輻射屏蔽設(shè)計(jì)

輻射防護(hù)的方法進(jìn)入人體的放射性同位素對(duì)人體的照耀,稱為內(nèi)照耀;內(nèi)照耀防護(hù)最根本的方法是盡量削減放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)的時(shí)機(jī);例如制定合理的衛(wèi)生治理制度,通風(fēng),密閉存放和操作,個(gè)人防護(hù)等等;第一節(jié)X;X400kV,電子產(chǎn)生的高能X2~30MeV;放射性核素產(chǎn)生的XkeVMeV1X

1mA時(shí),距離陽(yáng)極靶1m處,由初級(jí)射線束產(chǎn)X生的空氣比釋動(dòng)能率,其單位是mGym2mA-1min-1;

與X射線管類型、管電壓及其電壓波形、靶的材料和外形、以及過濾片的X查手冊(cè)中的放射率常數(shù)曲線來近似估量;空氣比釋動(dòng)能率錯(cuò)誤!a

可近似按下式計(jì)算：2．1K I (r/r)22．1a X 0式中,r=1m；ImA；錯(cuò)誤!mGymin-1;0 aX90kV、管電流50mA,出口處過濾片為2mm鋁;試估算患者外表所在處的吸取劑量無視人身的散射影響;

為mGym2mA-1min-1,由公式21錯(cuò)誤!X

693mGymin-1,mGy;吸取劑量值近似等于空氣比釋動(dòng)能值,為mGy;2X子序數(shù)以及靶的厚度等因素有關(guān),并隨出射角度而異;子能量增高,最大放射率方向越來越偏向入射電子束方向;X

定義為,將X1mA1ma處所形成的吸取劑量指數(shù)率,其單位是Gym2mA-1min-1;當(dāng)電子束入射到低Z厚靶材料上時(shí),向給出的修正因子賜予粗略地估量;

”,可以利用對(duì)于高Z厚靶的a

值乘以表中a靶或構(gòu)造材料Z00靶或構(gòu)造材料Z00方向900方向銅或鐵2629鋁和混凝土 13依據(jù)Xa以下公式計(jì)算距離靶r處的吸取劑量指

義,可以用數(shù)率錯(cuò)誤!:a23MeV2mA1cm的電子束轟擊高Z向,5m90方向,4m成鐵靶,上述兩點(diǎn)處的吸取劑量指數(shù)率解：由圖查得,能量為3MeV的電子

直徑為距離00方假設(shè)該靶換又為多少束在00方900方向上的放射率常數(shù)分別為=11Gym2mA-1min-1和 =Gym2mA-1min-1;于是,由公式,a,0 a,9000900方向上的吸取劑量指數(shù)率為Gymin-1和Gymin-1;Z>73X線放射率常數(shù)00900方向上的吸取劑量指數(shù)率為Gymin-1和Gymin-1;3以及與源的距離;當(dāng)參考點(diǎn)與源的距離遠(yuǎn)大于源的大小時(shí),輻射源可近似為點(diǎn)源處理;

定義為,單位活度1Bq的放射性同位素源在標(biāo)準(zhǔn)距離1m處所形成K

Bq-1s-1;K A /r2a KABqrm錯(cuò)誤!為a3100Ci60Co2

60Co

為10-17Gym2Bq-1s-1,代入公式得,錯(cuò)誤!K =101210-17/22Gys-1=Gy/h;X、射線在物質(zhì)中的減弱規(guī)律對(duì)于窄束輻射,存在以下關(guān)系式：Id=I0

e-μd其中Id為穿過厚度為d的物質(zhì)后的輻射強(qiáng)度,I0

的線性吸取系數(shù);cm-1,dcm;在寬束輻射狀況下,光子和吸取物體間的屢次康普頓散射可以導(dǎo)致觀測(cè)點(diǎn)的輻射強(qiáng)度BId=BIe-μd0B

1/2

1/10

來定義將入射γ光子數(shù)注量率或照耀

和1/2

值并1/10不是一個(gè)常數(shù),而是隨著減弱倍數(shù)的增加而略有變化;當(dāng)輻射穿過肯定厚度的物質(zhì)層后,存

和1/2

1/10

值;該值可用于對(duì)已經(jīng)有肯定程度衰減的輻射束的屏蔽力量和屏蔽厚

和1/2

值,1/10表

1/2

和Δ值1/10屏蔽材料屏蔽材料鈾鉛鋼混凝土cm1/2cm1/10Xγ射線的材料種類很多;常用的屏蔽材料有鉛、鐵、混凝土、水等;磚、總重量和減小體積,可以選擇一些高密度材料如鎢、鈾等作局部屏蔽;屏蔽計(jì)算各種輻射源造成的當(dāng)量劑量指數(shù)率的總和,不超過事先規(guī)定的掌握水平;1X250kV30mA542u=1/4,錯(cuò)誤!

=310-1mSv-1;L,WW=305460=36000mAmin-1,故有效工作負(fù)荷,Wuq=9103mAmin-1;由此得透射系 H

r2L,W p

310122 1.33104mSvm2mA1min1Wuq

9103數(shù),10-4mSvm2mA-1min-1對(duì)應(yīng)的混凝土厚度44cm;X44cm;對(duì)醫(yī)用XXX頭防護(hù)外殼泄漏的輻射和初級(jí)XX可產(chǎn)生照耀;對(duì)這種次級(jí)照耀的防護(hù)分別對(duì)應(yīng)于泄漏射線和散射線,相應(yīng)的屏蔽層稱為次級(jí)6,24cm30cmX250kVX射線在混凝土中的半減弱厚度;2X在裝置中,電子束射到靶上產(chǎn)生的XX有關(guān)的屏蔽計(jì)算方法;沿入射電子方向放射的初級(jí)X射線的屏蔽計(jì)算 (d)

Ia

qx

I,r

r2 L,hXX式中,錯(cuò)誤! d是經(jīng)過厚度為d的屏蔽層后,在參考點(diǎn)上初級(jí)X射線束的當(dāng)量劑量指數(shù)率；錯(cuò)誤!L,h

I,r是在參考點(diǎn)上的當(dāng)量劑量指數(shù)率的掌握水平；a

電子束流強(qiáng)；q是參考點(diǎn)所在區(qū)域的居留因子;5：10MeV,00r7q=1/4,又設(shè)參考點(diǎn)上的當(dāng)量劑量率的掌握水平錯(cuò)誤!L,h

為Gy/h;7.510672 (00) 2.7107X 600.24501410MeV00X

00450Gym2mA-1min-1;則計(jì)算透射比為,a XK,K=1/,K=106;可以用三種方法得到相應(yīng)的混凝土厚度;

查有關(guān)附圖,得10MeV時(shí)與透射比為10-7相應(yīng)的混凝土厚度為;XE=10MeV,K=106查有關(guān)附表,得;

=, n=lg1/=d=+=;1/10

1/10,1 1/10,e上面1/10,1

是靠近輻射源的第一個(gè)十倍減弱厚度,1/10,e

是第一個(gè)十倍減弱厚度之后的十倍減弱厚度,其值近似為常數(shù),即所謂平衡十倍減弱厚度;沿與電子束入射方向?yàn)?00的初級(jí)X射線的屏蔽計(jì)算留意兩點(diǎn)：

900a00方向上的不同,需E”,E”得到有關(guān)的屏蔽厚度;a

mA-1min-1;與原入射電子能量10MeV相對(duì)應(yīng)的等效入射電子能量為6MeV;設(shè)居留因子為1,7米處掌握水平錯(cuò)誤! 為Gy/h,則=10-6,K=106;由L,hE”=6MeV,K=106d=;3、射線的屏蔽防護(hù)61012Bq60Co150μGy/h;設(shè)容器外表到源的距r=25cm,求鉛容器的屏蔽厚度;解：查表得60Co源的空氣比釋動(dòng)能率常數(shù)K

10-17Gym2Bq-1s-1;假設(shè)不加屏蔽,分別代hh60Co12K=103K”=104,K”=104,查得鉛的屏蔽厚度為,實(shí)際可取;帶電粒子穿過物質(zhì)時(shí),主要通過激發(fā)、電離過程損失能量;帶電粒子在物質(zhì)中沿其入射方向所穿過的最大直線距離,稱為帶電粒子在該物質(zhì)中的射程;只要物質(zhì)層的厚度大于等于帶電粒子在其中的射程,那么,全部入射的帶電粒子都將被吸取;粒子和單能電子束的屏蔽計(jì)算在低Z物質(zhì)中的射程,可以由以下閱歷公式計(jì)算,即R= <E<R= E<20MeV,RZ,g/cm2;粒子的能譜是連續(xù)譜,但是,粒子的射程,與能量等于粒子最大能量的單能電子的射程是一樣的;g/cm2g/cm2為單位的質(zhì)量射程,數(shù)值上都很接近;因此,計(jì)算出質(zhì)量射程后,分別除以有關(guān)材料的密度g/cm3,就得到相應(yīng)材料所對(duì)應(yīng)dcm;粒子所致韌致輻射的屏蔽計(jì)算下是不能無視的;在估算外照耀劑量和確定屏蔽厚度時(shí),必需考慮粒子的外韌致輻射;1、粒子所致韌致輻射的劑量計(jì)算設(shè),錯(cuò)誤!rm,Gy/h；/是平enb e收粒子的屏蔽材料或靶核的有效原子序數(shù);則計(jì)算可得：2．9ED4.581014AZ( b)2( /)2．9Ee r en,Eb

MeV;71011Bq32P全屏蔽時(shí),由此產(chǎn)生的韌致輻射在處空氣中的吸取劑量率為多大假設(shè)用鉛屏蔽韌致輻射,那么鉛屏蔽層為多厚假設(shè)當(dāng)量劑量率的掌握水平錯(cuò)誤!L,h

25Gy/h;解：32PE為,平均能量錯(cuò)誤!為;鋁的密度為g/cm3,鋁的有效原子序數(shù)max在鋁中的射程為：R= g/cm2與此相應(yīng)鋁的厚度為d=R/==查得,與韌致輻射光子平均能量Eb

/10-3m2/kg;計(jì)算en錯(cuò)誤!10-3Gy/h;1,故錯(cuò)誤!10-3Sv/h;K=10-3/2510-6=310查得所需的鉛屏蔽層厚度為;等離子體中子源;按能譜中子源可分為單能中子源和多能中子源;按能量區(qū)間可分為相對(duì)論中子、快中子、中能中子、熱中子、冷中子等;子源還往往伴有輻射;中子劑量的計(jì)算從數(shù)據(jù)表中可以查得不同能量中子對(duì)應(yīng)的平均品質(zhì)因數(shù)和與單位中子注量相應(yīng)的中子當(dāng)量劑量指數(shù)即當(dāng)量劑量指數(shù)因子,由此,中子的當(dāng)量劑量指數(shù)HI

可以由以下公式算出：2．10H=f2．10I n HI,n210Po-Be1m解：210Po-Bey10-6s-1Bq-1;則其中子放射率為=Ay=101110-6=107s-1

錯(cuò)誤10710-15/412=10-8Sv/s=254Sv/h中子與物質(zhì)作用規(guī)律織中,按重量百分比計(jì)算,氫、碳、氮、氧四種元素占整個(gè)人體重量的95%以上；按原子數(shù)60%以上;H、C、N、O1Hn,2H14Nn,p14C放出的反沖質(zhì)子、射線的能量最終也將被機(jī)體所吸取;2、中子與屏蔽材料非彈性散射與彈性散射,使中子慢化變成熱中子；其次步是熱中子被物質(zhì)俘獲吸取;非彈性散射時(shí),中子的一局部能量用于激發(fā)原子核,而后離開相互作用點(diǎn)；被激發(fā)的原子核放出射線后又回到基態(tài);所以,發(fā)生非彈性散射核反響的中子局部能量變成了輻射能;不同原子核的第一激發(fā)態(tài)的能級(jí)位置是不一樣的;一般原子核越重,第一激發(fā)態(tài)能級(jí)越低,距約為;而對(duì)于輕核,相應(yīng)的能級(jí)間距則在1MeV左右;所以幾MeV以上的快中子更簡(jiǎn)潔與具有中等質(zhì)量數(shù)以上的原子核發(fā)生非彈性散射而損失能量;25MeV量增大而增加;因此,中子一旦與原子核發(fā)生非彈性散射反響,由于其能量大幅度下降,從而再次發(fā)生非彈性散射的幾率顯著減小,當(dāng)其能量降低到小于引起非彈性散射的閾能時(shí),中子就只能靠彈性散射來降低能量;氫核發(fā)生彈性散射作用時(shí),反沖質(zhì)子得到的能量最多;6Li940b3837bn,反響,鋰俘獲中子后放出的輻射很少,可以無視不計(jì)；硼雖在95%的俘獲大事中放出的輻射,但能量較低也較易屏蔽;已使用了不少中等重量以上的材料,這些材料對(duì)次級(jí)輻射往往也足以減弱和屏蔽;中子屏蔽計(jì)算對(duì)于不同種類的中子源,相應(yīng)可以承受不同的方法進(jìn)展屏蔽計(jì)算;如透射比法、分出截面法、透射系數(shù)法;各種方法所用的參數(shù)可以由特地的圖或表查出;40cm器外表處的當(dāng)量劑量指數(shù)率;解：241Am-Be中子源的中子產(chǎn)額y為10-6s-1Bq-1;則其中子放射率為=Ay=107s-1

=10-3241Am-Benf

10-15Svm2,所以得：第四節(jié)、外照耀防護(hù)中幾個(gè)特別問題貫穿孔洞和工藝管道的屏蔽處理；通風(fēng)和安全聯(lián)鎖等問題都需要考慮;1貫穿輻射穿過屋頂,由于大氣對(duì)輻射的散射作用,使輻射源所在的建筑物四周消滅較強(qiáng)的輻射場(chǎng),這種現(xiàn)象稱為“天空反散射”;因此,在設(shè)計(jì)這種輻射源裝置時(shí),屋頂必需有足夠的厚度,以使由于大氣反散射照成的當(dāng)量劑量指數(shù)率掌握在有關(guān)的劑量限值以下;1015Bq-607距離為米;計(jì)算屋頂對(duì)源所張的立體角為;大氣對(duì)射線的反散射取屋頂上方2米處,即ri

為米;假設(shè)參考點(diǎn)在室外,距離輻射源的水平距離rs

為20米,假設(shè)無屋頂屏蔽時(shí),計(jì)算該處的當(dāng)量劑h,假設(shè)取當(dāng)量劑量率的掌握水平錯(cuò)誤!L,h

為Gy/h;K=103K=2103,查得該輻照室屋頂?shù)幕炷疗帘魏穸葹槊?2迷道中至少經(jīng)過三次以上散射才能到達(dá)出口處;對(duì)于中子輻照室,由于熱中子在一般混凝土的總反照率可以到達(dá)~~1cm輻射室墻上設(shè)置防護(hù)門應(yīng)避開主射線束直射的方向,且防護(hù)門的屏蔽效果必需與屏蔽墻等效;另外,防護(hù)門與墻間要有肯定長(zhǎng)的搭接寬度,至少為兩者空隙的十倍以上;同時(shí)也需要留意門的底部與地面之間的縫隙,同樣需要承受相應(yīng)的措施;3屏蔽塊的裝配,屏蔽墻上安裝鉛玻璃窗,屏蔽物內(nèi)有管道等狀況下,輻射比較簡(jiǎn)潔從這S電纜溝的出口處應(yīng)蓋有足夠厚的屏蔽蓋板,等等;4空氣在強(qiáng)輻射照耀下,會(huì)發(fā)生輻照分解現(xiàn)象,其主要產(chǎn)物是臭氧O3

和氮氧化物NO、NO2等;小型的核技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)合臭氧和氮氧化物造成的影響很小,一般可以不予考慮;但反響堆問題;實(shí)際設(shè)計(jì)中需選擇適宜的通風(fēng)機(jī)及相應(yīng)的管道系統(tǒng);一般是從迷道進(jìn)風(fēng),由煙囪排出;5及個(gè)人劑量的監(jiān)測(cè)和報(bào)警指示;在醒目位置應(yīng)設(shè)置足夠的聲音、燈光和狀態(tài)指示,有條件時(shí)還可以安裝電視監(jiān)視系統(tǒng)和播送通話系統(tǒng)等等;設(shè)計(jì)需考慮假設(shè)干可能的特別狀況的發(fā)生,對(duì)停電,誤操作,輻射源散射到輻射室地面,源未回到正常的貯存位置,供電故障等都要實(shí)行相應(yīng)的措施,或者避開、或者及早覺察、或者準(zhǔn)時(shí)處理;1、概述進(jìn)展開放型放射工作時(shí),除了考慮縮短操作時(shí)間、增大與源距離和設(shè)置防護(hù)屏障,防止放射性射線對(duì)人體過量外照耀外,還應(yīng)考慮防止放射性物質(zhì)進(jìn)入人體所造成的內(nèi)照耀危害;狀況下,人員即使脫離了造成內(nèi)照耀的環(huán)境,已經(jīng)進(jìn)入體內(nèi)的放射性物質(zhì)所發(fā)出的輻射照舊會(huì)造成對(duì)人體的照耀;與內(nèi)照耀對(duì)人體安康危害有關(guān)的因素包括,放射性核素的半衰期、放射滯留的時(shí)間;內(nèi)照耀防護(hù)的根本方法是制定各種規(guī)章制度,實(shí)行各種有效措施,盡可能的隔斷放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)的各種途徑,使攝入量削減到盡可能低的水平;內(nèi)照耀防護(hù)的一般措施是“包涵、隔離”和“凈化、稀釋”;可以用防護(hù)服將操作人員圍封起來,以防止放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi);分級(jí)、分區(qū)治理;法,盡量降低空氣、水中放射性物質(zhì)濃度、降低物體外表放射性污染