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電離輻射 防護與安全基礎(chǔ)知識,1,輻射基本知識 環(huán)境中放射性來源與水平 電離輻射劑量基礎(chǔ) 電離輻射防護 電離輻射監(jiān)測,2,第一章 輻射基本知識,要求: 掌握常見的核輻射概念 原子組成、 核組成、放射性、衰變、半衰期、活度、輻射源等 了解原子核基本性質(zhì) 大小、質(zhì)量、密度、結(jié)合能、核反應(yīng)等,3,I 原子與原子結(jié)構(gòu),物質(zhì)由分子組成 分子由原子組成 原子由原子核和核外電子組成 原子核由中子和質(zhì)子組成,4,原子結(jié)構(gòu),原子由原子核和核外電子組成. 原子中的全部正電荷和絕大部分質(zhì)量(99.9%) 都集中在其中心的一個很小區(qū)域內(nèi), 此即原子核.,5,II 原子核性質(zhì),質(zhì)子 帶一個單位的正電荷. 中子 中子不帶電.,6,常用術(shù)語,元素: 具有一定數(shù)目質(zhì)子的原子核或原子. 每一種原子對應(yīng)一種化學(xué)元素, 如C, Fe, U… 117種元素。 核素: 具有一定數(shù)目的質(zhì)子和中子且處于一定能級的原子。如12C、99Tc… 約3000種。 同位素: 質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的核素互為同位素。234,235,238U是鈾的三種天然同位素。 放射性核素(不穩(wěn)定核素): 能夠自發(fā)地發(fā)射粒子(射線)或自發(fā)裂變的核素。 如60Co、137Cs等。 同質(zhì)異能素―中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)都相同, 但能態(tài)不同的核素。如99Tc與99mTc。,7,人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)近3000種核素， 天然核素330多個，人工合成約2600種，天然核素中穩(wěn)定核素279，放射性核素～50。,8,核能 有些原子核通過核反應(yīng)會釋放能量-核能。 核能釋放途徑: 裂變 ?核電與原子彈 聚變 ?氫彈 235U是核電站的核燃料.,17.6 MeV,~200 MeV,9,III 放射性衰變和衰變規(guī)律,放射性: 原子核自發(fā)地發(fā)射各種粒子(射線)的行為。 衰變: 原子核發(fā)射各種粒子(射線)的過程。 (α、β-、 β+ 、γ,等),10,放射性衰變基本類型,α 衰變 β 衰變 γ 衰變 原子核衰變—原子核發(fā)射粒子轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€原子核的過程。,11,α衰變,一般重核(A140)才發(fā)生α衰變, 如鈾氡钚等核。 鈹(8Be)是能夠發(fā)生α衰變的最輕的核。 α粒子能量1-10MeV。,12,α衰變（Alpha） AZX → A-4Z-2Y+ α +Q 例：22688Ra → 22286Rn + 42He（α） （鐳 → 氡）,13,β衰變,原子核自發(fā)地放射出正負電子而發(fā)生的轉(zhuǎn)變，統(tǒng)稱為β衰變。 β-衰變 β+衰變 EC 電子俘獲（原子核自發(fā)地俘獲一個軌道電子而發(fā)生的轉(zhuǎn)變） β粒子實質(zhì)上是電子和正電子。 β衰變中,子核與母核的質(zhì)量數(shù)相同,只是電荷數(shù)相差1。,14,電子俘獲（EC） P+e-→n+v AZX+e- →AZ-1Y+Q+V 例：5526Fe+e-→5525Mn,15,γ衰變,原子核從能量較高的激發(fā)態(tài)通過發(fā)射電磁波轉(zhuǎn)變到能量較低的能態(tài), 此過程稱為 γ衰變。例: 60Co、137Cs等 γ衰變過程中發(fā)出的電磁波(光子)稱為γ 射線。,16,γ衰變（Gamma ray decay） AZXm→AZX+γ 例 6027Co→6028Ni+β-+γ+γ 11349Inm→11349In+γ,17,放射性衰變規(guī)律,放射性核素(天然/人工)都要發(fā)生衰變; 表征放射性強弱的量: 活度(A) 活度—單位時間發(fā)生衰變的原子核數(shù)目. 活度單位: 1 貝克(Bq) = 1d/s (SI) 1 居里 (Ci) = 3.7×1010d/s = 3.7 × 1010Bq,18,放射性核素衰減,放射性核素以負指數(shù)規(guī)律衰減 半衰期 (T 1 / 2 ): 放射性核素的數(shù)目減少至原來一半所需要的時間.,19,20,IV 原子核反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)?產(chǎn)生新的分子 + 化學(xué)能 核反應(yīng)? 產(chǎn)生新的原子核 + 核能 核反應(yīng)表示 A + a ? B + b 或 A(a,b)B,21,第二章 環(huán)境中放射性 來源與水平,要求: 掌握電離輻射源 天然輻射源、人工輻射源 掌握環(huán)境中放射性的來源 宇宙射線、宇生放射性、原生放射性,22,電離輻射源,天然輻射源,人工輻射源,宇宙射線,宇生放射性核素,宇宙射線,原生放射性核素,反應(yīng)堆,加速器,,,,,,,,,,,,,,23,I 天然放射性,環(huán)境中天然放射性來源 宇宙射線 來自宇宙空間的各種粒子或射線。 宇生放射性核素 宇宙射線的粒子與大氣中的物質(zhì)相互作用下產(chǎn)生，主要有14C，3H等。 原生放射性核素: 地球形成時就已存在的核素和它們的衰變產(chǎn)物，如238U，235U，232Th為母體的三個放射系和長半衰期的40K，87Rb等。,24,天然放射系,鈾系（238U）,錒系（235U）,釷系（232Th）,鐳（226Ra）,鐳（223Ra）,鐳(228Ra,224Ra),氡（222Rn）,氡（219Rn）,氡（220Rn）,短壽命子體(218Po,214Pb,214Bi),短壽命子體(216Po,212Pb,212Bi),終止核素(206Pb),終止核素(207Pb),終止核素(208Pb),,,,,,,,,,,,,,,25,II 人工放射性核素,加速器生產(chǎn) 反應(yīng)堆生產(chǎn) 例: 重核裂變產(chǎn)物 ：90Sr , 137Cs , 99 Mo。 反應(yīng)堆: 125I, 131I, 60Co, 99Mo。 加速器: 186Re, 18F, 11C。,26,III 環(huán)境中的放射性,人類賴以生存的環(huán)境(土壤、水、大氣等)均存在放射性. 環(huán)境中的放射性主要是天然的, 還有少量人工的.,27,第三章 電離輻射劑量基礎(chǔ),要求: 了解射線的性質(zhì)及其與物質(zhì)的相互作用 熟悉電離輻射的基本量和單位,28,射線的性質(zhì)及其與物質(zhì)的相互作用,輻射的定義： 指以波或粒子的形式向周圍空間或物質(zhì)發(fā)射 并在其中傳播的能量。 聲輻射、熱輻射 電磁輻射、粒子輻射等,29,射線的性質(zhì)及其與物質(zhì)的相互作用,輻射的分類： 按照輻射能量的大小把輻射分為： 電離輻射和非電離輻射 從事核技術(shù)應(yīng)用的人員面臨的都是電離輻射,30,射線的性質(zhì)及其與物質(zhì)的相互作用,電離輻射的類型： 帶電粒子：α粒子、β射線、質(zhì)子等 不帶電粒子：X射線、γ射線、中子 不同類型的射線與物質(zhì)相互作用的方式顯著不同,31,電離輻射的基本量和單位,吸收劑量 D： 單位質(zhì)量的物質(zhì)吸收的輻射能量。 單位：J / kg，符號：Gy，中文：戈瑞 1 mGy = 10-3 Gy,32,電離輻射的基本量和單位,比釋動能 K： 不帶電的輻射在單位質(zhì)量物質(zhì)中釋出的次級 帶電粒子的總動能。 單位：J / kg，符號：Gy，中文：戈瑞,33,電離輻射的基本量和單位,照射量 X： 光子在單位質(zhì)量空氣中釋放的所有電子全部 被阻礙于空氣中時產(chǎn)生的同一種符號離子的總電 荷量。 單位：C / kg（SI），R（倫琴） 1 R=2.58×10-4 C/kg,34,第四章 電離輻射防護,要求: 熟悉電離輻射的生物學(xué)效應(yīng) 掌握輻射防護目的與原則 掌握輻射劑量限值 掌握內(nèi)外照射的防護方法,35,電離輻射的生物學(xué)效應(yīng),電離輻射對人體的照射可能產(chǎn)生各種健康效應(yīng)： 按效應(yīng)發(fā)生的個體的不同分為： 軀體效應(yīng)：發(fā)生在受照者本人身上； 遺傳效應(yīng)：發(fā)生在受照者后代身上。,36,電離輻射的生物學(xué)效應(yīng),按效應(yīng)發(fā)生的可能性分為： 隨機性效應(yīng)和確定性效應(yīng) 放射職業(yè)工作人員通常面臨隨機性效應(yīng)的威脅， 事故情況下則可能發(fā)生確定性效應(yīng)的危害。,37,電離輻射的生物學(xué)效應(yīng),隨機性效應(yīng)： 是指發(fā)生幾率與劑量相關(guān)， 而嚴(yán)重程度與 劑量無關(guān)的效應(yīng)，主要指癌癥效應(yīng)和遺傳效應(yīng)。 在正常照射的情況下，發(fā)生隨機性效應(yīng)的幾 率是很低的。,38,電離輻射的生物學(xué)效應(yīng),確定性效應(yīng)： 是指存在劑量閾值的一類效應(yīng)，劑量超過閾 值越多效應(yīng)就越嚴(yán)重。 舉例：眼晶體混濁、白內(nèi)障、皮膚燒傷 不育、致殘、致死等,39,電離輻射的生物學(xué)效應(yīng),影響輻射生物學(xué)作用的因素： 物理因素：輻射類型、劑量率和分次照射 照射部位和面積、照射幾何條件 生物因素： 不同生物種系的輻射敏感性 個體不同發(fā)育階段的輻射敏感性 不同細胞、組織或器官的輻射敏感性 P 137,40,短期大劑量外照射的輻射損傷,41,輻射劑量與效應(yīng),42,43,44,電離輻射的生物學(xué)效應(yīng),長期小劑量照射對人體健康的影響： 性腺：遺傳效應(yīng)； 肺：肺癌； 紅骨髓：白血?。?甲狀腺：甲狀腺癌； 骨：骨癌； 乳腺：乳腺癌； 皮膚：變性； 眼晶體：混濁 P 142,45,隨機性效應(yīng),確定與輻射關(guān)聯(lián)的腫瘤：白血病、甲狀腺癌、皮膚基底細胞癌、鱗狀細胞癌等； 遺傳效應(yīng)：生殖細胞非致死輻射損傷遺傳至下一代，致其變異及畸形的一類效應(yīng)，是隨機效應(yīng)的特例。,46,皮膚隨機性效應(yīng),X 線損傷后25年,皮膚過度角化， 堅硬疣狀突起，右食指癌變。,X線放療后17年， 前胸局部肉瘤變,47,輻射防護中使用的量和單位,當(dāng)量劑量： 定義： 輻射在器官或組織內(nèi)產(chǎn)生的平均吸收劑量與輻射權(quán)重因數(shù)的乘積。單位是J/kg，即希沃特(Sv 考慮了不同類型的射線對某組織和器官的影響 輻射權(quán)重因子：不同類型射線的健康損害效率,48,輻射防護中使用的量和單位,有效劑量：人體各組織或器官的當(dāng)量劑量乘以相應(yīng)的組織權(quán)重因數(shù)后的積。單位是J/kg，即希沃特(Sv)。 考慮了不同類型的組織對全身健康的影響. 組織權(quán)重因子：不同類型組織的相對健康重要性,49,輻射防護標(biāo)準(zhǔn)和劑量限值,輻射防護的目的： 輻射防護的目的在于防止有害的確定性效應(yīng) 的發(fā)生，并限制隨機性效應(yīng)的發(fā)生幾率，使之達 到被認(rèn)為是可以接受的水平。,50,輻射防護的基本原則： 1、輻射實踐的正當(dāng)性（利益代價） 2、輻射防護與安全的最優(yōu)化（ALARA原則） 3、劑量限值和劑量約束（GB18871-2002）,51,基本限值-職業(yè)照射劑量限值： 1、連續(xù)5年的年平均有效劑量，20mSv 2、任何一年中的有效劑量，50mSv 3、眼晶體的年當(dāng)量劑量，150mSv 4、四肢或皮膚的年當(dāng)量劑量，500mSv,52,基本限值-職業(yè)照射劑量限值（16~18歲）： 1、年有效劑量，6mSv 2、眼晶體的年當(dāng)量劑量，50mSv 3、四肢或皮膚的年當(dāng)量劑量，150mSv,53,基本限值-公眾照射劑量限值： 1、年有效劑量，1mSv 2、任何一年中的有效劑量，5mSv 3、眼晶體的年當(dāng)量劑量，15mSv 4、四肢或皮膚的年當(dāng)量劑量，50mSv,54,內(nèi)外照射的防護方法,電離輻射標(biāo)志,55,56,外照射防護基本措施,工作場所區(qū)域劃分 控制區(qū)：在輻射工作場所劃分的一種區(qū)域，在這種區(qū)域內(nèi)要求或可能要求采取專門的防護手段和安全措施，以便在正常工作條件下控制正常照射或防止污染擴展，并防止?jié)撛谡丈浠蛳拗破涑潭取?監(jiān)督區(qū)：未被確定為控制區(qū)、通常不需要采取專門防護手段和安全措施但要不斷檢查其職業(yè)照射條件的任何區(qū)域。,57,內(nèi)外照射的防護方法,外照射防護方法： 1、時間防護 2、距離防護 3、屏蔽防護,58,外照射引起的輻射損傷主要來自γ和X射線、中子，其次是β射線。由于α射線在空氣中的射程短，能被一張紙或衣服擋住，一般說,α射線不會造成外照射輻射損傷。,59,內(nèi)照射防護方法,操作非密封源的輻射危險 非密封源外照射 表面放射性物質(zhì)污染 工作場所受污染的空氣,60,內(nèi)照射的防護方法,內(nèi)照射防護方法： 1、防止放射性物質(zhì)從呼吸道進入體內(nèi) 2、防止放射性物質(zhì)從消化道進入體內(nèi) 3、建立污染控制和內(nèi)照射監(jiān)測系統(tǒng),61,內(nèi)外照射的防護方法,防止放射性物質(zhì)從呼吸道進入體內(nèi)： 1、空氣凈化：過濾、除塵 2、稀釋：換氣 3、密閉包容：小區(qū)域操作 4、個人防護：佩戴個人防護用品 P 206,62,內(nèi)照射的防護方法,內(nèi)照射個人防護用品： 1、乳膠手套、工作服、工作帽 2、工作鞋或工作靴 3、內(nèi)衣、襪子 4、袖套、圍裙 P 207,63,個人防護用品,64,個人防護用品,65,各類防護服,66,個人防護用品,67,個人防護用品,68,過濾口罩： 必須注意防側(cè)漏,69,防護面罩,半面罩 全面罩,70,電送風(fēng)面罩,71,全身隔離工作,72,第五章 電離輻射監(jiān)測,要求: 了解輻射監(jiān)測目的 熟悉輻射監(jiān)測用的儀器設(shè)備 掌握個人劑量監(jiān)測基本方法,73,電離輻射監(jiān)測,電離輻射監(jiān)測簡稱輻射監(jiān)測，又稱為放射性監(jiān)測，是指為了評估和控制輻射或放射性物質(zhì)的照射，對劑量或污染所完成的測量及對測量結(jié)果所作的分析和解釋。 電離輻射監(jiān)測按監(jiān)測對象分為個人劑量監(jiān)測、工作場所監(jiān)測和輻射環(huán)境監(jiān)測.,74,個人劑量監(jiān)測,個人劑量監(jiān)測：利用工作人員佩帶劑量計進行的測量，或?qū)ζ潴w內(nèi)或排泄物中放射性核素的種類和活度進行的測量，以及對測量結(jié)果的解釋。 個人劑量監(jiān)測包括外照射監(jiān)測、內(nèi)照射監(jiān)測與皮膚表面污染監(jiān)測。,75,個人劑量計的類型,膠片個人劑量計； 輻射致熒光玻璃個人劑量計； 核乳膠快中子個人劑量計； 固體徑跡中子個人劑量計； 熱釋光個人劑量計 袖珍照射量計等。 目前使用最廣泛的是熱釋光個人劑量計。,76,77,78,個人劑量計相關(guān)要求,輻射工作人員個人劑量計佩帶位置： 監(jiān)測周期：一般為１個月，也可視具體情況延長或縮短，但最長不得超過3個月。 對于短期工作和臨時進入放射工作場所的人員，應(yīng)佩帶直讀式個人劑量計，并按規(guī)定記錄和保存他們的劑量資料。,79,工作人員外照射劑量評價一般原則,年受照劑量小于5mSv時，只需記錄個人監(jiān)測的劑量結(jié)果。 年受照劑量達到并超過5mSv時，除應(yīng)記錄個人監(jiān)測結(jié)果外，還應(yīng)進一步進行調(diào)查。 年受照劑量大于年限值20mSv時，除應(yīng)記錄個人監(jiān)測結(jié)果外，還應(yīng)估算人員主要受照器官或組織的當(dāng)量劑量；必要時，尚需估算人員的有效劑量，以進行安全評價，并查明原因，改進防護措施。,80,內(nèi)污染測量,全身或器官中放射性核素的直接測量； 排泄物或其他生物樣品分析； 空氣采樣分析。,81,低本底α-β測量儀 液體閃爍計數(shù)器,82,個人劑量監(jiān)測檔案管理,輻射工作單位應(yīng)建立職業(yè)照射個人監(jiān)測檔案并指定專門人員負責(zé)管理；工作人員調(diào)換工作單位時向新用人單位提供工作人員職業(yè)外照射個人監(jiān)測檔案的復(fù)制件。 個人劑量檔案應(yīng)當(dāng)包括：常規(guī)監(jiān)測方法與結(jié)果等相關(guān)資料；應(yīng)急或者事故中受到照射的劑量和調(diào)查報告等相關(guān)資料。,83,皮膚污染監(jiān)測,使用非密封放射源的工作場所，應(yīng)對操作放射性物質(zhì)的工作人員進行皮膚污染監(jiān)測。 使用密封源，一般不需要對工作人員進行皮膚污染監(jiān)測，但密封源發(fā)生或疑發(fā)生泄漏，則應(yīng)對有關(guān)人員進行皮膚污染監(jiān)測。,84,人體污染測量的順序，一般應(yīng)是先上后下，先前后背。在全面巡測的基礎(chǔ)上，再重點測量暴露部位（如手、臉、頸和頭發(fā)等部位）。 為了有效探測污染，應(yīng)控制好監(jiān)測探頭離被測表面的距離：測量α污染時應(yīng)不大于0.5cm；測量β污染時以2.5cm至5cm為宜。,85,α、β表面污染測量儀,86,87,工作場所監(jiān)測,工作場所監(jiān)測，是為了了解工作場所及臨近地區(qū)的輻射水平與輻射分布情況，監(jiān)測數(shù)據(jù)用以評價工作場所是否符合輻射防護標(biāo)準(zhǔn)，達到改善防護措施，保證工作場所的輻射水平和放射性污染水平符合輻射防護規(guī)定的要求，以確保工作人員工作環(huán)境安全。,88,監(jiān)測內(nèi)容,一是監(jiān)測工作場所β射線、X射線、γ射線和中子輻射等外照射劑量水平； 二是監(jiān)測工作場所空氣污染； 三是監(jiān)測工作場所α、β表面污染。,89,工作場所的外照射監(jiān)測,監(jiān)測對象：各種γ源和中子源、射線裝置及中子發(fā)生器、β射線。 監(jiān)測時間：輻射工作場所開始使用時，或進行重大維修以后，應(yīng)當(dāng)進行全面的監(jiān)測。如果工作場所的輻射場不會輕易變化，那么此時的外照射監(jiān)測頻率每年1-2次。若輻射場變化較大，無法預(yù)測的工作場所，應(yīng)設(shè)置一個監(jiān)測報警系統(tǒng)。,90,X-γ輻射測量儀 n-γ輻射測量儀,91,謝謝大家！,聯(lián)系方式：Tel 0512-65882096 e-mail yjzhang@,92,