輻射的屏蔽計(jì)算、斜射修正、輻照室主防護(hù)墻的屏蔽計(jì)算、輻照室迷道計(jì)算、輻照室屋頂?shù)钠帘斡?jì)算、貯源水井及副井的設(shè)計(jì)、輻照室內(nèi)臭氧的產(chǎn)生和排除計(jì)算等。,γ輻照裝置的運(yùn)行與管理,γ輻照裝置建成后，必須經(jīng)國(guó)家有關(guān)部門驗(yàn)收合格，取得輻射安全許可證，方可運(yùn)行。運(yùn)營(yíng)單位必須設(shè)有安全與防護(hù)管理機(jī)構(gòu)，并制定安全操作規(guī)程或手冊(cè)

63、，以確保輻照裝置安全運(yùn)行。運(yùn)營(yíng)單位必須配備具有專業(yè)技術(shù)資格的人員，負(fù)責(zé)輻照裝置在使用和運(yùn)行過(guò)程中的安全。這些人員必須具有以下技能：受過(guò)理論培訓(xùn)，對(duì)所從事工作的電離輻射特性具有必要的知識(shí)；熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)性能并對(duì)處理事故的應(yīng)急措施有比較透徹的了解；了解并掌握國(guó)家及有關(guān)部門頒發(fā)的有關(guān)規(guī)定和輻射裝置的操作規(guī)程；能夠操作和運(yùn)用計(jì)算機(jī)及其軟件系統(tǒng)。,,γ輻照裝置的運(yùn)行與管理包括：運(yùn)行人員資格確認(rèn)，建立個(gè)人劑量檔案人員培訓(xùn)完善的運(yùn)行記錄

64、建立輻射源的增加和更換管理檔案定期檢查與維修輻射防護(hù)監(jiān)測(cè)制定應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃與事故處理預(yù)案并定期預(yù)演,γ輻照裝置的倒、裝源,γ輻照裝置的倒、裝源應(yīng)做好如下工作：準(zhǔn)備工作倒、裝源過(guò)程控制源罐操作程序,輻射源的管理,裝源前后必須清點(diǎn)并做好詳細(xì)的臺(tái)帳登記，包括輻射源的類型、數(shù)量、編碼、活度及日期、在源架的位置等，并經(jīng)裝源人員、輻射防護(hù)負(fù)責(zé)人和主管人員簽字，記錄應(yīng)保存至裝置退役退役輻射源應(yīng)及時(shí)送貯、辦理相應(yīng)手續(xù)并做好各項(xiàng)手續(xù),γ輻照裝

65、置的退役,γ輻照裝置退役的使用壽命為50年γ輻照裝置的退役，須有業(yè)主向環(huán)保、衛(wèi)生、公安主管部門申請(qǐng)，提出退役計(jì)劃和措施，得到批準(zhǔn)后方可實(shí)施該項(xiàng)實(shí)踐。,企業(yè)自我檢查,輻射加工企業(yè)要制定專門的安全檢查作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，以體系文件方式將安全檢查納入企業(yè)的規(guī)范化管理內(nèi)容包括目的、主題內(nèi)容與適用范圍、引用文件、檢查責(zé)任人、檢查周期、檢查項(xiàng)目與指標(biāo)、檢查記錄、糾正預(yù)防等。,企業(yè)輻射安全與防護(hù)自查作業(yè)指導(dǎo)書(shū)樣本,序號(hào) 檢查內(nèi)容

66、 檢查標(biāo)準(zhǔn) 檢查頻度1 佩帶個(gè)人劑量計(jì) 在崗放射工作人員必須正確佩帶 每天2 主控臺(tái)降源按鈕 任何情況下，按下及時(shí)降源 每天 3 工作人員通道門聯(lián)鎖 門開(kāi)源降

67、，源不能升起 每天4 三道光電聯(lián)鎖 觸動(dòng)降源 每天5 拉線開(kāi)關(guān)及復(fù)位按鈕 各位置拉動(dòng)降源 每天6 水位報(bào)警、聯(lián)鎖

68、 水位低于安全標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警、源不能升源 每天7 屏蔽塞聯(lián)鎖 屏蔽塞打開(kāi)降源，源不能升起 每次加源前8 煙霧報(bào)警聯(lián)鎖 煙霧觸發(fā)報(bào)警降源，源不能升起 每月9 個(gè)人劑量報(bào)警儀 校驗(yàn)源校驗(yàn)，讀數(shù)正常，超值報(bào)警 每次進(jìn)入輻照室10

69、 個(gè)人報(bào)警儀與鑰匙相連 必須牢固相連 每天11 停電降源 停電時(shí)，源自動(dòng)降至安全位 每天12 不間斷電源 停電時(shí)，能維持源位和劑量顯示 每天13 固定式劑量監(jiān)測(cè)儀

70、 工作正常 每月14 源位顯示 源位顯示正常 每天15 安全指示燈光 正確指示工作、預(yù)警和安全位 每天16 安全