民用核安全設備無損檢測輻射防護

民用核安全設備無損檢測第二章輻射防護技術質量部5/27/20251一、概述1、放射性和放射性核素同位素構成元素的最基本單位叫該元素的原子。把原子序數相同，而原子質量數不同的一類原子稱為同位素。放射性核素核素分為穩(wěn)定核素和不穩(wěn)定核素。不穩(wěn)定的核素稱為放射性核素。不穩(wěn)定核素通過釋放能量使原子核穩(wěn)定的性質稱為放射性。5/27/202521、放射性和放射性核素放射性衰變不穩(wěn)定的核素發(fā)出射線釋放能量，通過釋放能量使原子核穩(wěn)定的現(xiàn)象稱為放射性衰變。放射性衰變分為α衰變、β衰變、γ衰變。α衰變某種放射性核素放出α粒子（42He）而轉變?yōu)榱硪环N原子核的過程，稱為α衰變。α衰變放射出的α粒子攜帶的能量是單一的。一般放射性核素放射出的α粒子的能量大致在4~8MeV之間，某些放射性核素可以同時放射出幾種不同能量的α粒子。5/27/202531、放射性和放射性核素β衰變某些放射性核素放出電子而轉變?yōu)榱硪环N原子核的過程，稱為β衰變。β衰變又分為β+衰變和β-衰變。β衰變放射出的β粒子所攜帶的能量不是單一的，從0起一直到它的最大值之間是連續(xù)譜。平均能量近似為最大能量的1/3。γ衰變放射性核素的原子核自較高的能級向較低能級（包括基態(tài)）過渡時，放射出電磁輻射的過程稱為γ衰變。發(fā)出γ衰變時，核素原子序數和質量數不發(fā)生變化，只是能態(tài)發(fā)生躍遷，所以又稱同質異能躍遷。此躍遷發(fā)射的γ射線又可能將其能量傳給核外電子，所以γ衰變總是伴隨α衰變或β衰變而發(fā)生。γ射線能量是單一的，它的大小等于2個能級之差。5/27/202541、放射性和放射性核素放射性衰變規(guī)律放射性是一些核素的基本特征，不受外界因素的影響。衰變的速率是由其本身的特性決定。放射性核素能自發(fā)的放出射線，并同時變?yōu)榱硪环N核素。半衰期是指一定數量的某種放射性核素的原子核數目衰減到它初始值的一半所需要的時間，通常用T1/2來表示，半衰期是放射性核素的一個特征常數。它不隨外界條件和元素的物理、化學狀態(tài)的變化而改變。放射性核素在衰變過程中遵從指數衰減規(guī)律Nt=N0·e-λt

對于任何放射性核素，其衰變常數λ與半衰期T1/2的關系為：T1/2=0.693/λ。5/27/202551、放射性和放射性核素射線與物質的相互作用及其生物效應：電離和激發(fā)帶電粒子主要通過與物質原子核外的電子相互作用而失去能量。傳給電子的能量可能產生電離或激發(fā)。如果電子獲得的能量足夠大，就會使核外電子完全脫離原子核的束縛而成為自由電子，這個過程稱為電離，電離后的原子帶正電荷，與逃出的自由電子合稱為電子離子對。如果電子獲得的能量不足以產生電離，只是使電子從能級較低的軌道躍遷到能級較高的軌道，使原子處于激發(fā)態(tài)，這個過程稱為激發(fā)。處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，它將通過躍遷而回到基態(tài)，多余的能量以X射線的形式釋放。5/27/202561、放射性和放射性核素常見的電離輻射α粒子：由氦核組成的粒子流。射程短、穿透力弱，一張紙就可阻擋。進入體內的核素發(fā)射的α粒子可通過靜電效應引起物質電離，產生的生物效應遠大于β粒子和γ射線。β粒子：由電子組成的電子流。在空氣中的射程約幾米，1cm的有機玻璃板就可阻擋掉。β粒子也具有較強的電離作用，能發(fā)射β粒子的核素進入體內，內照射危害較大。5/27/202571、放射性和放射性核素X和γ射線：是由強光子流組成的電磁輻射。X和γ射線對人體的傷害主要是外照射傷害，穿透力極強。射程在理論上無窮大，用“半價層”來表示其穿透力。波長越短，穿透力越強。常用原子序數大，密度大的材料進行屏蔽。電磁輻射主要通過光電效應、康普頓效應和電子對效應將能量轉移給被碰撞物質，散射電子而使物質電離。中子：中子不帶電荷，穿透力極強。在物質中與原子核碰撞而損失能量，并產生核反應或使某些原子核裂變?yōu)橛蟹派湫缘暮恕Ｋc輕核發(fā)生彈性散射幾率較大，碰撞時能量損失較大，通常選用含較多氫元素的物質（水、石蠟）進行屏蔽。5/27/202581、放射性和放射性核素電離輻射對人體的危害電離輻射對人體的損傷程度受輻射劑量劑量率、射線種類、能量、傳能線密度、輻射方式、輻照部位、面積及個體輻照敏感性影響。根據輻射效應發(fā)生的機制分為確定性效應和隨機性效應。5/27/202591、放射性和放射性核素確定性效應指效應的嚴重程度與受照射劑量有關的那些效應。在輻射防護實踐中，認識確定性效應存在閾劑量。輻射防護工作人員可通過有效措施把受照射人員的劑量控制在某一閾劑量以下，從而達到防止受照射人員的特定組織或器官發(fā)生確定性效應的目的。一般認為，性腺和眼晶體屬于對輻射最敏感的組織。5/27/2025101、放射性和放射性核素確定性效應主要閾值5/27/2025111、放射性和放射性核素隨機性效應：減少劑量可以降低隨機性效應的發(fā)生率，但是不能完全避免。隨機性效應一般分為軀體效應和遺傳效應。軀體效應：分為早期效應和晚期效應。早期效應指在急性照射之后，幾小時到幾周內就出現(xiàn)的效應，按劑量大小、病理特點等可分為骨髓性放射病、腸型放射病和腦型放射病。按射線作用范圍可分為全身和局部損傷兩類。晚期效應指受照6個月以后出現(xiàn)的機體變化，臨床表現(xiàn)主要有各種癌癥、白血病、不育癥及壽命縮短等。5/27/2025121、放射性和放射性核素遺傳效應：指電離輻射使受照者基因突變引起的生育方面的異常，以及造成后代的遺傳性缺陷。放射工作人員在工作中受到照射叫職業(yè)照射，不包括天然本底照射和醫(yī)療照射。放射性工作屬于有危害的工作，隨著輻射防護水平的不斷提高，放射性工作的安全性得到了很大的提高。5/27/2025132、人類生活環(huán)境中的放射性常見人類活動所接受的照射5/27/2025142、人類生活環(huán)境中的放射性根據放射性的來源分為：天然放射性和人工放射性。天然放射性包括：宇宙輻射、地殼中的放射性物質和體內的放射性物質三方面。宇宙輻射：主要來自星際和太陽，給人們造成的劑量大約為300μSv/年。地殼中的放射性物質：主要來自土壤和巖石中的少量放射性元素鈾和釷以及它們的子體產物，放射性核素的濃度與地理位置和地質構造有很大關系。5/27/2025152、人類生活環(huán)境中的放射性體內的放射性物質：人體內含有的微量放射性元素（C14和K40），此外氡和釷射氣對人體內放射性也有顯著貢獻。某些建筑材料中釋放出來的氡氣使有些地區(qū)室內氡氣含量過高。天然放射性核素對人造成的劑量平均達2300μSv/年左右。人工輻射源包括：醫(yī)療照射、公眾照射和職業(yè)照射三方面。5/27/2025162、人類生活環(huán)境中的放射性醫(yī)療照射：包括放射性診斷和放射性治療對患者產生的照射。醫(yī)療照射造成的劑量在人類受到的人工輻射源照射中居首位。公眾照射：由于工業(yè)生產、科學研究等導致公眾接受的和公眾本身家居生活、出外旅行所接受的輻射照射。主要來源有核工業(yè)、放射性同位素應用、燃煤、交通發(fā)展、混凝土建筑等產生的公眾照射。核工業(yè)產生的公眾照射遠低于燃煤等產生的公眾照射。5/27/2025172、人類生活環(huán)境中的放射性職業(yè)照射：由于工作條件對從事該項職業(yè)的人員所產生的照射。職業(yè)照射主要由三部分組成：1）核工業(yè)工作人員所受照射2）輻射和核技術應用工作人員所受照射3）采礦和提煉工業(yè)工作人員所受照射輻射和核技術應用中，潛在照射的危險很大，必須采取嚴格有效措施降低事故發(fā)生率；核工業(yè)的事故概率極低，但發(fā)生嚴重事故的可能性并不等于零，必須加強管理，防止事故的發(fā)生。5/27/2025182、人類生活環(huán)境中的放射性我國不同職業(yè)工作人員受照人均個人劑量和集體劑量5/27/2025193、放射性衰變的物理量放射性活度（A）：指放射性核素在單位時間內衰變的次數。活度的國際單位是貝可（Bq），1Bq=1核衰變/秒；常用單位是居里（Ci），1Ci=3.7×1010Bq。5/27/2025203、放射性衰變的物理量半價層和十分之一層半價層：光子射線強度減弱一半時所需防護介質的厚度。十分之一層：光子強度減弱到原來1/10時所需防護介質的厚度。照射量：用來表示X或γ輻射在空氣中電離能力的大小，國際單位制是庫侖/千克（C/Kg）。慣用單位是倫琴（R），1R=2.58×10-4C/Kg5/27/2025213、放射性衰變的物理量吸收劑量：表示在任何單位質量物質中，吸收各類電離輻射能量大小的物理量。國際單位是焦耳/千克（J/Kg），專用名稱為戈瑞（Gy），慣用單位是拉德（rad），1Gy=100rad劑量當量：等于反映特定類型輻射引起損傷能力的品質因子Q、該類型輻射的吸收劑量D和其他修正因子N的乘積。國際單位是焦耳/千克，專用名稱為希沃特（Sv），慣用單位是雷姆（rem），1Sv=100rem。5/27/2025223、放射性衰變的物理量劑量率：通常用單位時間的劑量當量來表示，mSv/h、μSv/h或rem/h、mrem/h；也可用單位時間的吸收劑量來表示，mGy/h、μGy/h或rad/h、mrad/h。5/27/202523二、輻射防護的目的、原則和標準輻射防護目的防止有害的確定性效應的發(fā)生，并將隨機性效應的發(fā)生幾率降低到合理可行盡量低的水平。輻射防護原則：輻射實踐的正當化、輻射防護的最優(yōu)化、個人劑量限制輻射實踐的正當化：只有該實踐的利益大于所付出的代價時，才能認為該實踐是正確的。通常要綜合考慮政治、經濟、社會等方面的因素。5/27/2025242、輻射防護原則輻射防護的最優(yōu)化（ALARA）：最優(yōu)化是指應避免一切不必要的照射，在考慮到經濟和社會因素的條件下，使所有輻射照射都保持在合理可達到的盡量低的水平（AsLowAsReasonablyAchievable）。個人劑量限制：用劑量限值對人員所接受的照射加以限制，每一工作人員都不得超過規(guī)定的個人劑量限值，從而達到保護個人的目的。5/27/2025252、輻射防護原則職業(yè)照射劑量限值：03年04月01日新的國家標準規(guī)定，個人職業(yè)照射限值為連續(xù)5年的年平均有效劑量不得超過20mSv；五年中的任何一年都不允許超過50mSv（不包括天然本底和醫(yī)療照射）。個人劑量限值：個人有效劑量的管理目標通常為每年不超過20mSv。調查水平：外照射劑量每日為1mSv，內污染為年攝入量限值的1%。5/27/2025262、輻射防護原則預警水平：年預警水平為10mSv，單次大修預警水平為4mSv。干預水平：外照射劑量每日為2mSv，外照射劑量每12個月15mSv。內污染干預水平為3%年攝入量限值。5/27/2025273、輻射防護相關法規(guī)、標準介紹法律《中華人民共和國放射性污染防治法》《中華人民共和國職業(yè)病防治法》行政法規(guī)《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》《中華人民共和國民用核設施安全監(jiān)督管制條例》《核電廠核事故應急管理條例》《中華人民共和國核材料管理條例》5/27/2025283、輻射防護相關法規(guī)、標準介紹部門規(guī)章《放射性同位素與射線裝置安全許可管理辦法》《核與放射事故管理規(guī)定》《放射工作人員健康管理規(guī)定》《核動力廠設計及運行安全規(guī)定》《放射性物質運輸管理辦法》5/27/2025293、輻射防護相關法規(guī)、標準介紹技術標準GB18871-2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》GB11806-2004《放射性物質安全運輸規(guī)程》GB14500-2002《放射性廢物管理規(guī)定》GBZ98-2002《放射工作人員健康標準》GBZ113-2002《電離輻射事故干預水平及醫(yī)學處理原則》5/27/2025303、輻射防護相關法規(guī)、標準介紹中華人民共和國放射性污染防治法《中華人民共和國放射性污染防治法》于2003年6月28日公布，2003年10月1日起施行。它適用于中華人民共和國領域和管轄的其他海域在核設施選址、建造、運行、推移和核技術、鈾（釷）礦、伴生放射性礦開發(fā)利用過程中發(fā)生的放射性污染的防治活動。制定本法律的目的是防治放射性污染，保護環(huán)境，保障人體健康，促進核能、核技術的開發(fā)與和平利用。對放射性污染的防治方針是：預防為主、防治結合、嚴格管理、安全第一。5/27/2025313、輻射防護相關法規(guī)、標準介紹本法律共8章63條，主要內容包括放射性污染防治的監(jiān)督管理、核設施的放射性污染防治、核技術利用的放射性污染防治、鈾（釷）礦和伴生放射性礦開發(fā)利用的放射性污染防治、放射性廢物管理和相關法律責任。本法中對放射性污染的定義是：由于人類活動造成物料、人體、場所、環(huán)境介質表面或內部出現(xiàn)超過國家標準的放射性物質或者射線。另外本法指出，國務院環(huán)境保護行政主管部門對全國放射性污染防治工作實施統(tǒng)一監(jiān)督管理，國務院衛(wèi)生行政部門和其他有關部門依據國務院規(guī)定的有關職責，對有關的放射性污染防治工作依法實施監(jiān)督管理。5/27/2025323、輻射防護相關法規(guī)、標準介紹放射性同位素與射線裝置安全和防護條例《放射性同位素與射線裝置安全和防護條例》是國務院449號令，于2005年9月14日發(fā)布，同年12月1日施行。它適用于在中華人民共和國境內生產、銷售、使用放射性同位素和射線裝置，以及轉讓、進出口放射性同位素中的輻射防護。制定此條例的目的是加強對放射性同位素、射線裝置安全和防護的監(jiān)督管理，促進其安全應用，保障人體健康、保護環(huán)境。5/27/2025333、輻射防護相關法規(guī)、標準介紹本條例共7章69條，主要內容包括許可和備案、輻射事故應急處理、監(jiān)督檢查、法律責任等。國務院449號令是取代1989年發(fā)布的國務院44號令《放射性同位素與射線裝置放射防護條例》的有關輻射防護的新行政法規(guī)，與44號令相比，449號令有如下突出特點：統(tǒng)一監(jiān)督管理放射防護與安全工作的主管部門由衛(wèi)生部門轉為環(huán)保部門；凡生產、銷售、使用放射性同位素和射線裝置的單位，必須向環(huán)保主管部門申領輻射安全許可證，證書有效期為5年；5/27/2025343、輻射防護相關法規(guī)、標準介紹對放射源和射線裝置實行分類管理，根據對人體健康和環(huán)境的潛在危險程度，從高到低將放射源分為I、II、III、IV、V類，射線裝置分為I、II、III類，對不同類別的放射源和射線裝置采取不同等級的管理措施；注重和強化從生產、銷售、使用、轉讓、進出口、退役、廢棄處理與回收等各個環(huán)節(jié)的全過程監(jiān)管。規(guī)定應建立生產放射性物品的臺帳，對生產的放射源實行統(tǒng)一編碼；將放射事故分為特別重大、重大、較大、一般4級，強化建立放射事故應急預案和事故的應急處理要求；強調對放射診療管理與醫(yī)療照射防護的要求；細化了法律責任，加大了處罰力度。5/27/2025353、輻射防護相關法規(guī)、標準介紹電離輻射防護與輻射源安全基本標準2002年10月8日，國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布了GB18871-2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》，該標準取代了原國家標準GB4792-84《放射衛(wèi)生防護基本標準》、GB8703-88《輻射防護規(guī)定》，于2003年4月1日起實施。作為我國新的放射防護基本標準，它適用于實踐和干預中人員所受電離輻射照射的防護和實踐中源的安全。5/27/2025363、輻射防護相關法規(guī)、標準介紹此標準由11章和9個附錄組成，主要內容包括對放射實踐的要求、對干預的要求、職業(yè)照射的控制、醫(yī)療照射的控制、公眾照射的控制、潛在照射的控制、應急照射情況的干預和持續(xù)照射情況的干預等。在本標準的附錄B中還規(guī)定了劑量限值。標準的全部技術內容都是強制性的，是指導放射防護工作的綱領性文件。其特點簡介如下：5/27/2025373、輻射防護相關法規(guī)、標準介紹將以往單一的“輻射防護”概念擴展為“輻射防護與安全”，使概念更為完整、嚴密，強調了要同時重視“電離輻射防護”和“輻射源安全”這兩個方面；修改了劑量限值。如對職業(yè)照射的基本劑量限值，由以往標準的劑量限值為50mSv/a變更為：連續(xù)5年年平均有效劑量限值20mSv，任何一年中的有效劑量限值為50mSv；強調不僅要進行劑量限制，而且要進行潛在照射危險限制；充實了干預的防護體系，強調在做好防護和安全工作之外，還需加強應急準備和響應。5/27/202538三、放射性的危害和防護外照射的危害及防護外照射：指放射源在人體之外對人體產生的照射，外照射可引起內部器官組織或皮膚的損傷。外照射的來源：核電廠中主要是γ射線、β射線和中子。γ射線：是核電廠中主要的外照射形式。能穿透人體深處，對器官和組織造成損傷。5/27/2025391、外照射的危害及防護β射線：正常情況下被管道完全屏蔽，當有開口檢修或泄漏場所工作時，可能造成體表污染，產生皮膚劑量。中子：核電廠中主要是裂變中子，僅存在于機組運行時的反應堆廠房內。穿透力很強，對人體器官和組織造成損傷。外照射的監(jiān)測外照射劑量的監(jiān)測：輻射工作人員通常利用熱釋光個人劑量計（TLD）和直讀式電子劑量計進行監(jiān)測。TLD是法定計量器具，直讀式電子劑量計是工作人員一次進入放射性區(qū)域所受到的劑量。TLD和直讀式電子劑量計都需佩戴在左胸前，若某部位可能受到較大照射，則應在該部位佩戴TLD。5/27/2025401、外照射的危害及防護外照射劑量率的監(jiān)測：工作場所劑量率監(jiān)測的目的是判斷和評價工作場所防護措施和措施的有效性，及時發(fā)現(xiàn)異常情況和為評價工作人員所受劑量提供佐證。劑量率的單位一般用μSv或mSv。外照射的防護1）時間防護2）距離防護3）屏蔽防護4）源強防護5/27/2025412、內照射的危害及防護內照射：進入體內的放射性核素作為輻射源對人體的照射稱為內照射。內照射的危害：放射性物質對人體造成的內照射往往比外照射更大。照射是連續(xù)的，幾乎不能用人為的方法改變。某些放射性核素會有選擇的沉積在它親和的某些器官和組織中。外照射很弱的α粒子和低能β粒子對人體傷害尤其嚴重。某些放射性核素除放射性危害外，還有化學毒性傷害。5/27/2025422、內照射的危害及防護放射性物質內污染的途徑：放射性物質主要通過吸入、食入和破損的皮膚或傷口進入人體。吸入的放射性物質主要有放射性氣體和氣溶膠。內照射的監(jiān)測：指對體內及排泄物中的放射性物質含量進行測量，進而估算放射性物質的攝入量和特定器官的待積劑量當量和有效劑量當量。主要技術有全身計數器監(jiān)測、生物取樣監(jiān)測和個人空氣取樣分析。放射性核素的內照射個人監(jiān)測主要采用全身計數器監(jiān)測（WBC）。5/27/2025432、內照射的危害及防護內照射的防護：通過切斷造成內污染的各種途徑來進行防護。防止放射性物質經呼吸道進入體內防止放射性物質經口進入體內防止放射性物質經皮膚和傷口進入體內5/27/2025443、表面污染的危害和防護表面污染：放射性物質以粉塵、液膜或固態(tài)附著層的形式覆蓋在物體的表面稱為表面污染。以單位面積上放射性核素的活度（Bq/cm2）來表示其強弱。表面污染類型：分為固定污染和松散污染。表面污染的危害：松散污染容易造成內照射危害，固定污染通常只造成外照射危害。表面污染的測量方法：直接測量法和間接測量法。5/27/2025453、表面污染的危害和防護表面污染的防護方法：集體防護：設備墻壁表面盡量光滑、易于去污，采取去污措施，防止設備的污染。個人防護：工作人員采取一定的防護措施防止被污染。穿戴好個人防護用具，必要時穿戴紙衣、氣面罩、氣衣等附加防護用品。5/27/2025464、空氣污染的危害和防護空氣污染：空氣中混有放射性氣體和氣溶膠稱為空氣污染。空氣污染的危害：主要是其通過呼吸道或口腔進入人體后造成內照射。空氣污染的來源：松散表面污染再懸浮于空氣中，檢修時打開放射性系統(tǒng)設備或系統(tǒng)的泄漏，機械加工具有放射性的部件?？諝馕廴镜谋O(jiān)測：主要是監(jiān)測空氣中的氣溶膠，采用固定式或便攜式儀表進行監(jiān)測?？諝馕廴镜姆雷o：防止通過呼吸道進入人體而產生內照射。5/27/2025475、放射性環(huán)境中應注意的事項工作開始前，應進行輻射風險分析；工作開始前，應檢查程序、工具、備品備件的準備情況；工作開始前，應對現(xiàn)場的劑量率進行檢查，標識出“熱點”；工作中要注意提高工作效率，養(yǎng)成良好的工作習慣，縮短工作時間，避免不必要的照射；工作中要隨時監(jiān)測現(xiàn)場的劑量率和表面污染狀況；在電子劑量計報警時，應立即撤離工作現(xiàn)場，查明原因后再進行工作