第四部分核輻射防護

第四部分核輻射防護第1頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三輻射防護中的基本概念及單位第2頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三照射量是表征X或γ射線對空氣電離本領(lǐng)大小的一個物理量。

照射量（χ）的定義是：X或γ射線在質(zhì)量為dm的某一體積元的空氣中，與空氣中的原子相互作用產(chǎn)生次級電子，這些次級電子可導(dǎo)致空氣電離，所釋放出的全部離子（電子和正離子）完全被空氣阻止時，在空氣中產(chǎn)生任何一種符號的離子總電荷的電量（庫侖）的絕對值除以dm，即：單位時間內(nèi)照射量的增量叫做照射量率，用來表示，即：第3頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三吸收劑量（D）的定義為：單位質(zhì)量物質(zhì)吸收電離輻射的平均能量，即

核輻射的能量被物質(zhì)吸收，從而使物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生各種變化。吸收劑量反映了受照物質(zhì)吸收輻射能量的過程。

吸收劑量率（）表示單位時間內(nèi)的吸收劑量。

第4頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三劑量當量（H）只限于輻射防護中應(yīng)用。不能用于評價嚴重事故。其計算公式為：

式中D表示該點處的吸收劑量；Q是一與能量轉(zhuǎn)移有關(guān)的常數(shù)（見表3-1），N為其它修正因子，對于外照射N暫時取作1。Q和N是無量綱的，所以劑量當量與吸收劑量有相同的SI單位。

單位時間的劑量當量稱為劑量當量率（）

第5頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三輻射防護中的基本概念及單位第6頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三表3-1不同種類輻射的品質(zhì)因素（Q）照射類型射線種類品質(zhì)因素（Q）

外照射X、γ、電子1熱中子及0.005Mev以下的中子3中能中子(0.02Mev)5中能中子(0.1Mev)8快中子(0.5-10Mev)10重反沖核20

內(nèi)照射β-,β+,γ,e-,X1α10裂變碎片、α反沖核20第7頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三照射量與吸收劑量的關(guān)系：根據(jù)照射量定義，在電子平衡條件下，1R的X或γ射線傳遞給1Kg空氣中次級電子的總能量為8.69×10-3J。

則空氣為吸收物質(zhì)時，Ｄ和Ｘ的關(guān)系為：劑量學(xué)上可以證明，不同介質(zhì)同一點處的吸收劑量（D）與其質(zhì)能吸收系數(shù)(μen)成正比，即為了方便計算，防護專家將不同吸收物質(zhì)和光照能量情況下的f值計算出來，列成表（見講義表３－２）。值得注意的是：f值在列表中所使用的單位！第8頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三光子能量（Mev）水骨肌肉0.0100.0150.0200.0300.0400.0500.0600.0800.100.150.200.300.400.500.600.801.01.52.03.0

9.128.898.818.698.788.929.059.329.489.629.739.669.669.669.669.659.659.649.669.62

35.439.742.343.941.435.829.119.114.510.59.799.389.289.259.259.209.229.209.219.28

9.259.169.169.109.199.269.299.399.489.569.639.579.549.579.579.569.569.589.549.54

各種能量的光子在幾種介質(zhì)中的f值（×103

）

第9頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三照射量（率）與放射源活度之間的關(guān)系

某一γ放射源在空氣場中對P點進行照射，γ源越強，P點處受照射量也越大。對于點狀γ放射源來說，根據(jù)它們的定義，可推導(dǎo)出如下公式：

上式中A為點狀γ源的放射性活度，單位為Bq，R為P點到γ源的距離，單位為m，t為照射時間，單位為s,為P點的照射量率，單位為C·kg-1·s-s,Г是該源的照射量率常數(shù)。Г的大小只與γ放射源本身性質(zhì)有關(guān)。

第10頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三核輻射的生物效應(yīng)及防護標準

直接效應(yīng)間接效應(yīng)遺傳效應(yīng)急性效應(yīng)晚發(fā)性效應(yīng)軀體效應(yīng)第11頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三按照效應(yīng)發(fā)生的規(guī)律，1977年國際放射防護委員會（ICRP）建議，將輻射效應(yīng)分為隨機效應(yīng)和非隨機效應(yīng)兩類。

隨機效應(yīng)是指，在輻射防護中，效應(yīng)發(fā)生的幾率（而非嚴重程度）與劑量的大小存在著線性無閾的關(guān)系。非隨機效應(yīng)是指損傷的嚴重程度與受照劑量大小有關(guān)，并有劑量閾值（閾值大小與生物個體情況有關(guān)）。即低于閾值的劑量一般不會發(fā)生非隨機效應(yīng)，一旦超過閾值，其發(fā)生幾率驟然上升。我們的防護目的是：限制隨機效應(yīng)，杜絕非隨機效應(yīng)的發(fā)生第12頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三任一器官或組織所受的年劑量當量限值為，對眼晶體：150mSv(15rem)，其它單個器官和組織：500mSv(50rem)。全身均勻照射時的年有效劑量當量<50mSv(5rem)/年。

受到不均勻全身照射時

THT≤50mSv(5rem)/年(式中，HT為器官或組織（T）的年劑量當量（mSv）；WT是器官或組織（T）的隨機危險度與全身受到均勻照射時的總危險度的比率，表示組織或器官相對危險度的權(quán)重因子。)在連續(xù)三個月內(nèi)一次或多次接受照射的總劑量當量

<50mSv(5rem)/2一次事件中接受照射的有效劑量當量(應(yīng)急照射〕<100mSv(10rem)/次一生中這種照射的有效劑量當量<250mSv(25rem)/一生。孕婦和哺乳期婦女不得接受應(yīng)急照射.只能在用量<15mSv/年的場所工作。

育齡婦女的照射需<4mSv/月。公眾中個人受到照射的年劑量當量限值一般是工作人員的１/10輻射防護標準

第13頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三個人劑量報警儀:廠商名稱：

上海富藍商貿(mào)有限公司

產(chǎn)品類別：

儀器儀表/人員安全監(jiān)測產(chǎn)品列

品牌

Rados型號：

RAD-60

外型尺寸：

78×67×22mm凈重：

80g第14頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三核輻射防護方法及劑量計算

(內(nèi)照射防護)內(nèi)照射防護即防止放射性物質(zhì)通過各種可能的途徑（呼吸、食道、傷口〕進入人體。內(nèi)照射防護的措施：對放射性操作場所的衛(wèi)生要求；對放射性工作人員安全操作和個人衛(wèi)生要求。

第15頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三對放射性操作場所的衛(wèi)生要求放射性核素的毒性分類和工作場所（單位）分級（分類）等效日（年）操作量=所用的各種放射性核素實際日（年）用量分別乘以放射性毒性組別系數(shù)（極毒組為10、高毒組為1、中度組為0.1、低毒組為0.01），除以操作修正因子之和。

放射性工作場所的安全監(jiān)測

開放型工作場所的分區(qū)原則和其內(nèi)部建筑要求

第16頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三表3-6放射性工作場所的最大等效日操作量工作場所級別最大等效日操作量（Bg）甲級乙級丙級〉1.85×10101.85×107-1.85×10103.7×104-1.85×107

表3-7開放型放射性工作單位的分類單位類型等效年用量（Bq）第一類第二類第三類﹥1.85×10121.85×1011-1.85×1012﹤1.85×1011第17頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三個人衛(wèi)生要求①

新進入工作場所的工作人員需經(jīng)過有關(guān)放射性操作和防護知識的培訓(xùn)，才可進入場所工作。②

工作人員進入工作場所前，應(yīng)按照規(guī)定穿戴個人防護衣具及用品。佩帶個人計量劑。禁止在工作場所內(nèi)吸煙、喝水和進食。③

盡可能杜絕工作人員在場內(nèi)受傷的可能性。有傷口時，必須妥善包扎后戴上手套再工作。若傷口很大則需停止工作。④

注意保持場所內(nèi)的清潔通風。⑤

若發(fā)生放射性污染，應(yīng)立即清洗去污，必要時做出明顯標記。⑥

離開工作場所以前，應(yīng)檢查手和其它可能污染的部分，若有污染必須清洗到表面污染的控制水平以下。⑦

定期進行健康檢查。第18頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三對放射性工作人員安全操作

①

從事開瓶、分裝或任何一次新操作之前，要熟悉說明書，弄清放射性物質(zhì)的物理性質(zhì)，以及操作的注意事項。②

對難度大的操作，要做“空白實驗”以熟練技術(shù)，保證操作安全。③

操作放射性物質(zhì)時，必須嚴格控制放射性的污染。操作時應(yīng)在搪瓷盤等容易去污和控制污染的地方進行。操作暫時完成時（如過夜，中午吃飯），樣品須放入屏蔽室。④

放射性“三廢”應(yīng)按要求存放、處理。⑤

操作時按照要求使用屏蔽設(shè)施及使用通風櫥。⑥定期檢查實驗室的污染情況。

第19頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三核輻射防護法及劑量計算

(外照射防護)

時間防護距離防護屏蔽防護第20頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三α射線的屏蔽防護：α射線的防護是只要戴上手套，穿上工作服，不要直接接觸即可。為何？β射線的屏蔽防護：β射線的防護一般選用原子序數(shù)小的輕物質(zhì)。為何？β射線屏蔽厚度經(jīng)驗公式：當0.8Mev<E0<3Mev時有

當0.15Mev<E0<0.8Mev時有

當E0<0.15Mev時可以不考慮β射線的外照射防護

γ射線的防護（窄束γ射線，寬束γ射線）I=I0(窄束單能γ射線穿透介質(zhì)按指數(shù)規(guī)律衰減)

I=BI0(窄束單能γ射線.B稱為積累因子是一個描述散射光子和湮沒光子影響的物理量)

Ｄ＝Ｄ＝第21頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三窄束、寬束γ射線防護厚度簡便計算方法窄束（半厚度值法）(a)由表3-10中，根據(jù)γ射線的能量查出選用的屏蔽材料的半減弱厚度值（）,也可利用來計算。(b)根據(jù)要求算出減弱倍數(shù)（K=）(c)由減弱倍數(shù)（K）再通過式可求得半厚度數(shù)（n）。則屏蔽厚度(d)的近似值，可通過d=n×Δ算得。

寬束根據(jù)要求計算減弱倍數(shù)（K）。由物理常數(shù)表查出γ源的能量（E）。在有關(guān)防護書中直接查得屏蔽材料的厚度（見講義附錄2）

Δ=ΔK=第22頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三窄束γ射線能量（Mev）屏蔽厚度（cm）

水水泥鋼鉛0.57.43.71.10.410.68.03.91.20.490.78.64.21.30.590.89.24.51.40.700.99.74.71.40.801.010.35.01.50.901.110.65.21.60.971.211.05.51.61.031.311.55.71.71.101.411.96.01.81.201.512.36.31.91.20表3-10幾種材料的半減弱厚度值（Δ1/2）

第23頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三例：因防護需要，將某鈷-60源附近的照射量率由200uR/s降到2.5uR/s，問所需的鉛屏蔽厚度是多少？

解一：將此源γ射線看成窄束γ射線；

１、由表3-10中查出或利用算出半減弱厚度值()約為1.07cm。

２、根據(jù)要求計算減弱倍數(shù)（K），

３、利用公式K=2n計算出半厚度數(shù)（n），

４、屏蔽厚度d=Δ×n=1.07×6.5≈7cm

Δ=ΔＫ＝＝=80倍

n=

≈6.5

第24頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三例：因防護需要，將某鈷-60源附近的照射量率由200uR/s降到2.5uR/s，問所需的鉛屏蔽厚度是多少？解二：將此源γ射線看成寬束γ射線：１、根據(jù)要求計算減弱倍數(shù)(K),

Ｋ＝＝=80倍２、由物理常數(shù)表查出60Co所發(fā)射的γ射線的能量（E），E=1.25Mev

３、從附表2或有關(guān)防護書中可直接查得所需的鉛屏蔽厚度約為8cm

第25頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三放射性污染的清除和廢物處理

常用的去污方法（無論發(fā)生哪一類的污染，首先要盡快處理，控制污染的擴大，在污染處作出明顯的標志，及時選擇適當?shù)娜ノ鄯椒ㄟM行去污）。

常用的去污劑（表面活性劑（如肥皂、洗衣粉等）、酸類溶劑（如1M的鹽酸、5%的硝酸、酒石酸、5～10%檸檬酸、洗液、3%硼酸等）、堿性去污劑（如5%的碳酸納、10%氨水、5%氫氧化鈉等）、氧化劑（如飽和高錳酸鉀溶液、過氧化氫等）和絡(luò)合劑（如0.5%EDTA-Na）。）講義上介紹了皮膚、實驗用品、實驗臺面、墻面、地面、防護手套、工作服的去污方法。

第26頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三放射性廢物的處理

放射性“三廢”包括放射性氣體、液體和固體。放射性廢物的標準：（①

含天然放射性核素，如鈾、釷、鐳等的廢物，其比活性大于3.7×103Bq/kg的廢物。②

含人工放射性核素，如198Au、131I和60Co等的廢物，分兩種情況：當T1/2＜60天時，其比放射性大于該種核素露天水源限制濃度的100倍時，則當作放射性廢物。當T1/2＞60天時，其比放射性大于該種核素露天水源限制濃度的10倍時，則當作放射性廢物，各種核素在露天水源中的限制濃度見表3-13。第27頁，共31頁，2023年，2月20日，星期三放射性固體廢物的處理

1)放置法：適用于短半衰期污染的放射性廢物，根據(jù)核素的性質(zhì)不同，并選用不同的屏蔽方法，分別儲存，貼上標簽。放置10個半衰期，經(jīng)檢測達到標準水平，可按一般廢物處理。

2)焚燒法：用于長半衰期放射性污染的可燃性廢物的處理。需在專門的焚燒裝置中進行，收集灰燼，再深埋。

3)深埋法：用于半衰期長、強度大，不可燃的放射性廢物，須由專門機構(gòu)集中處理。

4)動植物尸體的處理：對于被短半衰期放射性核素污染的動物尸體，首先將其浸泡于福爾馬林溶液中，然后按“放置法”進行處理。對于被長半衰期放射性核素污染的動物尸體，有條件的地方可采用“焚燒法”進行處理。沒有條件的地方也可將尸體浸泡于福爾馬林溶液中，或立刻用水泥固化，再用“深埋法”進行處理。

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