輻射及其防護基本知識

第頁輻射及其防護基本知識一、什么是原子和原子核？世界上物質(zhì)有千千萬萬,結(jié)構(gòu)各不相同,但都是由基本元素組成的。目前己發(fā)現(xiàn)了118種元素,其中92種是天然的,26種是人造的。構(gòu)成元素的最小單元是原子,各元素都有各自的原子。原子是由更小的粒子組成的,它們是質(zhì)子、中子和電子,而原子核是原子中帶正電的核心,它是由質(zhì)子和中子組成的,而電子在不同軌道上圍繞原子核不停地運動。二、什么是同位素？同位素是指一種元素的所有原子,包含有相同的質(zhì)子數(shù),但中子數(shù)可能不同,即那些原子序數(shù)相同而原子質(zhì)量數(shù)不同,也就是核里質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同,在元素周期表內(nèi)占據(jù)著同一位置的那些物質(zhì)。三、什么是放射性同位素？同位素又分為穩(wěn)定同位素和放射性同位素。穩(wěn)定同位素原子核的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)以及核結(jié)構(gòu)都是穩(wěn)定不變的,多數(shù)原子核屬于這一類;原子核不穩(wěn)定,能自發(fā)地放出射線而變成另一種核素(即改變了原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù))的同位素叫放射性同位素。有些元素的同位素雖然原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都不會改變,但其核結(jié)構(gòu)能自發(fā)地發(fā)生改變,例如核外電子能級的改變而放出電磁輻射,它們也屬于放射性同位素。放射性同位素有天然的和人工制造的兩種,天然的也要經(jīng)過人工提純后才能使用。四、什么是衰變和射線？原子核放出射線而變成另一種核素的現(xiàn)象叫衰變。在這種現(xiàn)象中,最初那個原子核叫母體,放出射線后生成的新核素稱為子體。不穩(wěn)定的同位素的原子核能自發(fā)地發(fā)生變化而放出某種粒子(α、β-、β＋)或射線(γ射線)的現(xiàn)象稱為核衰變。核衰變不受外界因素影響,而是由放射性元素核內(nèi)部能量狀態(tài)決定的。放射性核素有三個重要特點,它們是:㈠、能自發(fā)的放出射線,與此同時衰變成別的核素。射線一般有α、β、γ三種,有時又依此稱為甲種射線、乙種射線、丙種射線。一種核素衰變時,不一定都能放出這三種射線。質(zhì)量較輕的同位素一般只放出β、γ射線,質(zhì)量較重的放射性同位素,多數(shù)能放出α射線。α射線穿透能力很弱,一張紙便可擋住。但其能量容易傳遞給物質(zhì),所以要特別注意防止放出這類射線的放射性物質(zhì)進入體內(nèi)。β射線就是高速運動的電子,穿透能力比α射線強,但不太厚的鋁片便可以把它擋住。γ射線是不帶電的中性粒子,靜止質(zhì)量等于零,習慣上也稱光子。γ射線與物質(zhì)相互作用時,同帶電粒子與物質(zhì)的相互作用情況不大相同。γ射線不能使物質(zhì)直接電離和激發(fā),也沒有射程的慨念。它與物質(zhì)作用有三種主要的形式,即:較低能量的γ射線,在物質(zhì)中主要產(chǎn)生光電效應(yīng);中等能量時,主要產(chǎn)生康普頓效應(yīng);能量較高時,主要是電子對效應(yīng)。γ射線與物質(zhì)相互作用時發(fā)生的任何一種效應(yīng),都會產(chǎn)生次級電子,次級電子從γ射線中獲取能量的多少,取決于相互作用的形式和γ射線的能量及吸收介質(zhì)的種類。γ射線在上述三種形式的作用過程中逐漸被吸收或變成另一種能量較小的光子。㈡、有一定的半衰期(半衰期記作T1/2)。某種放射性核素放射出一種或一種以上射線并衰變?yōu)閯e的核素的過程中,其放射性活度(單位時間內(nèi)發(fā)生的核衰變數(shù))不斷減小。一定數(shù)量的某放射性核素的原子數(shù)由衰減到它的初始值的一半所需的時間長度稱為該放射性核素的半衰期。半衰期是放射性核素的一個特征常數(shù),不隨外界條件和元素的物理化學狀態(tài)的不同而改變。不同的放射性核素半衰期長短差別很大,長的可達幾十億年,如釷-232為140億年;短的在百分之一秒以下,如釙-212僅為3.0×10-7秒,即一千萬分之三秒。㈢、放射性原子核數(shù)目的減少服從指數(shù)規(guī)律。五、射線的發(fā)生天然放射性物的衰變過程釋放出帶電電離粒子、不帶電電離粒子或由兩者混合的任何輻射的射線。射線在此指電離輻射，是通常所說的帶電電離粒子，如電子、質(zhì)子、及粒子等，它們具有足夠大的功能，以致由碰撞產(chǎn)生電離；那些能使物質(zhì)釋放出帶電電離粒子或引起核變化的不帶電粒子，如中子、光子等，稱為不帶電電離粒子。下面僅簡要認識X射線、γ射線。㈠、X射線⑴、X射線的產(chǎn)生：在工業(yè)上是由特制的X射線管產(chǎn)生的。它是波長比較短的電磁波（波長約為10-8⑵、白色X射線（連續(xù)X射線）與標識X射線（特性X射線）白色X射線指波長在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的X射線（既波長是由多種波長組成的）。標識X射線指波長相對單一的X射線。在應(yīng)用技術(shù)上，用來鑒別元素和進行物質(zhì)的化學成份的定性、定量分析采用標識X射線。而射線探傷一般應(yīng)用的是連續(xù)X射線。㈡、γ射線⑴、γ射線的產(chǎn)生：γ射線是從某些放射性物質(zhì)（例如：鈷、釷、鈾、鐳、銥、銫等放射性物質(zhì)）原子核里放射出來的；原子核從能量較高的狀態(tài)躍遷到能量較低的狀態(tài)時,放出γ射線。此外，基本粒子湮沒、帶電粒子的韌致輻射及原子核衰變過程，都能產(chǎn)生γ射線。既：產(chǎn)生γ射線的方式很多，主要有放射性同位素衰變、韌致輻射、核反應(yīng)、核裂變等，因而就有式樣不同的同位素。就γ輻射裝置來看，目前大多采用放射性同位素γ源。同位素發(fā)射的γ射線，是放射性核衰變的伴隨輻射。γ射線是波長極短的電磁波，通常它的波長在10-它的速度和光速一樣。它的穿透能力較強，能穿透300mm的鋼板。⑵、γ輻射源（同位素γ源簡稱為γ源）的選用。不同使用場合，對γ射線源要求是不一樣的，應(yīng)滿足于壽命長、安全性能好、自吸收小，比放射性高、經(jīng)濟，貨源充足等條件。在核物理實驗、同位素儀器儀表、γ探傷、γ治療機、γ照相、X熒光分析等等各個方面都需要使用γ輻射源。六、什么是放射性活度、照射量、吸收劑量、劑量當量？㈠、放射性活度:放射性活度是在單位時間內(nèi)發(fā)生核衰變的數(shù)目,即衰變率,用符號A表示。㈡、照射量:是描述Χ射線或γ射線在單位體積元內(nèi)的單位質(zhì)量空氣中,產(chǎn)生多少電離的一個量。它并不反映空氣或其它介質(zhì)吸收能量情況。1R的照射量相當于空氣中8.69×10-3Gy的吸收劑量,相當于在組織中的吸收劑量為9.6×10-3Gy。㈢、吸收劑量:它適用于各種類型的輻射和任何介質(zhì),也適用于內(nèi)、外照射。它的定義是:單位質(zhì)量被照物質(zhì)平均吸收的輻射能量。它的物理意義是:電離輻射與物質(zhì)相互作用時,單位質(zhì)量的物質(zhì)中吸收電離輻射能量多少的一個輻射量,也就是粒子授予單位質(zhì)量物質(zhì)的能量多少。㈣、劑量當量:研究證明,某一吸收量的生物效應(yīng),是與輻射的種類以及照射條件有關(guān)的。就是說,僅知道人體接受的吸收劑量,還不能說明人體受到多大傷害,因此引用了劑量當量來修正。劑量當量H定義為:吸收劑量和其它必要的修正因數(shù)的乘積,用下式表示:H=DQND是吸收劑量、Q是輻射線質(zhì)系數(shù)(也稱品質(zhì)因數(shù))、N是其它修正系數(shù),目前ICRU(國際輻射單位和測量委員會)指定N=1各種輻射類型的Q值初級輻射類型Q的近似值Χ射線、γ射線和電子質(zhì)子和靜止質(zhì)量大于1個原子質(zhì)量單位的單電荷粒子中子、α粒子和多電荷電子11020各單位之間的關(guān)系西弗（又譯希沃特，英文Sievert?，縮寫Sv）是一個國際單位制導出單位，用來衡量輻射對生物組織的傷害（劑量當量）。得名于瑞典生物物理學家RolfMaximilianSievert。定義為1西弗=1焦耳（輻射能量）/公斤。舊時劑量當量還用雷姆單位（又稱人體倫琴當量，英文Röntgenequivalentman?或rem）衡量，1雷姆=0.01西弗。此外，人體所受的輻射劑量，是以輻射場的強度與曝露時間的相乘積計算。故一般表示輻射強度，其單位有(微西弗／小時)及(毫西弗／年)二個。不要弄錯單位，因為【毫西弗】是【微西弗】的千倍，而一年有8760小時，所以:【微西弗】是與【每小時】搭配，而【毫西弗】與【每年】搭配才相符合。輻射量曾用專用單位國際單位制(SI)單位定義與國際單位換算制單位定義與專用單位換算放射性活度A居里(Ci)1居里=3.7×1010衰變/秒1居里=3.7×1010貝可勒爾貝可勒爾(Bq)1貝可勒爾=1秒-11貝可勒爾=2.73×10-11居里照射量Χ倫(R)1倫=2.58×10-4庫侖/千克1倫=2.58×10-4庫侖/千克未定(庫侖/千克)1庫侖/千克≈3.877×103倫吸收劑量D拉德(rad)1拉德=10-2焦耳/千克(=100爾格)1拉德=10-2戈瑞戈瑞(Gy)1戈瑞=1焦耳/千克1戈瑞=100拉德劑量當量H雷姆(rem)1雷姆=10-2焦耳/千克1雷姆=10-2希沃特希沃特(Sv)1希沃特=1焦耳/千克1希沃特=100雷姆七、輻射對人體有什么影響？人體所受的輻射照射分為內(nèi)照射和外照射兩類。進入人體的輻射源對人體產(chǎn)生的照射稱為內(nèi)照射;而處在體外的輻射源對人體產(chǎn)生的照射稱為外照射。不論是內(nèi)照射還是外照射對人體健康都可能產(chǎn)生一定的影響。㈠、輻射效應(yīng)分類和輻射損傷機理。人體受到電離輻射照射后,輻射對人體產(chǎn)生的效應(yīng)可以出現(xiàn)在受照射者本人或他的后裔身上。出現(xiàn)在受照射者本人身上的稱為軀體效應(yīng);出現(xiàn)在受照射者后裔身上的稱為遺傳效應(yīng)。國際放射防護委員會在第26號出版物中又將這些效應(yīng)分成隨機性效應(yīng)和確定性效應(yīng)(非隨機性效應(yīng))二類。隨機性效應(yīng)是指發(fā)生幾率(不是嚴重程度)與劑量大小無關(guān)的效應(yīng),這種效應(yīng)不存在劑量的閾值。確定性性效應(yīng)是指嚴重程度隨劑量而變化的效應(yīng),這種效應(yīng)存在著劑量的閾值,低于這個閾值不會見到有害效應(yīng)。遺傳效應(yīng)和軀體效應(yīng)中癌的發(fā)生都是隨機性效應(yīng)。為了防護目的,假定了在低水平照射下,隨機性效應(yīng)的發(fā)生率和劑量有著線性無閾的關(guān)系,即發(fā)生率和劑量成正比,也就是說即使很小的劑量也有可能使人體受到損害,只是發(fā)生的幾率是很微小的。確定性性效應(yīng)表現(xiàn)為機體機能的改變,例如形成白內(nèi)障、皮膚的良性損傷、骨髓中細胞的減少、生育能力的減退、血管或結(jié)締組織的損傷等,但這些效應(yīng)不會表現(xiàn)在后裔身上,所以不屬遺傳效應(yīng)。確定性效應(yīng)的嚴重程度(疾患嚴重程度)取決于劑量的大小,即只有在機體接受的劑量超過一定的閾值時才能發(fā)生。例如:引起影響視力的眼晶體混濁的閾劑量當量不會低于1500雷姆(15希沃特即15Gy),可引起有損美容的皮膚閾劑量是幾個星期或幾個月內(nèi),局部吸收劑量為20戈瑞(20Gy即2000拉德)。電離輻射引起上述這些效應(yīng)的機理較為復(fù)雜,目前尚未完全研究清楚。但研究認為:人體細胞中含有大量水分,電離輻射可使水分子電離,電離形成自由基(H,OH)和過氧化氫等毒物,自由基的化學性質(zhì)極活潑,過氧化氫為強的氧化劑,它們與細胞中的硫氫基及其它重要化合物發(fā)生反應(yīng),造成細胞損傷。大量的研究還證明,電離輻射還可以直接使細胞中的染色體或其它重要成分斷裂,從而造成非正常細胞的出現(xiàn)。如果損傷的細胞是體細胞,則表現(xiàn)出軀體效應(yīng);如果損傷的是生殖細胞,則輻射效應(yīng)表現(xiàn)在受照者的后代身上,為遺傳效應(yīng)。㈡、劑量與效應(yīng)的關(guān)系。非隨機性的軀體效應(yīng)存在著閾劑量。即當受照射劑量超過一個閾值時引起急性損傷的一些效應(yīng),受照射者身上會出現(xiàn)一些相應(yīng)的癥狀。下表給出了一次全身受到較大劑量的照射后能引起的癥狀:一次全身受到大劑量的照射后能引起的癥狀照射量(倫)相當組織中吸收劑量(Gy)癥狀治療~25~0.24無明顯自覺癥狀可不治療、酌情觀察25~500.24~0.48極個別人有輕度惡心、乏力等感覺,血液學檢查有變化增加營養(yǎng),要觀察50~1000.48~0.96極少數(shù)人有輕度短暫的惡心、乏力、嘔吐,工作精力下降增加營養(yǎng),注意休息,可自行恢復(fù)健康100~1500.96~1.44部分人員有惡心、嘔吐、食欲減退、頭昏乏力、少數(shù)人員一時失去工作能力癥狀明顯者要對癥治療150~2001.44~1.92半數(shù)人員有惡心、嘔吐、食欲減退、頭昏乏力,少數(shù)人員癥狀較重,有半數(shù)人員一時失去工作能力大部分人員需要對癥治療,部分人員需要住院治療200~4001.92~3.84大部分人員出現(xiàn)上述癥狀,不少人癥狀嚴重,少數(shù)人可能死亡均需住院治療400~6003.84~5.76全部人員無上述癥狀,死亡率約為50%均需住院搶救,死亡率取決于治療積極性>800>7.68一般將100%死亡盡量搶救,或許對個別人有成效應(yīng)當注意的是:以倫琴為單位的照射量只能用來描述X射線和γ射線對空氣的效應(yīng),以拉德(rad)或戈瑞(Gy)為單位的吸收劑量則適用于任何輻射類型(α、β、γ、Χ等)和介質(zhì)。以雷姆或希沃特為單位的劑量當量則是反映對人體生物效應(yīng)的量。這里必須強調(diào)的是:這些劑量是一次(例如一天左右)給予全身時才有上表所列的效應(yīng),分幾次或局部受照射時效應(yīng)會完全不一樣。許多因素,如射線的種類、受照射的總劑量、劑量率、照射方式(照射面積和部位)、機體生理狀態(tài)(年齡和健康狀況)及受照后的醫(yī)療條件等,都能直接影響損傷的嚴重程度和發(fā)生幾率。但主要因素是受照射總劑量、劑量率和照射方式。在受照射總劑量相同而劑量率和照射方式不同時,損傷程度就不會相同。例如,一次(一天內(nèi))全身接受了300倫(R,相當在組織中吸收劑量為2.88Gy,下同)的照射大部分人會出現(xiàn)不同癥狀,有的很嚴重,少數(shù)人可能死亡。但如果300倫是在5年內(nèi)均勻的逐漸照射,則可能不會出現(xiàn)輻射引起的非隨機性損傷。再從照射方式看:如果這300倫雖然是一次給予,但受照部位僅是手或腳,則可能看不出非隨機性明顯損傷;如果用300倫照射頭部,則損傷就相當嚴重。而小劑量照射引起的軀體損傷,是可以恢復(fù)健康的,在一般情況下主要依靠機體自身的修復(fù)作用即可恢復(fù)健康。八、日常生活中人類是否時刻受到輻射照射？在日常生活中人類時刻受到輻射照射,人類的歷史就是處在輻射照射下生存和發(fā)展的。一方面人類要受到天然輻射源的照射,它稱為天然本底照射,當然,這種照射水平比較低。一方面要受到人工輻射源的照射。無論是自然界中的輻射,還是人類在生產(chǎn)和應(yīng)用輻射源時均可對人體產(chǎn)生一定的影響,影響程度取決于吸收的輻射總量和所接受的劑量當量。㈠、天然本底照射1、宇宙射線:它分為初級宇宙射線和次級宇宙射線。初級宇宙射線:它來源于銀河宇宙射線、初級太陽宇宙射線和赤道上空的輻射帶。它們是看不見、聞不著、聽不到的,能量很高,主要是由原子、α粒子和電子等高速粒子組成的。初級宇宙射線是對人類有潛在危險的太空輻射。人類和生物由于受到大氣層、電離層和磁層的保護而免受它的直接照射。初級宇宙射線闖入大氣層后,與大氣層中的氮、氧等多種元素的原子核發(fā)生核反應(yīng),釋放出許多次級原子、中子,就構(gòu)成了次級宇宙射線。當初級宇宙射線的能量達1012—1013MeV(兆電子伏特)時,可產(chǎn)生數(shù)萬億的電子、質(zhì)子和中子等。這些粒子可輻射到地球,使人類可能受到直接照射。宇宙射線中的中子與大氣層的氮發(fā)生相互作用時,產(chǎn)生一種非常重要的放射性核素14C,其反應(yīng)為14N(n,p)14C,14C宇宙射線的強度隨海撥高度增加而增大。2、地球上的輻射源:這些輻射源來自土壤、巖石等,其中存在著的鐳、釷、鈾及它們的子體產(chǎn)物等放射性元素會不斷地轉(zhuǎn)移到空氣、水和食物中。這些放射性元素的濃度與地理位置和地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系密切,有些地區(qū),如印度喀拉拉邦和馬都拉斯邦的獨居石地質(zhì)構(gòu)造地區(qū)就屬于高本底地區(qū),那里的劑量率高達1300mrem(13mSv)/a。當然,地球上大部分地區(qū)都屬于低本底地區(qū)。3、體內(nèi)放射源:主要是人體內(nèi)含有微量放射性元素,如14C和40在一般地區(qū),天然本底照射給予人的輻照劑量當量率,估計為240毫雷姆(2.4毫希)/年(即mSv/a),其中宇宙射線的份額為39mrem(亳雷姆)/a(即0.39mSv/a);地面輻射為50mrem/a(0.5mSv/a);40K(鉀-40)的體內(nèi)照射為20mrem/a(0.2mSv/a)、220Rn(氡-220)的體內(nèi)照射最多,為1300mrem/a(13mSv/a)。下表給出了幾種物質(zhì)中放射性核素的含量。幾種物質(zhì)中放射性核素的含量放射性核素鐳(Ra)克/升鈾(U)克/升釷(Th)克/升鍶-90(Sr)居里/升銫-137(Cs)居里/升總β放射性居里/升海水(0.6~1.0)×10-161.5×10-95×10-125×10-131.5×10-13(2~6)×10-12河水0.7×10-161×10-92×10-11(2.2~8.5)×10-12(1.7~10.9)×10-12地下水8×10-13(居里/升)(0.6~22)×10-12(1.5~10.6)×10-12花崗巖1.4×10-10%4×10-4%1.3×10-3%表層土5×10-10(居里/公斤)1.8×10-9(居里/公斤)(1.5~9.5)×10-11(居里/克)植物(蔬菜)(3~5)×10-13[居里/克灰(海產(chǎn))]0.1~0.4(微克/克)0.1~1(微克/克)(1.5~8.6)×10-12[居里/公斤(鮮重)](0.7~3.5)×10-12[居里/公斤(鮮重)](0.34~12.7)×10-9[居里/公斤(鮮重)]牛奶(3~28)×10-12[居里/克(鈣)](5~800)×10-12(7.6~13.4)×10-10自然界中的放射性物質(zhì)(包括人工生產(chǎn)的),轉(zhuǎn)移到人體內(nèi)使每個人體組織中都帶有一定數(shù)量的放射性物質(zhì)。有人曾對20多個國家和地區(qū)的一千多個人骨樣中的鐳含量進行了測量,結(jié)果顯示:一般地區(qū)鐳含量的平均值為(4-39)×10-15居里[(1.5-14.4)×10-4貝可]/克(骨灰),高本底地區(qū)的平均值為(143-1340)×10-15居里[(53-596)×10-4貝可]/克(骨灰)。值得注意的是某些建筑材料釋放的氡氣量過高也必須引起警惕。㈡、人工輻射源人類在生存中,除受天然放射性核素的本底輻射照射外,還受到一些人工輻射源的照射。人工輻射源包括放射診斷和放射治療輻射源、放射性藥物、放射性同位素的應(yīng)用(工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、軍事、日常生活用品)、放射性廢物、核電站事故、核武器爆炸的落下灰、核反應(yīng)堆和加速器產(chǎn)生的照射等。1、放射診斷和放射治療及放射性藥物:對患進行疾病診斷,應(yīng)用較多的是Χ射線(它不同于放射性同位素衰變時輻射出的射線),Χ射線診斷對受檢者所致劑量隨診斷方法、透視部位、照射時間不同而差異較大,一般情況相當于天然本底輻射年劑量當量的幾倍到幾十倍。在進行胸透、造影、攝像等項目診斷時,除患者接受了較大的照射劑量外,對周圍環(huán)境也同時產(chǎn)生電離輻射。臨床診斷中幾種常用核素造成的劑量※1戈瑞(Gy)=100拉德(rad)=1焦耳/千克;1希沃特(Sv)=100雷姆(rem)=1焦耳/千克；放射性核素化學狀態(tài)臨床用途核素用量毫居里(mCi)(3.7×107貝可)吸收劑量rad(拉德)局部全身32PNa2HPO4腫瘤定位1.020~40(骨髓)8~1085Sr氯化鍶骨掃描0.13~5(骨)0.5~2.099mTcNaTcO4腦掃描101(腎)0.1~0.2人血清清蛋白心掃描30.6~1.2(肝)0.03~0.06131INaI甲狀腺掃描0.1100~200(甲狀腺)0.05~0.35玫瑰紅肝掃描0.30.2~0.9(肝)0.12~0.4203Hg新醇腦掃描0.212~14(腎)0.2~0.4198Au膠體肝掃描0.24~8(肝)0.1~0.4從上表可見,醫(yī)療照射造成的劑量是不容忽視的。如以1mCi[毫居里,3.7×107貝可(Bq)]的32P(磷-32)進行腫瘤定位診斷,一次全身所受劑量相當于職業(yè)性照射年容許劑量的2倍,其紅骨髓所受劑量相當于年容許劑量5倍。又如以0.1mCi(3.7×106Bq)的131I(碘-131)做一次甲狀腺掃描,甲狀腺的吸收劑量相當于職業(yè)性年容許劑量的5倍[甲狀腺年容許劑量當量為30rcm(0.3Sv)]。進行Χ射線診斷,胸部Χ射線攝影,皮膚劑量最大可達20拉德(rad,相當0.2Gy),胸部深處胸部深處可達2拉德。胃腸透視時,皮膚劑量最大處可達40拉德以上。牙科Χ線攝影,照射部位所受劑量可達15拉德。在放射性藥物的應(yīng)用上有的用于局部治療(如甲狀腺),有的用于追蹤人體內(nèi)特殊化學物質(zhì)的途徑和部位,這些也在逐年增加。2、放射性同位素應(yīng)用中的照射:放射性同位素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、軍事上廣泛應(yīng)用,一般是安全的,但在事故狀態(tài)下其對人體的輻射和環(huán)境污染絕不容忽視。當然,其影響大小取決于事故性質(zhì),特別是放射性活度、照射量、吸收劑量和劑量當量的大小。這就是說:用于各種儀器儀表的如測厚儀、探傷機、料位計、核子秤、報警器等發(fā)生事故后所造成的危害,一般僅限于直接操作放射性同位素人員和因其它因意外情況而近距離涉源的人員,其危害范圍和程度是有限的,絕不能和核電站的惡性事故或核武器爆炸等相提并論。值得一提的是很多工業(yè)產(chǎn)品,例如:各種夜光鐘表、指南針、發(fā)光標志、煙火報警器等都帶有不同數(shù)量的放射性物質(zhì),但其量是比較少的。如夜光表上的放射性活度,如用氚時可達5毫居里,用钷-147(147Pm)時可達100微居里,用鐳-226(226Ra)時可達0.1微居里。并有規(guī)定最大攜帶量可分別增加到上述數(shù)值的1.5倍。估計,當手表中含鐳-226為0.1微居里時,佩戴者產(chǎn)生的性腺劑量率男性為每年7毫雷姆,女性為每年6.5毫雷姆,雖然多使用氚來替代鐳-226,消除了外照射,但有些氚可能會從表里逸出引起內(nèi)照射,每年可產(chǎn)生0.5毫雷姆左右的全身照射,相當于職業(yè)性放射性工作人員年容許劑量的萬分之一。3、環(huán)境污染:環(huán)境中的人工輻射源主要來自核爆炸的沉降物,落下灰中的放射性核素有200余種,如鍶、銫、釔、鋯、鈮、銠、钷、鈰、釕、鋇、碳等,以鍶-90(90Sr)和銫-137(137Cs)為最顯著,因為90Sr、137Cs和14C的半衰期長,對環(huán)境有遠期影響，其次是核工業(yè)排放的“三廢”。核爆炸造成的環(huán)境污染是世界性的。不完全統(tǒng)計前蘇聯(lián)和美國共進行過700多次核武器試驗,其中300多次是在大氣層中進行的,注入高空平流層的90Sr估算可達14.8百萬居里(5.5×10171980年年底前大氣層核試驗產(chǎn)生的放射性核素對人類的劑量負擔(μGy)核素全世界居民性腺紅骨髓骨襯細胞肺外照射源短壽命核素310310310310137Cs370370370370內(nèi)照射源3H4747474714773703409155Fe959989Sr121590Sr570130074137Cs170170170170144Ce250239Pu0.032257241Am0.040.23核武器試驗釋放大量的90Sr和137Cs等隨爆炸的落下灰到達地面,最終通過食物鏈進入人體。美國原子能委員會保健和安全試驗室給出了1964年美國公眾日常飲食中,從各種食物中攝入90Sr的量。見下表:食物種類90Sr的日攝入量Bq%牛奶57447.7面粉和谷物27022.4根菜類594.9葉菜類12210.1水果857.1肉、魚和蛋373.1水564.7總計1203100核工業(yè)的環(huán)境污染主要是在核燃料的生產(chǎn)、加工、核反應(yīng)堆運行和核燃料后處理等過程中形成的,其中有正常情況下的廢物排放,也有事故狀態(tài)下放射性物質(zhì)的外逸。受照者主要是核企業(yè)職工和附近地區(qū)居民。就世界而言,到目前為止,放射性物質(zhì)對環(huán)境污染還未在世界范圍內(nèi)超過規(guī)定的容許水平。由于核電站等工業(yè)設(shè)施從規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)都很重視輻射的安全防護和包括運行在內(nèi)的嚴格管理,所以從其運行史來看它是一個安全水平較高的工業(yè)。在正常情況下它對環(huán)境的污染不像某些工業(yè)那樣嚴重。但如不采取嚴格的防護措施,一旦發(fā)生事故,將對環(huán)境造成嚴重的后果。1986年4月26日烏克蘭境內(nèi)的切爾諾貝利核電站發(fā)生了世界核電史上最嚴重的災(zāi)難性爆炸。該電站共有4座核反應(yīng)堆(屬于RBKM-1000型壓力管式石墨慢化沸水堆)事故原因是由于人為誤操作,冷卻水中斷,堆芯失水后采取緊急注水措施,反而使過熱的蒸汽與氫氣、石墨、熔化燃料元件發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生猛烈爆炸,引起大火。反應(yīng)堆廠房被炸毀,烈火達幾十米高,大量放射性物質(zhì)因熱效應(yīng)升騰到1Km高后水平流動。前蘇聯(lián)當局調(diào)動了3000架次飛機投下5000多噸沙子、硼、鉛、白云石等封住反應(yīng)堆噴火口。事故將大量的放射性物質(zhì)(1019Bq)送入大氣,事故疏散了13.5萬居民,使203人受到急性放射損傷,已有30多人死亡,使歐洲及北半球各國都受到不同程度的污染。雖然事故釋放物涉及多種放射性元素,但從放射學觀點看只有二種碘(短期內(nèi))和銫(長期內(nèi))是特別重要的。釋放的碘-131約1018Bq,在吸入或食用牛奶制品等污染食物后,碘主要被甲狀腺吸收,它的短程β粒子從內(nèi)部照射甲狀腺體。通過在幾周內(nèi)禁止消費受污染的食物或服用少量非放射性碘進行預(yù)防性保護甲狀腺等方法,防止了更多人甲狀腺受到輻射照射。釋放的銫約1017Bq,它沉降在廣闊的區(qū)域。若干年后人們依然擔驚受怕。但是,盡管有數(shù)千平方公里的區(qū)域內(nèi)有污染,實際多數(shù)地方由污染引起的輻射劑量低于世界許多地方的自然本底輻射水平。這次事故長期效應(yīng)只有在對若干大型人群的統(tǒng)計流行病學性質(zhì)進行長期研究后才能得出。在長期效應(yīng)中,甲狀腺效應(yīng)只是一種特殊效應(yīng)。十多年研究表明,甲狀腺效應(yīng)是明確的,但也很難將具體的某一個人歸因于輻射照射。而更長期的效應(yīng),到目前為止,尚沒有證據(jù)說明除甲狀腺癌外的其它惡性腫瘤發(fā)病率有任何增加或證明存在可歸根于該事故所致輻射照射引起的遺傳效應(yīng)。這主要是因為這些人接受的劑量較小,科學家們認為:在低劑量下輻射引起惡性腫瘤和遺傳效應(yīng)的風險是非常小的,而且由于這些效應(yīng)在人群中的自然發(fā)病率相對較高,所以檢測不出這些效應(yīng)就是自然的。綜上所述,在現(xiàn)今社會里人工輻射源應(yīng)用越來越多,在放射性同位素應(yīng)用上更加廣泛,特別是各種儀器儀表上,如測厚儀、探傷儀、液位計等等。個別事故也有發(fā)生,其影響大小取決于放射性活度、照射量、吸收劑量、劑量當量的大小。這就是說:即便是很小的放射源,但其放射性活度較大,且對人體照射距離較近、時間較長同樣能受到傷害。同一個放射源如果照射距離較遠、時間較短就不能受到傷害。更不能和核電站的惡性事故或核武器爆炸相提并論,這好比一杯(例0.5公斤)汽油與一罐(例100噸)汽油爆燃后都能對人體造成嚴重傷害,但其傷害范圍就大不相同。如一個供電30萬千瓦的電廠,用核能發(fā)電,若供電三年,一次裝卸料需40噸低濃度的二氧化鈾(Uo2,其中含235U為3%,含238U為97%)而我們在儀器儀表上使用的放射源要以克、毫克、微克來計。九、輻射防護的目的、標準是什么？㈠、輻射防護的目的放射防護的目的就是保障放射工作人員和公眾及其子孫后代的健康與安全,保護環(huán)境,促進核科學技術(shù)、核能和其它輻射應(yīng)用事業(yè)的發(fā)展。所關(guān)心的是:既要保護從事放射性工作者個人及他們的后代及全人類的安全,又要允許進行那些可能產(chǎn)生輻射的必要活動。具體地說輻射防護的目的有三個:第一:防止有害的確定性效應(yīng)(非隨機性效應(yīng))的發(fā)生。如影響視力的眼晶體混濁的閾劑量當量在15希(Sv)以上,為保護視力,防止這一確定性效應(yīng)的發(fā)生,就要保證工作人員眼晶體的終身累積劑量當量不超過15Sv等等。第二:限制隨機性效應(yīng)的發(fā)生率,使其達到被認為可以接受的水平。例如隨機性效應(yīng)的主要表現(xiàn)是誘發(fā)癌癥和嚴重的遺傳性疾患,但癌癥和嚴重的遺傳性疾患在人類群體中尚有一個自然發(fā)生率,在統(tǒng)計數(shù)值上有升有降。因此有人認為輻射防護的目的是使由于人為原因引起的輻射所帶來的各種惡性疾患的發(fā)生率,小到能被自然發(fā)生率的統(tǒng)計漲落所掩蓋即可。第三:消除各種不必要的照射。㈡、輻射防護標準國際放射防護委員會在建議書中提出了四種防護標準,簡單概括如下:⑴、基本限值:基本限值應(yīng)用于職業(yè)性放射性工作人員和公眾個人接受的劑量,在群體照射情況下,則是應(yīng)用于關(guān)鍵人群組的成員所受到的平均劑量。⑵、導出限值:包括年攝入量限值和表面污染控制水平,這些限值是根據(jù)一定模式從基本限值推導出來的。⑶醫(yī)療照射指導水平:它是為了使醫(yī)療照射做到防護最優(yōu)化,使在獲得足夠的診斷信息情況下,盡量降低受檢者劑量。⑷應(yīng)急和持續(xù)照射情況下的干預(yù)。我國?電離輻射防護與輻射源安全基本標準?將受照人員分為下列三類:第Ⅰ類——“職業(yè)性放射性工作人員”,指直接從事放射性物質(zhì)操作或因檢修、處理事故及其它原因而經(jīng)常不定期的進入放射性工作場所的人員。第Ⅱ類——“患者、陪檢者”,指進行自身接受醫(yī)學診斷或治療照射的人員,或知情但自愿幫助和安慰患者接受照射的人員。第Ⅲ類——“公眾成員”這是指除以上的其它受照人員。1、對職業(yè)放射性工作人員的劑量限值:職業(yè)照射劑量限值是其它標準的基礎(chǔ),通常稱為基本限值。職業(yè)照射的劑量限值為:⑴、職業(yè)照射的基本限值①、連續(xù)5年內(nèi)的年平均有效劑量不超過20mSv;②、任何一年中的有效劑量不超過50mSv;③、眼晶體的年當量劑量不超過150mSv;③、四肢或皮膚的年當量劑量不超過500mSv;上述劑量限值中隱含著對最優(yōu)化的劑量約束值一年中不應(yīng)超過20mSv。⑵、肓齡婦女、孕婦和未成年人的劑量限值此規(guī)定是對從事放射性工作的孕婦、授乳婦(內(nèi)照射)及接觸放射性的16~18歲的實習人員而規(guī)定的。對有生育能力的婦女所接受的照射,應(yīng)嚴格按職業(yè)照射的限值進行控制。限制孕婦受照劑量,是以保護胎兒為目的提出的。另應(yīng)注意在孕期腹部表面的當量劑量限值不得超過2mSv,必需慎重。對于授乳婦,外照射沒有特殊規(guī)定,為限制通過乳汁將放射性物質(zhì)轉(zhuǎn)移到嬰幼兒體內(nèi),內(nèi)照射應(yīng)加控制。16-18歲青少年,為不影響成長發(fā)育,需使他們的受照劑量低于成年人,其劑量限值為:①、年有效劑量不超過6mSv;②、眼晶體的年當量劑量不超過50mSv;③、四肢或皮膚的年當量劑量不超過150mSv;⑶、應(yīng)急照射由于職業(yè)放射性工作人員工作的連續(xù)性,往往不能因受照劑量控制不當而必須中斷其放射性工作(例上半年累積劑量達到20mSv,下半年就不能再受照射了)。而一般情況下,輻射場強度比較穩(wěn)定,受照劑量在時間分布上比較均勻,此時工作人員所受的劑量可按月當量控制。在事故情況下,為了搶救人員和國家財產(chǎn),或為了防止事故蔓延擴大,需少數(shù)人在輻射場劑量較高情況下工作,這些人一次可能接受較大劑量照射,此稱為應(yīng)急照射。對此,?基本標準?中規(guī)定:在必要時,經(jīng)過周密安排,領(lǐng)導批準,工作人員一次可接受50mSv的全身照射。但以后的照射應(yīng)適當減少,以使受這次照射的前5年和后5年的10年平均有效劑量不超過20mSv,且后5年所接受的劑量累計達到100mSv時,應(yīng)進行審查。2、對公眾照射的劑量限值:實踐中所得關(guān)鍵人群組成員的平均劑量估計值不應(yīng)超過下述限值:①、年有效劑量不超過1mSv;②、眼晶體的年當量劑量不超過15mSv;②、如果5個連續(xù)年的年平均劑量不超過1mSv/a,某一單一年份的有效劑量可提高到5mSv;④、皮膚的年當量劑量不超過50mSv;3、導出劑量限值:⑴、年攝入量限值:國際放射防護委員會第26號出版物中指出,在攝入放射性核素而受到內(nèi)照射情況下,可以根據(jù)年攝入量限值(ALI)來實施防護。?基本標準?中沒有給出年ALI,但給出了工作人員和不同年齡組居民每單位攝入量產(chǎn)生的待積有效劑量,年待積有效劑量20mSv,并由此可計算出各種核素的ALI。其待積劑量的期限,對成年人為50年,對兒童應(yīng)算至70歲。在攝入速率上國際放射防護委員會認為限制一年內(nèi)的總攝入量即可,不需對短時間內(nèi)的攝入速率進一步進行限制(但孕婦職業(yè)性照射仍應(yīng)按月攝入量控制)。然而,針對設(shè)計和監(jiān)測中通常只能用測定工作場所空氣中放射性物質(zhì)濃度來判斷工作場所的安全狀況,給一個空氣限值是必要的。這個限值在30號出版物中稱為推定空氣濃度(DAC),或稱導出空氣濃度。它由年攝入量限值、年工作量(例:分鐘數(shù)、工作人員呼吸量)推導出。⑵、表面污染的控制:操作開放型放射性物質(zhì)時,容易對工作人員皮膚、工作服、工作場所設(shè)備等表面造成放射性污染。表面污染是工作人員受到內(nèi)、外照射的重要來源。對放射性工作人員和工作場所進行安全與衛(wèi)生評價中,表面污染的控制和監(jiān)測是必須注意的。但必須了解制定表面污染“控制水平”的基本原則和計算方法,才能對監(jiān)測結(jié)果做出正確評價,并提出正確的安全防護措施。如“控制水平”規(guī)定過嚴會增加過多的不必要的防護開支以至阻礙原子能事業(yè)的發(fā)展,反之會給工作人員帶來傷害。由于表面污染與其引起的對人的輻射危害定量關(guān)系比較復(fù)雜,一般情況下,表面污染控標準確實僅僅只有“控制”的意義。為了正確做出評價,不應(yīng)僅根據(jù)表面污染程度就認定已達到“危險”;而應(yīng)確切地估計出工作人員所受劑量的大小或攝入放射性物質(zhì)的數(shù)量。經(jīng)常監(jiān)測表面污染程度,是間接提供工作環(huán)境安全衛(wèi)生狀況及操作工藝合理與否的簡便及時的手段之一,特別是可能及早發(fā)現(xiàn)意外事故。4、醫(yī)療照射的控制:醫(yī)療照射往往易注重醫(yī)療目的而忽視受檢者與患者的防護。為此,在?基本標準?中醫(yī)療照射占很重要地位,除提出一般要求和防護原則外,還專門較系統(tǒng)和祥細地規(guī)定了放射診斷和核醫(yī)學診斷的治療照射指導水平。醫(yī)療照射的正當性判斷是力求避免不必要照射,糾正濫用醫(yī)用輻射。?基本標準?中建立了診斷性醫(yī)療照射指導水平,鑒于醫(yī)療照射防護的特殊性,其控制原則只能遵循實踐的正當性和防護的最優(yōu)化兩原則,劑量限值不適用醫(yī)療照射。而醫(yī)療照射指導水平,則有效的加強了醫(yī)療照射的防護措施。醫(yī)療照射的指導水平是根據(jù)廣泛的質(zhì)量調(diào)查數(shù)據(jù)推導出來的,它將根據(jù)技術(shù)的進步不斷地再修訂,以供執(zhí)業(yè)醫(yī)師做為指南使用。十、輻射的防護我國政府十分重視輻射的防護，相應(yīng)出臺了《輻射防護規(guī)定》（GB8703-88）、《反應(yīng)堆退役輻射防護規(guī)定》GB11850-89、《放射性同位素與射線裝置放射防護條例》（89年國務(wù)院44號令）、《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871－2002）、《放射工作人員職業(yè)健康管理辦法》（中華人民共和國衛(wèi)生部令2007年第55號）等