輻射劑量與防護(hù) 復(fù)習(xí)課件

1、輻射劑量與防護(hù)授課單位：核工程技術(shù)學(xué)院授課專業(yè)：核工程、核技術(shù)授課教師：田麗霞課程簡要知識體系第一篇 輻射防護(hù)基礎(chǔ)概念定義電離：從一個(gè)原子、分子或其它束縛狀態(tài)釋放一個(gè)或多個(gè)電子的過程；電離輻射：由能通過初級過程或次級過程引起電離的帶電粒子或不帶電粒子組成的，或者由它們混合組成的輻射；概念定義（續(xù)）電離輻射場：電離輻射無論在空間，還是在介質(zhì)內(nèi)部通過、傳播以至經(jīng)由相互作用發(fā)生能量傳遞的整個(gè)空間范圍，由此形成的場；輻射量：為了表征輻射源特征，描述輻射場性質(zhì)，量度輻射與物質(zhì)相互作用的程度及受照物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生的輻射效應(yīng)的量；二、射線與物質(zhì)相互作用2、(X)射線與物質(zhì)的相互作用（1）與物質(zhì)的作用類型（按能量

2、吸收多少劃分） 完全吸收：光電效應(yīng)、電子對生成、光核反應(yīng)和光介子生成等。 部分吸收：康普頓散射和核共振散射。 不吸收：彈性散射。3、中子與物質(zhì)的相互作用1 分類高能中子 能量大于10MeV快中子 100keV-10MeV中能中子 1keV-100keV慢中子 0-1keV（熱中子-與周圍物質(zhì)處于熱平衡的中子。在常溫20.40C下，熱中子的平均能量為0.0253eV）2. 作用類型（Interaction type） 1). 彈性散射 (Elastic-scattering)：總動(dòng)能守恒。 2). 非彈性散射 (Inelastic scattering)：總能量、動(dòng)量守恒，動(dòng)能不守恒； 3).

3、去彈性散射 (Nonelastic scattering)：(n,p), (n,)等； 4). 俘獲(Capture)：(n,)； 5). 散射(Spallation)；以上均屬與原子核的相互作用。(2)描述非帶電粒子與物質(zhì)相互作用的程度5、帶電粒子平衡第五節(jié) 總結(jié)本章中各個(gè)物理量之間的關(guān)系三、輻射來源及防護(hù)原則1、相關(guān)概念傳能線密度LET確定性效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng)基本限值導(dǎo)出限值天然輻射是人類的主要輻射來源生活中的輻射來源天然輻射人工輻射2、輻射來源天然輻射宇宙射線宇生放射性核素原生放射性核素 一般場所： 天然本底為 2. 4mSv/year, 多為內(nèi)照射 (222Rn, 60%)3、 輻射防護(hù)的

4、目的1 防止確定性效應(yīng)的發(fā)生；2 減少隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率，使之達(dá)到可以接受的水平。第二篇 輻射防護(hù)方法(1)外照射：是指輻射源位于人體外對人體造成的輻射照射，包括均勻全身照射、局部受照。(2)內(nèi)照射：存在于人體內(nèi)的放射性核素對人體造成的輻射照射稱為內(nèi)照射。輻射作用人體的方式：一 外照射和內(nèi)照射防護(hù)原則和方法外照射防護(hù)方法（1）時(shí)間防護(hù)原理：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（2）距離防護(hù)原理：劑量率與距離的平方成反比措施：遠(yuǎn)距離操作（3）屏蔽防護(hù)原理：某些材料可以有效衰減射線；措施：選擇合適材料，設(shè)計(jì)并建造屏蔽裝置。內(nèi)照射防護(hù)方法包容：采用通風(fēng)櫥、手套箱、防護(hù)用品等隔離：工作

5、場所分區(qū)分級凈化：降低濃度稀釋：降低濃度在開放型放射操作中，“包容、隔離”和“凈化、稀釋”往往聯(lián)合使用。二 外照射防護(hù) 1、有關(guān)概念 2、X、射線的外照射防護(hù) 3、帶電粒子的外照射防護(hù) 4、中子的外照射防護(hù)1、相關(guān)概念窄束、寬束積累因子減弱倍數(shù)、透射比、透射系數(shù)半減弱厚度、十倍減弱厚度射程分出截面法2、X、射線的外照射防護(hù)1） X射線產(chǎn)生原理及劑量計(jì)算 2）點(diǎn)源及劑量計(jì)算注意：照射量率常數(shù)或以其它單位的形式給出， 如：比釋動(dòng)能常數(shù)見P75表3.2；3） 線源A 積累因子的引入 考慮到散射的影響，在寬束條件下 ：B、Bx 均為積累因子，其定義為： 4 ) 寬束X或射線在物質(zhì)中的減弱積累因子是指在

6、所考察點(diǎn)上真正測量的某一輻射量的值ND同用窄束減弱規(guī)律算得同一輻射量值N1的比值： 在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,歸納出積累因子。以雙層屏蔽為例有:（1）雙層介質(zhì)的原子序數(shù)相差不大（2）兩種原子序數(shù)相差很大a) 低Z在前,高Z在后即總積累因子值,可以用高Z介質(zhì)的代替，原因是光子從低Z介質(zhì)中射出的散射光子很容易被后面的高Z介質(zhì)吸收。 b) 高Z在前,低Z在后當(dāng)光子能量較低時(shí)：當(dāng)光子能量較高,超過與高Z介質(zhì)線減弱系數(shù)最小值相應(yīng)的那個(gè)能量 5)點(diǎn)源的屏蔽計(jì)算直接用公式計(jì)算利用減弱倍數(shù)法計(jì)算利用半減弱厚度計(jì)算 令K=2n，則n=logK/log2 屏蔽厚度d=n 1/26)屏蔽X或射線常用的材料綜合考慮防護(hù)性能、結(jié)

7、構(gòu)性能、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)成本，常用材料有：鉛：屏蔽能力好，但結(jié)構(gòu)較軟，一般采用鋼骨架支撐；常用于鉛容器、活動(dòng)屏、鉛磚等。鋼鐵：屏蔽能力、結(jié)構(gòu)性能均很好。常用于防護(hù)鐵門等。混凝土：屏蔽能力好，造價(jià)便宜；多用于固定的防護(hù)屏障。水：來源廣泛，本身液體；透明度好，常以水井、水池等貯存放射源。不常見：鎢、貧鈾等局部屏蔽。3 帶電粒子的外照射防護(hù)1) 若粒子最大能量Emax ，單能粒子束能量也為Emax ，在低Z物質(zhì)中的射程R為：公式使用要點(diǎn)： 1) 射程R的單位是gcm-2； 2) 屏蔽層的厚度d = R/ 即可；射線屏蔽材料選擇選擇使射線的韌致輻射份額盡量少的材料，同時(shí)還要保證相當(dāng)?shù)钠帘涡Ч?。常用材料有?/p>

8、鋁、有機(jī)玻璃、混凝土等，與X、射線的屏蔽材料選擇有很大不同。1) 中子源分類：4 中子的外照射防護(hù)2)中子劑量的計(jì)算單能中子比釋動(dòng)能有能譜分布的中子附表3單能中子劑量當(dāng)量指數(shù)：有能譜分布的中子 在P153表5.6給出了不同能量中子的輻射權(quán)重因子WR即Q，劑量當(dāng)量指數(shù)因子 以及和 對應(yīng)的中子注量率。分析中子與物質(zhì)的相互作用從輻射防護(hù)角度來得到好的防護(hù)材料2）屏蔽層中中子束的減弱原理對于類似的窄束：對于類似的寬束：距離源r處一點(diǎn)在放置屏蔽層之后中子注量率；距離源r處一點(diǎn)在放置屏蔽層之前的中子注量率；屏蔽材料對入射中子總的宏觀分出截面；屏蔽材料的厚度，單位m；3）分出截面法應(yīng)用的計(jì)算公式距離源r處一

9、點(diǎn)在放置屏蔽層之后的劑量當(dāng)量指數(shù)率；距離源r處一點(diǎn)在放置屏蔽層之前的劑量當(dāng)量指數(shù)率；屏蔽材料對入射中子總的宏觀分出截面；屏蔽材料的厚度，單位m；設(shè)參考點(diǎn)處的中子注量率限值水平為4） 屏蔽層厚度d的計(jì)算5）屏蔽中子的材料 屏蔽材料需要擁有一定數(shù)量的質(zhì)量中等以上的材料，使得快中子快速降低能量，并需要有適量數(shù)量的輕元素，從而是的中子能量迅速下降到熱中子能區(qū)，最后為了減少俘獲射線的能量，可以在屏蔽層材料中摻雜一定的10B或6Li；常用的中子屏蔽材料有：水、混凝土、石蠟、聚乙烯、泥土、鋰和硼，這些材料一般要配合使用才能達(dá)到好的屏蔽效果。選擇原則是：綜合考慮材料的屏蔽性能、結(jié)構(gòu)性能、穩(wěn)定性能以及經(jīng)濟(jì)成本等，其中以效果為優(yōu)先考慮；第三篇 輻射監(jiān)測一、空腔電離理論待測量位置空腔（放置探測器） 空腔電離理論就是利用空腔中的電離電