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第七章輻射防護(hù)第一頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四目錄7.1輻射量的定義、單位和標(biāo)準(zhǔn)7.2劑量測(cè)定方法和儀器7.3輻射防護(hù)的原則、標(biāo)準(zhǔn)和輻射損傷機(jī)理7.4輻射防護(hù)的基本方法和防護(hù)計(jì)算第二頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.1輻射量的定義、單位和標(biāo)準(zhǔn)描述χ和γ射線的輻射量分為電離輻射常用輻射量和輻射防護(hù)常用輻射量?jī)深悺G罢甙ㄕ丈淞?、比釋?dòng)能、吸收劑量等。后者包括當(dāng)量劑量、有效劑量等。所謂“劑量”是指某一對(duì)象接收或“吸收”的輻射的一種度量。第三頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.1輻射量的定義、單位和標(biāo)準(zhǔn)7.1.1描述電離輻射的常用輻射量和單位7.1.2描述輻射防護(hù)的常用輻射量和單位第四頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.1.1描述電離輻射的常用輻射量和單位1、照射量2、比釋動(dòng)能3、吸收劑量4、照射量、比釋動(dòng)能、吸收劑量的聯(lián)系和區(qū)別第五頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、照射量(1)照射量的定義和單位照射量是用來(lái)表征χ射線或γ射線對(duì)空氣電離本領(lǐng)大小的物理量。第六頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、照射量定義:所謂照射量是指χ射線或γ射線的光子在單位質(zhì)量的空氣中釋放出來(lái)的所有次級(jí)電子(負(fù)電子或正電子),當(dāng)它們被空氣完全阻止時(shí),在空氣中形成的任何一種符號(hào)的(帶正電或負(fù)電的)離子的總電荷的絕對(duì)值。其定義為dQ除以dm的所得的商,即:P=dQ/dm式中dQ——當(dāng)光子產(chǎn)生的全部電子被阻止于空氣中時(shí),在空氣中所形成的任何一種符號(hào)的離子總電荷量的絕對(duì)值。 dm——體積球的空氣質(zhì)量第七頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、照射量用圖表示1立方厘米的干燥空氣,其質(zhì)量為0.001293克,這些次級(jí)電子是光子從0.001293克空氣中打出來(lái)的,它們?cè)?.001293克空氣中的里面和外面都形成離子,所有這些離子都計(jì)算在內(nèi),而在0.001293克外產(chǎn)生的次級(jí)電子發(fā)射形成的離子則不計(jì)算在內(nèi)。入射光子次級(jí)電子e第八頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、照射量照射量(Ρ)的SI單位為庫(kù)侖/千克,用符號(hào)表示,沿用的專用單位為倫琴,用字母R表示。1倫的照射量相當(dāng)于在標(biāo)準(zhǔn)的狀況下(即0℃,1大氣壓)1立方厘米的干燥空氣產(chǎn)生1靜電位(或2.083×109對(duì)離子)的照射量叫1倫琴。第九頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、照射量第十頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、照射量一個(gè)正(負(fù))離子所帶的電量為4.8×10-10靜電單位,1倫是在干燥空氣中產(chǎn)生1靜電單位的電量,所以產(chǎn)生的電子對(duì)數(shù)為1/4.8×10-10=2.083×109對(duì)離子。照射量只適用于χ、γ射線對(duì)空氣的效應(yīng),而只適用于能量大約在幾千伏到3MV之間。第十一頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、照射量(2)照射量率的定義和單位照射量率的定義是單位時(shí)間的照射量也就是除以所得的商即:照射量率()的SI單位為庫(kù)倫/千克時(shí),用符號(hào)或倫/時(shí)()、倫/秒()第十二頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四2、比釋動(dòng)能比釋動(dòng)能是指不帶電粒子與物質(zhì)相互作用時(shí)在單位質(zhì)量的物質(zhì)中釋放出來(lái)的所有帶電粒子的初始動(dòng)能的總和。式中——不帶電粒子在質(zhì)量為的某一物質(zhì)內(nèi)釋放出來(lái)的全部帶電粒子的初始動(dòng)能的總和。比釋動(dòng)能只適用于不帶電粒子和χ、γ射線,但適用于各種物質(zhì)。第十三頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四2、比釋動(dòng)能單位:焦耳/千克(J·kg-1)其單位“戈瑞”(Gy)1Gy=1Kg受照射的物質(zhì)吸收1J的輻射能量即:。毫戈瑞、微戈瑞,沿用單位拉德(rad):比釋動(dòng)能率的定義和單位單位時(shí)間內(nèi)的比釋動(dòng)能單位:戈瑞/秒(Gy·s-1)第十四頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四3、吸收劑量(1)吸收劑量的定義和單位吸收劑量是用來(lái)表征受照物體吸收電離輻射能量程度的一個(gè)物理量。定義:任何電離輻射,授予質(zhì)量為的物質(zhì)的平均能量除以所得的商,即:式中為平均授予能,或者說(shuō):電離輻射傳給單位質(zhì)量的被照射物質(zhì)的能量叫吸收劑量,吸收劑量的大小,一方面取決于電離輻射的能量,另一方面還取決于被照射物質(zhì)的種類。它適用于任何電離輻射和任何被照射的物質(zhì)。第十五頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四3、吸收劑量吸收劑量(D)的單位和比釋動(dòng)能相同,SI單位是焦耳千克-1表示,其特定名稱為戈瑞(Gy)沿用單位為拉德(rad)1戈瑞=1焦耳/千克1戈瑞=100拉德第十六頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四3、吸收劑量(2)吸收劑量率的定義和單位吸收劑量率()表示單位時(shí)間內(nèi)吸收劑量的增量,嚴(yán)格定義為:某一時(shí)間間隔dt內(nèi)吸收劑量的增量dD除以該時(shí)間間隔dt所得的商即:dD/dt,吸收劑量率的單位:戈瑞/時(shí)、毫戈瑞/時(shí)()第十七頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四4、照射量、比釋動(dòng)能、吸收劑量的聯(lián)系和區(qū)別(1)照射量和比釋動(dòng)能的關(guān)系: 射線照射空氣時(shí),如果忽略次級(jí)電子能量轉(zhuǎn)移成熱能和輻射能的部分即認(rèn)為在單位質(zhì)量空氣中所產(chǎn)生的次級(jí)電子能量全部用于使空氣分子電離,則空氣中某點(diǎn)的照射量Ρ和比釋動(dòng)能Κ在帶電粒子平衡條件下的關(guān)系為:Κ=33.72Ρ公式中照射量Ρ的單位庫(kù)侖/千克、比釋動(dòng)能Κ的單位為戈瑞(Gy)第十八頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四4、照射量、比釋動(dòng)能、吸收劑量的聯(lián)系和區(qū)別例:已知空氣中某點(diǎn)Χ射線的照射量Ρ為1.29×,求空氣中該點(diǎn)的比釋動(dòng)能Κ是多少?解:第十九頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四4、照射量、比釋動(dòng)能、吸收劑量的聯(lián)系和區(qū)別(2)比釋動(dòng)能和吸收劑量的關(guān)系比釋動(dòng)能和吸收劑量分別反映物質(zhì)吸收電離輻射的二個(gè)階段。對(duì)于一定質(zhì)量dm的物質(zhì),不帶電粒子轉(zhuǎn)移給次級(jí)電子的平均能量與物質(zhì)吸收能量相等,則比釋動(dòng)能Κ和吸收劑量相等。即:第二十頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四4、照射量、比釋動(dòng)能、吸收劑量的聯(lián)系和區(qū)別上述成立必須滿足二個(gè)條件:首先要求是帶電粒子平衡條件下;其次帶電粒子產(chǎn)生的輻射損失可以忽略不計(jì)。第二十一頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四4、照射量、比釋動(dòng)能、吸收劑量的聯(lián)系和區(qū)別(3)照射量和吸收劑量的關(guān)系:A、將空氣中某點(diǎn)的照射量換算成該點(diǎn)空氣的吸收劑量。1)
D空——吸收劑量(戈瑞)P空——空氣的照射量(庫(kù)侖/千克)2)
D空——空氣的吸收劑量(戈瑞)P空——空氣的照射量(侖)第二十二頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四4、照射量、比釋動(dòng)能、吸收劑量的聯(lián)系和區(qū)別B、將空氣中某點(diǎn)的照射量換算成該點(diǎn)被照射物質(zhì)的吸收劑量——受照物質(zhì)的吸收劑量GyP——空氣的照射量,f——轉(zhuǎn)換因子第二十三頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四照射量、比釋動(dòng)能及吸收劑量之間的關(guān)系:輻射量種類照射量Ρ比釋動(dòng)能Κ吸收劑量D劑量的含義表征χ、γ在關(guān)心的體積內(nèi)用于電離空氣的能量表征不帶電粒子在所關(guān)心的體積內(nèi)交給帶電粒子的能量表征電離輻射在所關(guān)心的體積內(nèi)被物質(zhì)吸收的能量適用范圍輻射場(chǎng)χ、γ不帶電粒子電離輻射介質(zhì)空氣任何物質(zhì)任何物質(zhì)單位Gy、radGy、rad換算關(guān)系第二十四頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.1.2描述輻射防護(hù)的常用輻射量和單位1、當(dāng)量劑量和單位2、當(dāng)量劑量率及單位3、有效劑量4、國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)60號(hào)文告出版物的一些新規(guī)定第二十五頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、當(dāng)量劑量和單位(1)當(dāng)量劑量HT吸收劑量只反映被照射物質(zhì)吸收了多少電離輻射的能量,吸收能量越多產(chǎn)生的生物效應(yīng)就厲害。同樣的吸收劑量由于射線的種類不同,和能量不同,引起的生物效應(yīng)就不同,改變這一因素,應(yīng)該有一個(gè)與輻射種類和能量有關(guān)的因子對(duì)吸收劑量進(jìn)行修正。這個(gè)因子叫做輻射權(quán)重因子。(用于對(duì)不同種類和能量的輻射進(jìn)行修正)。用輻射權(quán)重因子修正吸收劑量叫當(dāng)量劑量。第二十六頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、當(dāng)量劑量和單位在輻射防護(hù)中,我們關(guān)心的往往不是受照體某點(diǎn)的吸收劑量,而是某個(gè)器官或組織吸收劑量的平均值。輻射權(quán)重因子正是用來(lái)對(duì)某組織或器官的平均吸收劑量進(jìn)行修正的。用輻射權(quán)重因子修正的平均吸收劑量即為當(dāng)量劑量。第二十七頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、當(dāng)量劑量和單位對(duì)于某種輻射R在某個(gè)組織或器官T中的當(dāng)量劑量可由下式給出:
式中:——輻射R的輻射權(quán)重因子——輻射R在器官或組織T內(nèi)產(chǎn)生吸收劑量第二十八頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、當(dāng)量劑量和單位如果某一器官或組織受到幾種不同種類和能量的輻射的照射,則應(yīng)分別將吸收劑量用不同的所對(duì)應(yīng)的輻射種類進(jìn)行修正,而后相加即可得出總的當(dāng)量劑量。對(duì)于受到多種輻射的組織或器官其當(dāng)量劑量應(yīng)表示為:第二十九頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、當(dāng)量劑量和單位輻射權(quán)重因子的數(shù)值的大小是由國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)選定的。其數(shù)值的大小表示特定種類和能量的輻射在小劑量時(shí)誘發(fā)生物效應(yīng)的機(jī)率大小。χ、γ射線不論其能量大小其輻射權(quán)重因子第三十頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、當(dāng)量劑量和單位(2)當(dāng)量劑量的單位由于是無(wú)量綱的,當(dāng)量劑量的SI單位為,專用名稱為希沃特(SV),因此,。此外還有毫希沃特(mSV)和微希沃特(μSV)第三十一頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四2、當(dāng)量劑量率及單位
是單位時(shí)間內(nèi)的當(dāng)量劑量。SI單位為希沃特﹒秒-1()第三十二頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四3、有效劑量(1)組織權(quán)重因子:輻射防護(hù)中通常遇到的情況是小劑量慢性照射,在這種情況下引起的輻射效應(yīng)主要是隨機(jī)性效應(yīng)。隨機(jī)性效應(yīng)發(fā)生機(jī)率與受照器官與組織有關(guān),也就是不同的器官或組織雖然吸收相同當(dāng)量劑量的射線,但發(fā)生隨機(jī)性效應(yīng)的機(jī)率可能不一樣。為了考慮不同器官或組織對(duì)發(fā)生輻射隨機(jī)性效應(yīng)的不同敏感性,引入一個(gè)新的權(quán)重因子對(duì)當(dāng)量劑量進(jìn)行修正,使其修正后的當(dāng)量劑量能夠正確的反映出受照組織或器官吸收射線后所受的危險(xiǎn)程度。這個(gè)對(duì)組織或器官T的當(dāng)量劑量進(jìn)行修正的因子稱為組織權(quán)重因子,用ωT表示。每個(gè)ωT均小于1,對(duì)射線越敏感的組織,ωT越大,所有組織的權(quán)重因子的總和為1。第三十三頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四3、有效劑量(2)有效劑量及單位:經(jīng)過組織權(quán)重因子ωT加權(quán)修正后的當(dāng)量劑量稱為有效劑量,用字母E表示。由于ωT為無(wú)量綱,所以E的單位與當(dāng)量劑量HT單位相同為,專用單位SV通常在接受照射中,會(huì)同時(shí)涉及幾個(gè)器官或組織,所以應(yīng)該有不同組織或器官的ωT分別對(duì)相應(yīng)的器官或組織的劑量當(dāng)量進(jìn)行修正,所以有效劑量E是對(duì)所有組織或器官加權(quán)修正的當(dāng)量劑量的總和。用公式表示如下:第三十四頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四3、有效劑量由當(dāng)量劑量定義可得到:式中:HT——組織或器官T所受的當(dāng)量劑量
ωT
——組織或器官T的組織權(quán)重因子
ωR
——輻射R的輻射權(quán)重因子DTR——組織或器官T內(nèi)的平均劑量E——有效劑量,單位:J·Kg-1,稱為希沃特(SV)第三十五頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四4、國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)60號(hào)出版物的一些新規(guī)定(1)以“確定性效應(yīng)”取代“非隨機(jī)性效應(yīng)”隨機(jī)性效應(yīng)是指發(fā)生機(jī)率與劑量成正比而嚴(yán)重程度與劑量無(wú)關(guān)的輻射效應(yīng)。一般認(rèn)為在輻射防護(hù)感興趣的低劑量范圍內(nèi)這種效應(yīng)的發(fā)生不存在劑量閾值。確定性效應(yīng):是指通常情況下存在劑量閾值的一種輻射效應(yīng),超過閾值時(shí),劑量愈高則效應(yīng)的嚴(yán)重程度愈大。第三十六頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四4、國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)60號(hào)文告出版物的一些新規(guī)定(2)進(jìn)一步明確吸收劑量定義:吸收劑量均指某一組織或器官的平均吸收劑量(DT)單位J/Kg專用名稱:戈瑞(Gy)對(duì)于隨機(jī)性效應(yīng)的概率,可以用平均劑量來(lái)指示:這主要基于這樣一種關(guān)系:即誘發(fā)某一個(gè)效應(yīng)的概率與劑量的關(guān)系是線性的,這在有限的范圍內(nèi)是合理的近似。對(duì)確定性效應(yīng):劑量與效應(yīng)的關(guān)系不是線性的,所以除非劑量在整個(gè)器官或組織內(nèi)分布是相當(dāng)均勻的,把平均吸收劑量直接用于確定性效應(yīng)是不貼切的。第三十七頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四4、國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)60號(hào)文告出版物的一些新規(guī)定
(3)新定義的放射防護(hù)劑量單位——當(dāng)量劑量新:舊:劑量當(dāng)量D——吸收劑量Q——品質(zhì)因素N——其它修正因素第三十八頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.2劑量測(cè)定方法和儀器7.2.1輻射監(jiān)測(cè)的內(nèi)容及分類:
1、工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)2、個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)7.2.2劑量測(cè)定儀器的工作原理7.2.3劑量?jī)x器的選擇及其校準(zhǔn)7.2.4場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè)儀器7.2.5個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀器第三十九頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.2.1輻射監(jiān)測(cè)的內(nèi)容及分類:1、工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)(1)透照室內(nèi)輻射場(chǎng)測(cè)定(2)周圍環(huán)境劑量場(chǎng)分布測(cè)定(3)控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)劑量場(chǎng)分布測(cè)定第四十頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)控制區(qū)是指輻射工作場(chǎng)所劃分的一種區(qū)域,在該區(qū)域內(nèi)要求采取專門的防護(hù)手段和安全措施,以便在正常工作條件下能有效控制照射劑量和防止?jié)撛谡丈?。監(jiān)督(管理)區(qū):是指控制區(qū)以外通常不需要采取專門防護(hù)手段和安全措施,但要不斷檢查其職業(yè)照射條件的區(qū)域。第四十一頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四1、工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(GB18871-2002《電離輻射防護(hù)及輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》)對(duì)控制區(qū)的規(guī)定是:以空氣比釋動(dòng)能率低于作為控制區(qū)邊界。對(duì)管理區(qū)的規(guī)定是:χ射線照相:控制區(qū)邊界外空氣比釋動(dòng)能率在以上的范圍劃為管理區(qū)。γ射線照相:控制區(qū)邊界外空氣比釋動(dòng)能率在以上的范圍劃為監(jiān)督區(qū)。第四十二頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四2、個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)根據(jù)GB18871-2002《電離輻射防護(hù)及輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)的三種情況:對(duì)于任何在控制區(qū)工作的工作人員有時(shí)進(jìn)入控制區(qū)工作并可能受到顯著職業(yè)照射的工作人員職業(yè)照射劑量可能大于5mSv/a的工作人員,均應(yīng)進(jìn)行個(gè)人監(jiān)測(cè)。在進(jìn)行個(gè)人檢測(cè)不現(xiàn)實(shí)或不可行的情況下,經(jīng)審管部門認(rèn)可后可根據(jù)工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)結(jié)果和受照地點(diǎn)和時(shí)間的資料對(duì)工作人員的職業(yè)照射做出評(píng)價(jià)。第四十三頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四2、個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)對(duì)在監(jiān)督區(qū)或只偶爾進(jìn)入控制區(qū)工作的工作人員,如果預(yù)計(jì)其職業(yè)照射劑量在1mSv/a~5mSv/a范圍內(nèi),則應(yīng)盡可能進(jìn)行個(gè)人監(jiān)測(cè)。應(yīng)對(duì)這類人員的職業(yè)照射進(jìn)行評(píng)價(jià),這種評(píng)價(jià)應(yīng)以個(gè)人監(jiān)測(cè)或工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)的結(jié)果為基礎(chǔ)。如果可能,對(duì)所有受到職業(yè)照射的人員均應(yīng)進(jìn)行個(gè)人監(jiān)測(cè),但對(duì)于受照劑量始終不可能大于1mSv/a的工作人員,一般可不進(jìn)行個(gè)人監(jiān)測(cè)。第四十四頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.2.2劑量測(cè)定儀器的工作原理1、利用射線通過氣體時(shí)的電離效應(yīng);2、利用射線通過某些固體時(shí)的電離和激發(fā);3、利用射線對(duì)某種物質(zhì)的核反應(yīng)或彈性碰撞所產(chǎn)生的易于探測(cè)的次級(jí)粒子;4、利用射線的能量在物質(zhì)中所產(chǎn)生的熱效應(yīng);5、利用射線(α、β等)所帶的電荷;6、利用射線和物質(zhì)作用而產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng)。第四十五頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.2.3劑量?jī)x器的選擇及其校準(zhǔn)1、儀器的選擇(1)射線性質(zhì)對(duì)于射線種類及性質(zhì)清楚的場(chǎng)所,應(yīng)選用針對(duì)性強(qiáng)的儀器,對(duì)于輻射場(chǎng)性質(zhì)不清楚的場(chǎng)所,應(yīng)選用帶有多用探頭的監(jiān)測(cè)儀器或多種監(jiān)測(cè)儀。(2)量程范圍儀器的量程下限值至少應(yīng)在個(gè)人劑量限值的1/10以下,上限值根據(jù)具體情況而定。第四十六頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.2.3劑量?jī)x器的選擇及其校準(zhǔn)1、儀器的選擇(3)儀器的能量響應(yīng)所謂能量響應(yīng)是指儀器的探測(cè)元件在不同能量χ、γ光子照射下,同樣的照射引起的儀器響應(yīng)(即讀數(shù))隨光子能量的變化。如果這種差別小就稱為能量響應(yīng)好或能量依賴性小。(4)環(huán)境特征:對(duì)于溫度,要求在10℃~40℃的溫度范圍內(nèi)儀器讀數(shù)變化在±5%以內(nèi);對(duì)于相對(duì)濕度,要求在10%~95%的范圍內(nèi)讀數(shù)變化在±5%以內(nèi)。此外,應(yīng)考慮氣壓和電磁場(chǎng)的影響。第四十七頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.2.3劑量?jī)x器的選擇及其校準(zhǔn)1、儀器的選擇(5)對(duì)其他輻射的響應(yīng):高能γ射線和β射線都能穿透電離室或計(jì)數(shù)管的壁引起儀器響應(yīng),造成β、γ射線測(cè)量相互干擾;中子場(chǎng)中往往有γ輻射場(chǎng)。所以,一般γ輻射監(jiān)測(cè)儀應(yīng)對(duì)能量直到2.27MeV的β射線無(wú)響應(yīng)。(6)其它因素:儀器零點(diǎn)漂移要??;測(cè)量的方向性誤差不應(yīng)大于±30%;儀器響應(yīng)速度要快;重量要輕,體積要小。2、儀器的校準(zhǔn)標(biāo)定法和替代法第四十八頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.2.3劑量?jī)x器的選擇及其校準(zhǔn)準(zhǔn)確度:(1)當(dāng)最大當(dāng)量劑量與最大容許劑量可以比擬時(shí),準(zhǔn)確度應(yīng)達(dá)±30%;(2)當(dāng)劑量水平為最大容許劑量的1/10時(shí),誤差達(dá)3倍似乎是可以接受的;(3)萬(wàn)一遇到劑量水平要比最大容許劑量大得多的時(shí)候,應(yīng)該以很大的努力來(lái)提高輻射測(cè)量準(zhǔn)確度。第四十九頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.2.4場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè)儀器1、氣體電離探測(cè)器:電離室、正比計(jì)數(shù)器和G-M計(jì)數(shù)管統(tǒng)稱為氣體電離探測(cè)器(1)電離室探測(cè)器:具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量范圍寬、能量響應(yīng)好和工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn),雖然靈敏度不是很高,但足夠常規(guī)防護(hù)監(jiān)測(cè)的需要,因此廣泛應(yīng)用于χ射線和γ射線的劑量測(cè)量。(2)G-M計(jì)數(shù)管:它比電離室靈敏度高,儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,不易損壞,價(jià)格低廉。其缺點(diǎn)是:分辨時(shí)間太長(zhǎng),不能用于高計(jì)數(shù)率測(cè)量,在很強(qiáng)的輻射場(chǎng)中,由于計(jì)數(shù)率太大會(huì)發(fā)生“飽和”。對(duì)γ射線探測(cè)效率較低。第五十頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.2.4場(chǎng)所輻射監(jiān)測(cè)儀器2、閃爍探測(cè)器:由閃爍體和光電倍增管組成,目前應(yīng)用最廣。其優(yōu)點(diǎn)是分辨時(shí)間短,靈敏度比G-M計(jì)數(shù)管高,γ射線探測(cè)效率高,能測(cè)量射線的能量。3、半導(dǎo)體探測(cè)器:它的突出優(yōu)點(diǎn)是能量分辨能力很高,比閃爍探測(cè)器要高數(shù)十倍。第五十一頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.2.5個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)儀器1、個(gè)人劑量筆2、熱釋光劑量計(jì)第五十二頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.3輻射防護(hù)的原則、標(biāo)準(zhǔn)和輻射損傷機(jī)理7.3.1輻射防護(hù)的目的和基本原理7.3.2劑量限值規(guī)定7.3.3輻射損傷的機(jī)理第五十三頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.3.1輻射防護(hù)的目的和基本原理目的:(1)防止有害的確定性效應(yīng);(2)限制隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率使之達(dá)到被認(rèn)為可以接受的水平。原則:(1)輻射實(shí)踐的正當(dāng)化;(2)輻射防護(hù)的最優(yōu)化;(3)個(gè)人劑量限值。第五十四頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.3.2劑量限值規(guī)定根據(jù)GB18771-2002《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定:1、職業(yè)照射劑量限值:(1)應(yīng)對(duì)任何工作人員的職業(yè)水平進(jìn)行控制,使之不超過下述限值:a)由審管部門決定的連續(xù)5年的年平均有效劑量(但不可作任何追溯性平均)20mSv。b)任何一年中的有效劑量:50mSv。c)眼晶體的年當(dāng)量劑量:150mSv。d)四肢(手和足)或皮膚年當(dāng)量劑量:500mSv。第五十五頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.3.2劑量限值規(guī)定(2)對(duì)于年齡為16-18歲接受涉及輻射照射就業(yè)培訓(xùn)的徒工和年齡為16-18歲在學(xué)習(xí)過程中需要使用放射源的學(xué)生應(yīng)控制其職業(yè)照射使之不超過下述限值:a)年有效劑量:6mSv。b)眼晶體的年劑量:50mSv。c)四肢或皮膚的年當(dāng)量劑量:150mSv。第五十六頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.3.2劑量限值規(guī)定(3)特殊情況照射:a)依照審管部門的規(guī)定,可將劑量平均期由5個(gè)連續(xù)年延長(zhǎng)到10個(gè)連續(xù)年;并且,在此期間內(nèi),任何工作人員所接受的平均有效劑量不應(yīng)超過20mSv,任何單一年份不應(yīng)超過50mSv;此外,當(dāng)任何一個(gè)工作人員自此延長(zhǎng)平均期開始以來(lái)所接受的劑量累計(jì)達(dá)到100mSv時(shí),應(yīng)對(duì)這種情況進(jìn)行審查。b)劑量限制的臨時(shí)變更應(yīng)遵循審管部門的規(guī)定,但任何一年內(nèi)不得超過50mSv,臨時(shí)變更的期限不得超過5年。第五十七頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.3.2劑量限值規(guī)定2、公眾照射劑量限值:a)年有效劑量:1mSv。b)特殊情況下如果5個(gè)連續(xù)年的平均劑量不超過1mSv,則某一單一年份的有效劑量可提高到5mSv。c)眼晶體的年當(dāng)量劑量:15mSv。d)四肢(手和足)或皮膚年當(dāng)量劑量:50mSv。第五十八頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.3.3輻射損傷的機(jī)理1、關(guān)于確定性效應(yīng)和隨機(jī)性效應(yīng)的進(jìn)一步說(shuō)明;(1)確定性效應(yīng):(2)隨機(jī)性效應(yīng):第五十九頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.3.3輻射損傷的機(jī)理2、影響輻射損傷的因素:(1)輻射性質(zhì):(2)劑量大小:(3)劑量率大?。海?)照射方法:(5)照射部位:(6)照射面積:第六十頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.3.3輻射損傷的機(jī)理3、輻射損傷的機(jī)理:(1)射線的間接作用——游離基理論射線首先與細(xì)胞中的水起作用生成一種自由基(游離基),再去破壞生物大分子導(dǎo)致細(xì)胞損傷。這個(gè)過程叫射線的間接作用。第六十一頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.3.3輻射損傷的機(jī)理水的正、負(fù)離子不穩(wěn)定要分解:OH和H叫自由基第六十二頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.3.3輻射損傷的機(jī)理OH和H很不穩(wěn)定,相當(dāng)活潑,它繼續(xù)與生物大分子相互作用,用RH代表生物大分子:R—生物大分子的自由基可見生物大分子遭到破壞引起的生物效應(yīng)。第六十三頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.3.3輻射損傷的機(jī)理2)射線的直接作用射線直接與生物大分子作用將生物大分子的化學(xué)鏈轟斷引起生物大分子的損傷:只有在含水量為3%以下的化合物受到幾十萬(wàn)倫的照射時(shí),才有可能產(chǎn)生直接作用。第六十四頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4輻射防護(hù)的基本方法和防護(hù)計(jì)算7.4.1輻射防護(hù)的基本方法7.4.2照射量的計(jì)算7.4.3防護(hù)計(jì)算7.4.4屏蔽防護(hù)常用材料第六十五頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.1輻射防護(hù)的基本方法時(shí)間防護(hù)——縮短人體接觸射線的時(shí)間。距離防護(hù)——遠(yuǎn)離射線源。屏蔽防護(hù)——在射源和人體之間加一層屏蔽物。第六十六頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.1輻射防護(hù)的基本方法1、時(shí)間:劑量=劑量率×?xí)r間第六十七頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.1輻射防護(hù)的基本方法2、距離:在輻射源一定時(shí),照射劑量或劑量率與距離平方成反比,即:式中:D1——距射源R1處的劑量或劑量率D2——距射源R2處的劑量或劑量率R1——距射源到1點(diǎn)的距離第六十八頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.1輻射防護(hù)的基本方法3、屏蔽根據(jù)在人體與射源之間加一層足夠厚的(d)的屏蔽材料,則人體所受的射線強(qiáng)度將大大的削弱,直到降到安全劑量為止。(1)屏蔽方式:固定式和活動(dòng)式(2)屏蔽材料:鉛和混凝土為優(yōu)。第六十九頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.2照射量的計(jì)算1、照射量和居里的關(guān)系式:式中:P——照射量(R)A——放射性強(qiáng)度(Ci)——照射率常數(shù)()R——到射源的距離(m)t——受照時(shí)間(h)第七十頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.2照射量的計(jì)算照射率和居里的關(guān)系:第七十一頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.2照射量的計(jì)算表7-6常見γ源的Kγ常數(shù)γ源名稱Co601.3292Cs1370.3222.3Tm1700.00140.097Ir1920.47232.9Se750.2013.9第七十二頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.2照射量的計(jì)算例:有一個(gè)Co60源放射性強(qiáng)度為10Ci,在離源2米處有一個(gè)工作人員工作,受照2小時(shí),問受照多少劑量?第七十三頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3防護(hù)計(jì)算1、時(shí)間防護(hù)劑量=劑量率×?xí)r間例:已知輻射場(chǎng)中某點(diǎn)的劑量率為0.025mSv/時(shí),在不超過一周的最大允許劑量情況下,問工作人員每周最多只能工作幾小時(shí)?第七十四頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3防護(hù)計(jì)算2、距離防護(hù)根據(jù)例1:今有一臺(tái)χ機(jī),已知在射線柜后方1米處的劑量率為8.35mSv/h,以每天工作8小時(shí)計(jì)(1)在不超過一天的安全劑量情況下,工作人員在射線柜后方最小安全距離離靶多少米?(2)10米處的劑量率為多少?例2:已知輻射場(chǎng)中距射源2米處的劑量率為10mSv/h,(1)工作人員每天工作6小時(shí),問工作人員在多遠(yuǎn)處工作所接受的劑量不超過一天的最大允許劑量?(2)如果工作人員在20米處工作8小時(shí)是否安全?第七十五頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3防護(hù)計(jì)算3、屏蔽防護(hù)的近似計(jì)算利用半價(jià)層近似計(jì)算屏蔽層厚度。所謂半價(jià)層是指χ、γ射線照射率或照射量減弱一半所需屏蔽層厚度。常用符號(hào)表示。同理可定義1/10價(jià)層厚度,后者是指將入射χ或γ光子的照射量(或照射率)減弱到1/10所需的屏蔽層厚度。第七十六頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3防護(hù)計(jì)算和之間有下列關(guān)系:
第七十七頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3防護(hù)計(jì)算利用半價(jià)層計(jì)算屏蔽層厚度的公式:式中:——屏蔽前的輻射線強(qiáng)度I——屏蔽后的輻射線強(qiáng)度n——半價(jià)層個(gè)數(shù)d1/2——半價(jià)層厚度d——屏蔽層厚度第七十八頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3防護(hù)計(jì)算計(jì)算步驟:1、先求出屏蔽前的射線強(qiáng)度2、確定屏蔽后的安全劑量3、根據(jù)屏蔽要求,求出n值4、根據(jù)射線能量和屏蔽物質(zhì)的種類由表7-6或表7-7查出d1/2值5、求出d=n·d1/2
第七十九頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3防護(hù)計(jì)算例1:已知Co60源,強(qiáng)度為5Ci,工作地點(diǎn)離源6米,工作點(diǎn)的允許劑量為4.17毫倫/時(shí),試計(jì)算在源與工作點(diǎn)之間需加鉛的厚度為多少?(5.8cm)第八十頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3防護(hù)計(jì)算例2:(1)假設(shè)某物質(zhì)對(duì)某線質(zhì)的χ射線的T1/2=1.6mm,若線質(zhì)在透過物質(zhì)后不變,則其1/20值層為多少?(6.9mm)(2)上述假設(shè)是否符合實(shí)際?若不符合則實(shí)際的1/20值是比計(jì)算值大還是小?為什么?(不符合實(shí)際。實(shí)際的1/20值大于以上計(jì)算。原因是X射線透過物質(zhì)后,線質(zhì)變硬,即平均能量提高,T1/2提高,相應(yīng)的1/20值也增加。所以,實(shí)際的1/20值要大。)第八十一頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四例3:某單位2000年1月1日進(jìn)口了一臺(tái)Co60源,當(dāng)時(shí)的射源強(qiáng)度為50Ci,2005年9月1日使用該源探傷,工作人員離源5米工作5分鐘,問受照劑量多少倫?如果每天的安全劑量為4.17毫倫/時(shí),問是否安全?如果不安全,應(yīng)離射源多少米方才安全?(100mR,不安全,應(yīng)離源8.7M以外才安全)第八十二頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3防護(hù)計(jì)算例4:如γ射線的能量為1.25Mev,用Pb作屏蔽層,欲使射線強(qiáng)度減弱到原來(lái)的1/16,問需多厚的Pb?(Pb的μ=0.693/厘米)(答案:4厘米)第八十三頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3防護(hù)計(jì)算例5:透照無(wú)加強(qiáng)高的焊縫,射線穿過有缺陷和無(wú)缺陷部位后的劑量率分別為165毫倫/分和150毫倫/分,缺陷對(duì)射線的吸收忽略不計(jì),散射比為2.5,材料對(duì)該射線的吸收系數(shù)為1.75cm-1,求缺陷的厚度?(2mm)第八十四頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3防護(hù)計(jì)算例6:今有一個(gè)Ir192源,源強(qiáng)為15Ci,用來(lái)作球罐的周向曝光,該球外徑為10米,壁厚為30mm(鋼)試計(jì)算球罐外表面照射率為多少?如果安全劑量為2.5毫倫/時(shí),工作人員在球罐外表面工作是否安全?如不安全需離球罐表面多少米才安全?或加鉛屏蔽多少厚度?(答案:38.4mR/h,不安全,14.6m,4cm)()第八十五頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3防護(hù)計(jì)算4、精確計(jì)算確定屏蔽層厚度時(shí)應(yīng)考慮的因素:屏蔽層厚度的精確計(jì)算,首先要根據(jù)GB18871-2002《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,確定職業(yè)照射和公眾人員的安全劑量限值,以及企業(yè)所選用的射源種類和活度,屏蔽材料種類以及透照室的面積和用途。第八十六頁(yè),共九十五頁(yè),編輯于2023年,星期四7.4.3
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