外照射屏蔽計(jì)算方法

1、第5章 外照射防護(hù)(External Radiation Protection) 密封源：密封源：正常工作狀態(tài)下沒(méi)有開封或破損的可能性正常工作狀態(tài)下沒(méi)有開封或破損的可能性不會(huì)因泄漏、滲透等導(dǎo)致逸出或擴(kuò)散的放射源不會(huì)因泄漏、滲透等導(dǎo)致逸出或擴(kuò)散的放射源有足夠強(qiáng)度的包殼有足夠強(qiáng)度的包殼正常使用條件下不污染設(shè)備、環(huán)境正常使用條件下不污染設(shè)備、環(huán)境分類：分類： 點(diǎn)源、線源、平面源、園柱源等（按形狀）點(diǎn)源、線源、平面源、園柱源等（按形狀） 檢查源、照射源、標(biāo)準(zhǔn)源（按活度不確定度）檢查源、照射源、標(biāo)準(zhǔn)源（按活度不確定度）放射源 常用源： 210Po、238Pu、239Pu、241Am、237Np、235U

2、、 238U等 制作： 電鍍法：將放射性物質(zhì)沉積在金屬托盤上，表面鍍薄層純金或云母 作業(yè)：放射源用于煙霧探測(cè)器的原理？放射源 常用源： 3H、14C、22Na、45Ca、55Fe、58Co、63Ni、137Cs、85Kr、90Sr-90Y等 制作（電鍍法、陶瓷法）： 金屬特性的放射性核素：電鍍法沉積在金屬托盤上，外加保護(hù)層密封。 Sr、Cs可以燒結(jié)在陶瓷中 H、C可以制成有機(jī)玻璃。用途：參考源、測(cè)厚源等放射源 常用源：60Co、137Cs、192Ir、 制作：不銹鋼或鉑銥合金密封殼 用途：醫(yī)療照射、工業(yè)照射、工業(yè)照相及輻射儀表等輻射場(chǎng) 定義：定義： 輻射源產(chǎn)生的發(fā)生電離輻射作用的輻射源產(chǎn)生的發(fā)

3、生電離輻射作用的空間范圍空間范圍 組成粒子的類型、方向分布、能量分布組成粒子的類型、方向分布、能量分布 分類：?jiǎn)我粓?chǎng)、混合場(chǎng)分類：?jiǎn)我粓?chǎng)、混合場(chǎng)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)照射外照射開放源密封源電離、化學(xué)毒性電離、高能、x、n持 續(xù)間 斷外照射防護(hù)基本原則外照射防護(hù)基本原則（1）時(shí)間防護(hù)）時(shí)間防護(hù)(Time) 累積劑量與受照時(shí)間成正比累積劑量與受照時(shí)間成正比 措施：充分準(zhǔn)備，減少受照時(shí)間措施：充分準(zhǔn)備，減少受照時(shí)間（2）距離防護(hù)）距離防護(hù)(Distance) 劑量率與距離的平方成反比劑量率與距離的平方成反比 措施：遠(yuǎn)距離操作措施：遠(yuǎn)距

4、離操作 任何源不能直接用手操作；任何源不能直接用手操作； 注意注意射線防護(hù)射線防護(hù)外照射防護(hù)基本原則：外照射防護(hù)基本原則：（3）屏蔽防護(hù)）屏蔽防護(hù)(Shielding) 設(shè)置屏蔽體設(shè)置屏蔽體 屏蔽材料和厚度的選擇：屏蔽材料和厚度的選擇： 輻射源的類型、射線能量、活度等輻射源的類型、射線能量、活度等屏蔽材料選擇的一般原則射線類型作用形式材料選擇原則常用屏蔽材料電離、激發(fā)一般低Z材料電離、激發(fā)、軔致輻射低Z材料+高Z材料鋁、有機(jī)玻璃、混凝土、鉛、光電、康普頓、電子對(duì)高Z材料、鉛、鐵、鎢混凝土、磚中子彈性、非彈性、吸收含H低Z材料、含硼材料水、石蠟、含硼聚乙烯屏蔽方式 固定式：防護(hù)墻（迷路）、防護(hù)門

5、、觀察窗 移動(dòng)式：包裝容器、手套箱、防護(hù)屏 鉛磚、鉛圍裙、眼鏡等窄束射線在物質(zhì)中的減弱規(guī)律 窄束的概念（narrow beam）： 不包含散射成分的射線束單能射線在物質(zhì)中的減弱規(guī)律deII0I，I0：設(shè)置屏蔽前后的劑量率（強(qiáng)度）d：屏蔽層厚度（cm）線衰減系數(shù)：Linear attenuation coefficient（cm-1）/m質(zhì)量衰減系數(shù)（cm2/g）兩個(gè)常用的概念 能譜的硬化： 隨著通過(guò)物質(zhì)厚度的增加，不易被減弱的“硬成分”所占比重越來(lái)越大的現(xiàn)象。 平均自由程： 線減弱系數(shù)的倒數(shù)稱為光子在物質(zhì)中的平均自由程。即=1/。 表示光子每經(jīng)過(guò)一次相互作用之前，在物質(zhì)中所穿行的平均厚度。/0

6、deNN寬束(broad beam) 輻射的衰減dBeII0B：累積因子（build-up factor)描述散射光子影響的物理量。表示某一點(diǎn)散射光子數(shù)所占份額B取決于：光子能量，屏蔽材料的原子數(shù)， 屏蔽層厚度，屏蔽層幾何條件B值可以查表求得屏蔽計(jì)算中常用的幾個(gè)參數(shù) 減弱倍數(shù)K ： 輻射場(chǎng)中某點(diǎn)處沒(méi)有設(shè)置屏蔽層時(shí)的當(dāng)量劑量率H(0)，與設(shè)置厚度為d的屏蔽層后的當(dāng)量劑量率H(d)的比值。 K = H(0)/H(d) = ed/B(E，d) 表示屏蔽材料對(duì)輻射的屏蔽能力。 無(wú)量綱。半減弱厚度與十倍減弱厚度 半減弱厚度1/2：half value thickness 將入射光子數(shù)減弱一半所需的屏蔽層

7、厚度十倍減弱厚度1/10 ：tenth value thickness將入射光子數(shù)減弱到十分之一所需的屏蔽層厚度2/ 110/ 110/ 12/ 132. 3301. 0常用射線的1/2， 1/10 （cm）核素鉛鋼鐵混凝土1/21/101/21/101/21/10Co-601.242.06.76.120.3Cs-1370.72.21.55.04.916.3Ra-2261.34.42.17.17.023.3點(diǎn)源的屏蔽計(jì)算 直接用公式計(jì)算dBeII0利用減弱倍數(shù)法計(jì)算BeIIKd0利用半減弱厚度計(jì)算 令K=2n，則n=logK/log2 屏蔽厚度d=n 1/2例題1將Co-60所產(chǎn)生的劑量減弱2

8、000倍，所需鉛防護(hù)層厚度是多少？解：已知K=2103， 查表得Co-60的1/2 =1.2cm 則：n=（log 2103)/log2=11 R=n1/2 =11 1.2=13.2cm例題2要建筑一個(gè)Co-60輻照室，源活度為3754居里，墻外容許照射率為0.25mR/h,若用混凝土建筑，需要屏蔽墻的厚度是多少？解：A=3754Ci, =1.32 Rm2/hCi R=3m, X=0.25mR/h 無(wú)屏蔽時(shí)，墻外的照射量率為 300cmhmRRAX/1050. 531032. 1375452320減弱倍數(shù)為 K=X0/X=(5.05105 )/0.25=2.02106查表：Co-60平均能量為

9、1.25MeV, 需要混凝土的厚度約為145cmP例題3欲將放射性活度為3.71014Bq的60Co輻射源置于一個(gè)鉛容器中，要求容器表面的當(dāng)量劑量率小于210-3Svh-1，容器表面1m處的當(dāng)量劑量率應(yīng)小于10-4Svh-1。設(shè)容器表面到源的距離為25cm，求鉛容器的屏蔽層厚度。(查表得(60Co)=2.503 10-18Ckg-1m2Bq-1 s-1)安全防護(hù)系統(tǒng)-對(duì)照射裝置的防護(hù)n構(gòu)成： 由警告信號(hào)和安全聯(lián)鎖兩部分 警告信號(hào)： 音響信號(hào)（警鈴、警笛或廣播） 顯示信號(hào)（閃爍的或連續(xù)的）安全聯(lián)鎖：起自動(dòng)保護(hù)作用 控制操作室-防護(hù)門開關(guān)-升降源裝置p 經(jīng)常的檢查和維護(hù)放射性工作場(chǎng)所控制區(qū)的標(biāo)志射線的防護(hù) 一般射線的能量70keV，可穿透皮膚表層，故要注意外照射防護(hù)。 射程（Range；R）： 帶電粒子在物質(zhì)中沿其入射方向所穿過(guò)的最大直線距離。 屏蔽材料的厚度等于粒子在該材料中的最大射程時(shí)，即可屏蔽所有粒子。 一般操作的防護(hù)要求： 幾兆Bq源：戴手套、眼罩，使用聶子等工具 較強(qiáng)源：長(zhǎng)柄工具操作，R的有機(jī)玻璃屏輻射屏蔽MeVEConditionERMeVEConditionERE205 . 2:06. 153. 05 . 201. 0:412. 0