放射性衛(wèi)生安全防護.ppt

第7章 放射性衛(wèi)生安全防護知識,中國農業(yè)大學 齊孟文,7.1電離輻射及其對人體的危害 1.人類所處的輻射環(huán)境 天然照射 宇宙射線 初級(能量107 eV)，p，和各種核 次級介子、電子、光子、n、p 天然放射性 宇生 約20種，主要有3H、14C、7Be、22Na 原生 衰變系列,鈾系(238U)、釷系(232Tn)、鈳系(235U) 非衰變系列,40K、87Rb,釷系（4n） 級聯(lián)衰變,鈾系（4n+2） 級聯(lián)衰變,錒系（4n+3） 級聯(lián)衰變,镎系（4n+1） 級聯(lián)衰變,表. 正常本底地區(qū)天然輻射致人體的年有效當量劑量 源 年有效劑量當量(mSv) 占總計的 外照射 內照射 總計 分數(shù)，% 宇宙射線 荷電成分 0.28 0.280 14.0 中子成分 0.02 0.021 1.0 宇生核素 0.015 0.015 0.8 原生核素 40K 0.12 0.18 0.30 15.1 87Rb 0.006 0.006 0.3 238U系 0.09 0.95 1.044 52.4 232Th系 0.14 0.19 0.326 16.4 總計 0.65 1.34 2.0 100.0 比較：職業(yè)放射性工作人員年均當量劑量為5mSv。,人工照射 醫(yī)療照射 源于體外射線、體內核素造影成像檢查及放療所產生的照射，居人工照射的首位。全球由于醫(yī)療照射所致的集體有效當量劑量約為天然本底的1/5，即年人約0.4mSv。 放射三廢 核能生產和放射性同位素生產及應用過程的產生的放射性三廢在環(huán)境中的累積對公眾的照射.預計當核電力達到人均1 kW、居民年均劑量當量為610-2 mSv。,核爆落灰 核爆炸落下灰是環(huán)境中廣泛存在的照射源,主要核素為137Cs、90Sr ,日前年均劑量當量不到天然本底1%。 職業(yè)照射 職業(yè)照射是指從事放射性工作的專職人員受到的照射。據(jù)調查,工作人員總年均劑量為5mSv,職業(yè)照射在全部人群中造成的人均有效劑量當量是很小的,核能發(fā)達的英國也只達到8 Sva-1。,表.人工輻射所致人體的年有效劑量當量,2.電離輻射對人體的危害 核技術的開發(fā)與利用，無疑給人類帶來了巨大的利益，但因輻射會對人體造成損傷，也伴隨著一定危害。 實踐表明， 只要科學地采取有效的防護措施，輻射危害是能夠有效控制的。大多數(shù)事故的發(fā)生，都是由于忽視防護或管理不當造成的。對待輻射，忽視安防護和極度恐懼都是不科學的。,表. 原子能工業(yè)與一般工業(yè)及職業(yè)病死亡率比較,輻射效應 輻射效應按效應發(fā)生的過程可分為隨機與非隨機兩種. ICRP假定隨機效應的發(fā)生率與劑量存在線性無域關系,但效應的嚴重程度與劑量無關,因此某組織或器官多次受照劑量可以累加以衡量其總的危險度。軀體的遠期癌變和遺傳效應都是隨機的。 非隨機效應是一種劑量超過某一閾值才會發(fā)生的效應，其嚴重程度與劑量大小有關，如發(fā)生白內障的閾劑量當量為4Sv。,輻射效應的影響因子 與射線有關的因子 射線種類和照射方式 不同類型射線和照射方式 的輻射效應的效價不同，一般稱為射線品質Q，其是射線傳能密度(LET)的的函數(shù)，LET越大，輻射劑量的效價越大。 劑量隨時間的分配 照總劑量相同時，小劑量率分次照射比大劑量率急性照射所造成的輻射損傷要小，進行劑量控制時，應在盡可能低的劑量率水平分散進行。,照射部位和面積 照輻部位不同效應不同，其敏感性由高到低依次為:腹部、盆腔、頭部、胸部、四肢。在相同吸收劑量下，受照面積越大，效應也越大。 與機體有關的因素 生物種類 物種進化程度越高,機體越復雜,對輻射越敏感。 個體差異 個體敏感性受年齡、生理和健康狀況的影響。,不同器官 細胞 形態(tài)和功能分化越低，有絲分裂活動越旺盛，其敏感性越高； 組織 高度敏感：淋巴、胸腺、骨髓、胃腸上皮、性腺和胚胎；中度敏感：感知器官、內皮細胞、皮膚上皮、唾液腺、腎、肝和肺；輕度敏感：中樞神經、內分泌腺、心臟；不敏感：肌肉、軟骨及骨、結締組織。,輻射損傷 輻射損傷是指電離輻射引起的人體各種生物效應的總稱，出現(xiàn)在受照者本人身體上的叫軀體效應，出現(xiàn)在受照者后代身體上的稱為遺傳效應。 軀體效應 按發(fā)生的早晚，分為急性效應或晚期效應。 急性效應 受照者一次或短期內連續(xù)接受大劑量照射所發(fā)生的效應，主要發(fā)生于核事故情況下，核企業(yè)正常運行過程一般不會發(fā)生這種照射。,晚期效應 指受照數(shù)年后出現(xiàn)的病理發(fā)應。當急性放射病恢復后或長期接受超限值水平的低劑量照射，可能發(fā)生晚期效應，其主要有輻射誘發(fā)癌變，白血病及輻射致壽命縮短和視器官病變。 遺傳效應 電離輻射損傷致DNA損傷，若發(fā)生在體細胞,可產生癌變；若是生殖細胞DNA損傷，并把這種損傷的信息傳給后代，即可能產生遺傳疾患。從現(xiàn)有資料看，遺傳效應雖然重要，但似不具有壓到一切的重要性。,6.2輻射防護中常用的輻射量 1.描述輻射效應的物理量 旨在對電離輻射作用于受體而產生的輻射效 應進行度量的物理量。 吸收劑量 單位質量物體吸收的電離輻射能量。定義為，電離輻射授與某一體積元物質的平均能量除以該體積元的質量，即,SI單位，Gy(戈瑞)1Jkg-1(焦耳/千克) 專用單位，rad(拉德)10-2Gy 吸收劑量率 單位時間內的吸收劑量，即 SI單位,Gys-1 (戈/秒焦耳/千克秒) 專用單位,rads 1 (拉德/秒),例題 若半致死劑量為1.5戈瑞，試計算該劑量使人體體溫升高多少。 解：假設可用水的比熱C=4.18103J/Kg.K 則,例題 用儀器測得某人體表處，32P的粒子注量率為2.3105粒子/米2.秒,試計算該人體表的吸收劑量。 解: 32P的 查表知,在肌肉中, 比較： 國家劑量限制標準相當?shù)膭┝柯蕿?2.510-2Gyh-1.,當量劑量（equivalent dose, HT) 當量劑量是為了統(tǒng)一度量不同類型、不同能量射線或不同照射方式下，輻射在組織或器官所產生的生物效應，而引入物理量。 組織或器官的當量劑量是該組織或器官的平均吸收劑量與輻射權重因子的乘積之和，即 SI單位，焦耳每千克，專門名稱西弗，SV 1西弗焦耳/千克,有效劑量（effective dose, HE) 在全身均勻照射下，為了建立基于全身總危險度的當量劑限值，引入有效劑量。定義為：各組織或器官的當量劑量（HT）與相應的組織權重因子（WT）的乘積的總和。,組織權重因子（ICRP60，WT=T/全， 全=1.6510-2Sv-1）,例題 若全身受均勻輻照的總危險度為1.6510-4Sv-1，那么年有效劑量限值20mSv相應的受照個人發(fā)生嚴重自身疾患或遺傳疾患的概率。 解：,例題 某人骨表面接受0.3Sv的劑量當量，而另一人骨表面受0.2Sv的照射的同時，肝臟又受到0.1Sv的照射，哪個人危險更大。 解： 第一種情況 HE1=0.010.3=3mSv 第二種情況 HE2=0.010.2+0.05 0.1=7mSv HE2 HE1,6.3 輻射防護法規(guī)與標準 1.輻射防護法規(guī) 法規(guī)：是使輻射防護管理工作納入法制管理的規(guī)道的保障。 標準：是開展輻射防護監(jiān)測與評價的科學依據(jù)。 法規(guī) 條例 法律性質的 安全準則 安全標準 技術性質的 工業(yè)標準,放射性同位素與射線裝置放射防護條例 國務院，1989.10.24 中華人民共和國放射性污染防治法 人大常務會，2003.6.28,放射性同位素與射線裝置放射防護條例 總則：目的、適應范圍、執(zhí)法部門。 許可登記：三建與三同,單位許可、登記及要求。 放射防護管理：放射場所、放射源及人員健康日常管理。 放射事故管理：事故分級報告、處置和責任。 放射防護監(jiān)督：衛(wèi)生、環(huán)保和公安各自的監(jiān)督職責。 處罰：處罰條款及執(zhí)行程序。 附則：關于條例實施、解釋及細則制定權力界定。,中華人民共和國放射性污染防治法 確立了環(huán)保部門實施統(tǒng)一監(jiān)督管理的地位。 涵蓋內容: 核設施、核技術應用（密封源、非密封源、 射線裝置）、鈾（釷）礦伴生放射性礦開發(fā) 利用的放射性污染防治及放射性廢物管理。 名詞解釋 放射性污染 指人類活動造成物料、人體、場所、環(huán)境介質表面或內部出現(xiàn)超國家標準的放射性物質或者射線。,核設施 指核動力廠（核電廠、核熱電廠、核供汽供熱廠等）和其他反應堆（研究堆、實驗堆、臨界裝置等）；核燃料生產、加工、貯存和后處理設施；放射性廢物的處理和處置設施等。 核技術利用 指密封放射源、非密封放射源和射線裝置在醫(yī)療、工業(yè)、農業(yè)、地質調查、科學研究和教學等領域中的應用。 伴生放射性礦 指含有較高水平天然放射性核素濃度的非鈾礦（如稀土礦和磷酸鹽礦等)。,放射源 用放射性物質制成的能產生輻射照射的物質或實體，放射源按其密封狀況可分為密封源和非密封源。密封源是指密封在包殼或緊密覆蓋層里呈固態(tài)的放射性材料，非密封源是指沒有包殼的放射性物質。 射線裝置 指X線機、加速器、中子發(fā)生器以及含放射源的其他裝置。 放射性廢物 指含有放射性核素或被放射性核素污染，其濃度或者比活度大于國家確定的清潔解控水平，預期不在使用的廢棄物。,2.輻射防護標準 宗旨與目的 輻射防護的宗旨在于保障放射性工作人員，公眾及其后代的健康與安全，提高輻射防護措施的效益，以促進核科學技術及其他輻射應用的發(fā)展。防護的目的在于通過對電離輻射源進行必要控制，從而防止對于健康有害的非隨機效應的發(fā)生，并限制隨機性損害效應的發(fā)生率使之達到被認為可以接受的水平。,基本原則 一切放射性的實踐，必須遵守輻射防護三原則： 實踐正當性(legitimacy) 在進行任何伴有輻射的實踐活動之前,都必須經過正當性判斷，確認這種實踐具有正當理由，獲得的利益大于代價（包括健康損害和非健康代價）。,防護最優(yōu)化(optimization) 應避免一切不必要的照射，在考慮到經濟和社會的條件下，使任何必要照射保持在可合理達到的盡可能低的水平。在防護措施制定時，最優(yōu)化是指用最小的代價獲得最大的凈利益，而不是盲目地追求無限地降低輻照水平，否則所增加的防護代價得不償失，是不合理的。最優(yōu)化論證常采用代價利益分析法： B=V-（P+X+Y） 式中，B輻射實踐的凈利益；V毛利；P生產基本成本：X防護代價；Y危害代價。,個人劑量的限(dose limits) 在實施正當化和最優(yōu)化兩原則時，要同時保證個人所受照射的劑量當量不超過規(guī)定的限值。個人劑量限值(individual dosage limit)是指個人所受的當量劑量的國家標準限值.包括在1年期間受到的外照射所產生的有效劑量和這一年內攝入放射性產生的待積劑量。 基本限值 導出限值 管理限值 參考水平,對劑量時間分配的控制 輻射損傷不但決定于機體所受當量劑量，而且決定于劑量當量率，在受到均勻照射的情況下，劑量限值標準的執(zhí)行可按月或小時進行控制。 月平均當量劑量率 對于職業(yè)照射,一年按50周,每月近似為四周,因此,月劑當量量率按下值控制。,每小時的當量劑量率 職業(yè)工作人員年工作按2000小時計,假定當量劑量在其間均勻分配,則 為了控制劑量當量,一般情況下,連續(xù)三個月內一次或多次接受的總劑量當量不得超過年限值的一半(25mSv)。,環(huán)境介質污染的推定限值,表面污染的導出限值 放射性工作人員的體表，衣服；工作場所的設備，墻壁，地面及盛裝放射性的容器表面的污染，不僅會造成外照射，而且會形成情況更嚴重的內照射，因此對各種表面污染須嚴格控制，各種表面污染的導出限值見下表。,表. 表面污染的控制水平,放射性工作場所的劃分 我國的放射性工作場所實行許可證制度,按等級進行監(jiān)督管理。開放性放射性工作場所的分類與放射性核素的毒性組別有關。 放射性核素的毒性組別 不同的放射性核素被攝入到體內后所表現(xiàn)的危害是不同的。按放射性核素在空氣中的導出濃度限值，把其分為四組，各毒性組別的毒性系數(shù)為：極毒組10，高毒組1，中毒組0.1和低毒組0.01。農業(yè)上常用放射性核素的組別一般為中低毒組。中毒組的有131I，125I，32P，35S，65Zn，45Ca，59Fe；低毒組的有14C和3H。,開放性工作單位的分類 開放性工作單位，根據(jù)其放射性核素的等效年用量分為三類，見表4-4。等效用量為實際用量分別乘以核素毒性組別系數(shù)之積的和。 表. 開放型放射性工作單位的分類,放射性工作場所的分級 開放性放射性工作場所,按放射性核素的最大有效日操作量分為三級,見表4-6。 操作性質修正系數(shù)見表4-5。,表. 操作性質的修正系數(shù) 表. 各級放射性工作場所的最大等效日操作量,6.4輻射安全防護 1.外照射的防護 外照射是輻射源處于機體外部產生的照射，僅當機體處在輻射場中，輻射才對其產生作用。外照射防護的目的，在于使照射控制在按最優(yōu)化原則可以作到的最低水平，使人體受到的劑量當量不超過國家標準。 防護的一般方法 根據(jù)輻射與物質相互作用的規(guī)律,常分別或綜合采取如下防護措施。,時間防護 隨機效應的效應-劑量關系具有加合性，受照射時間越長，累積劑量越大，產生的效應越大，因此對于致電離輻射，可以通過熟練操作，減少受照時間和盡可能的減少在輻射場不必要的逗留來減少受照劑量。 距離防護 增大與放射源的距離可以降低受照劑量。在點源的情況下，受照劑量與距離的平方成反比，因此在實際操作時，可用遠距離操作工具，以增大人替與輻射源之間的距離。,屏蔽防護 在實際操作時，往往單靠時間和距離防護不能達到安全操作的目的，因此常須采用屏蔽防護，它是根據(jù)射線被介質吸收衰減的原理，在人與輻射源之間加一層足夠厚的屏蔽物質，以減少外照射產生的劑量。,射線屏蔽防護 根據(jù)射線與物質相護作用的特點，對射線一般采用兩層屏蔽。第一層用低原子序的材料，厚度應大于射線在介質中的最大射程，以阻擋射線；第二層用高原子序的材料，屏蔽射線在第一屏蔽層產生的軔致輻射。,內照射的防護 內照射是放射性經吸入，食入或經傷口進入人體所產生的照射。被攝入到人體的核素分布于全身或沉積于某些器官（源器官），對它本身或周圍器官（靶器官）產生的持續(xù)照射，較之外照射具有更大的復雜性和危害性。內照射防護的原則，是盡可能的阻斷放射性的攝入途徑，在可合理做到的限度，使攝入量減少到盡可能低的水平。,防止吸入 1)煮沸、烘和蒸發(fā)有可能產生放射性氣溶膠的操作應在通風柜或手套箱進行 2）工作場所應通風良好，使空氣中的放射性濃度在導出限值之下。 3）保持室內衛(wèi)生，防止飛塵，應濕法打掃衛(wèi)生。,防止食入 1）嚴禁在開放性放射性實驗室，喝水、進食和抽煙。 2）保持工作服、手套清潔。 3）應將放射性廢物和普通廢物分開，另時分類貯藏在專用廢物桶，并及時處置。 4）離開工作場所時應仔細洗手。,開放性實驗室安全防護規(guī)則 1）進入實驗室須穿著工作服。 2）嚴格放射性物質購入及使用登記，在實驗室臨時貯存時，應注意妥善保管。 3）所轉移放射性的操作均應在鋪有吸水紙的瓷盤進行。操作放射性物質須帶醫(yī)用乳膠手套。 4）不得把實驗無關的東西帶入實驗室，嚴禁在實驗室進食、飲水。,5）放射性操作應進行必要屏蔽防護,并預先進行冷實驗。 6）放射性廢物應按種類、狀態(tài)、活度分類存放，與普通廢物嚴格區(qū)分，以減少放射廢物的體積，嚴禁將放射性廢物倒入普通下水。 7）若發(fā)生放射性的潑灑，應托善處置，并對去污效果進行檢測。 8)保持實驗室清潔整齊，應采用濕法清潔。實驗室要定期進行沾污檢查和劑量監(jiān)測。 9）離開實驗室前，必須仔細洗手。一用清水沖洗即可，不能用刺激性洗滌用品尤其是有機溶劑洗手。,放射性污染的清除 放射性表面污染,不但可能產生內照射及外照射的危害,還可能使環(huán)境本底增加,影響放射性測量。表面污染有機械吸附、物理吸附和化學吸附三類，去污的難易與污染類型及時間的長短有關，無論那種污染，污染時間越長，吸附越強，因此發(fā)生污染應及時處理。,1）實驗室用品 玻璃器血：a.3M HNO3洗滌;b.洗滌靈洗滌. 瓷盤瓷磚:用3%HCl10%檸檬酸擦試后,用水沖洗。 金屬用具：先用水洗滌，然后不銹鋼用2M HNO3浸泡；鋁用1% HNO3擦洗。,2)實驗室臺面 對于臺面經常性的低水平污染,先用吸水紙或棉球從污染邊緣向中心擦拭,再用濕抹布擦到限制水平以下，在去污過程要防止污染蒸發(fā)。對多孔性介質，一般清洗無效，應將污染部分去除。 3)手和手套 手的污染用洗手液、洗滌靈、普通肥皂或加EDTA-Na2(乙二胺四乙酸鈉）的肥皂進行清洗。,6.5工作場所輻射及其個人劑量的監(jiān)測 輻射防護安全標準的執(zhí)行情況以及防護措施是否安全可靠，必須通過實際的監(jiān)測來檢驗。 1.放射性實驗室輻射監(jiān)測對象： 工作場所的輻射水平 表面污染：工作臺面、儀器表面及人體的表面； 個人的受照劑量 各種監(jiān)測都依賴于各種監(jiān)測儀器的正確的使用。,2.輻射報警儀 用途 輻射報警儀主要用于放射性工作場所放射性物質，包括放射源和可能的沾污源以及工作場所的輻射水平預警測量。 類型 使用比較普遍的一類報警儀是G-M計數(shù)管型報警儀，用于-輻射或輻射的測量。用于輻射的一般為薄端窗式G-M管。,Inspecotr Alert輻射檢測儀 手持式、和多功能輻射檢測儀。采用GM探測器，用以監(jiān)測放射性工作場所和實驗室工作臺面、地板、墻壁、手、衣服、鞋等表面的、和X放射性污染計數(shù)測量以及環(huán)境劑量率，是一款性價比高的輻射測量儀器,主要技術性能與特點： 1.最低響應能量：20Kev（射線），對Cs-137源為5.8Cps/Sv/h; 探測下限：對I-125是0.02微居; 2.效率（4）：接觸下，對Sr-90源約38%，C-14源約5.3%；P-32源約33%；Co-60源約3% 3.G-M 計數(shù)管,有效直徑45mm,云母窗密度1.5-2.0mg/Cm;,4.精度：H500Sv/h范圍時,15%,在500-1000Sv/h范圍,20%； CPS：2500 時，15% ,在2500-5000時，20%； 5.測量單位:該檢測儀常用單位（mR/h或CPM）或SI單位（Sv/h或CPS）。,3.表面沾污儀 主要是用來測量實驗室臺面，儀表等物體表面的污染，以便發(fā)現(xiàn)污染并及時清除。 表面沾污儀常用的探測器類型有G-M管、正比計數(shù)管和閃爍計數(shù)器等，其測量對象是面污染源粒子的表面出射率。,TBM-3S表面沾污儀系列 TBM-3S內置直徑為2的扁平GM管和揚聲器，有3個量程，檢測、和射線，讀數(shù)為CPM（或mR/h）具有 尺寸小、重量輕和面積大的特點，是監(jiān)測工作臺面或檢查手掌、手指和衣服表面放射性污染的有效工具。,特 征 對、和射線靈敏高 ； 2扁平GM管探測器； 單手操作 ； 內置揚聲器； 抗飽和路 ； 對于TBM-3S或TBM-3SR型號有遮板防護,主要技術規(guī)格 開關位置：OFF，電池測試，X100，X10，X1； 量 程：3個量程，線性，0-500，0-5,000，0-50,000 cpm（0-0.15，1.5，15 mR/h）； 探 測 器：T-1190扁平形GM管 窗直徑： 4.5 cm 窗厚度： 1.5 mg/cm2 淬滅氣體：鹵素，長壽命管 本 底： 典型值50 cpm 靈 敏 度：150 cpm/ R/h（137Cs標準校正源）。,CoMo170&300表面沾污儀 特點 薄層塑料閃爍體探測器，不用充氣 可以對、同時測量 、本底監(jiān)視與補償 自動或手動設置閾值 在整個有效面積上探測不均勻度低于15% 20個可自由編輯的核素庫 測量時間和照明時間可調 用戶友好操作界面，只需要5個鍵,主要技術指標 探測器：帶有ZnS層的塑料閃爍體，探頭面積1