,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,核安全綜合知識(shí),周志偉,注冊(cè)核安全工程師考試復(fù)習(xí),2012年7月,,;,Cell:13521657815,1,核安全綜合知識(shí),第二章 核能和核技術(shù)應(yīng)用,考試要求,1.熟悉輻射源的種類(lèi),2.了解放射性同位素的基本特性。,3.了解反應(yīng)堆和加速器生產(chǎn)同位素的基本知識(shí)。,4.了解放射性同位素在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、食品加工等行業(yè)的應(yīng)用。,5.熟悉放射性同位素在行業(yè)的應(yīng)用中的輻射安全問(wèn)題。,6.了解輻射產(chǎn)生器/設(shè)施的應(yīng)用。,7.熟悉輻射產(chǎn)生器/設(shè)施在應(yīng)用中的核與輻射安全問(wèn)題。,8.了解與核燃料循環(huán)設(shè)施有關(guān)的基本知識(shí)。,9.熟悉核燃料循環(huán)設(shè)施在選址、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、退役等階段核與輻射安全方面的主要問(wèn)題。,2,核安全綜合知識(shí),第二章 核能和核技術(shù)應(yīng)用,復(fù)習(xí)內(nèi)容,2.1 輻射源種類(lèi),2.2 反應(yīng)堆和加速器生產(chǎn)放射性同位素基本知識(shí),2.3 放射性同位素在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品加工等行業(yè)的應(yīng)用,2.4,放射性同位素應(yīng)用中的輻射安全問(wèn)題,2.5 射線(xiàn)裝置在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)的應(yīng)用,2.6 射線(xiàn)裝置應(yīng)用中的輻射安全問(wèn)題,2.7,核燃料循環(huán)設(shè)施,2.8,核動(dòng)力廠和其他反應(yīng)堆,2.9,核動(dòng)力廠和其他反應(yīng)堆的安全問(wèn)題,3,核安全綜合知識(shí),2.1,輻射源種類(lèi),一、天然輻射源,宇宙射線(xiàn)：中子、質(zhì)子、電子、各種介子等高能粒子；,宇生放射性核素：宇宙射線(xiàn)與大氣層多種元素相互作用產(chǎn)生的放射性核素,原生放射性核素：自地球形成就在地殼內(nèi)存在的放射性核素，釷、鈾、錒鈾系,二、人工輻射源,核設(shè)施：核動(dòng)力廠和其他反應(yīng)堆；核燃料生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存和后處理設(shè)施；放射性廢物處理和處置設(shè)施。,反應(yīng)堆輻射源,輻射源：瞬發(fā)、緩發(fā)、其他(俘獲、n非彈散激發(fā))射線(xiàn),中子源：瞬發(fā)(2-3/fi,2MeV,峰值約0.8MeV，10,12,-10,15,n/s.cm,2,)、緩發(fā)中子(,0.0158/fi，能量較低,),核燃料循環(huán)設(shè)施：,核燃料循環(huán)設(shè)施包括核燃料生產(chǎn)、加工、貯存和后處理設(shè)施等。,后處理主要內(nèi)容有：（1）除掉裂變產(chǎn)物；（2）回收未燃燒的燃料；（3）回收生成的可裂變物質(zhì)（如钚）等。,4,核安全綜合知識(shí),核技術(shù)應(yīng)用,密封源：密封在包殼里或緊密固結(jié)在覆蓋層里并呈固體形態(tài)的放射性物質(zhì),放射源,：,放射源主要用于煙霧報(bào)警器、靜電消除器和放射性避雷器等的離子發(fā)生器。常用的放射性核素有,210,Po、,238,Pu、,239,Pu、,241,Am、,235,U、,238,U等。,放射源,：,3,H、,14,C,低能光子源：,125,I，,244,Cm,放射源：,60,Co，,137,Cs，各種用途源的特性見(jiàn)表2-1,中子源,：（,，,n,），（,，n,），見(jiàn)表2-2,5,核安全綜合知識(shí),非密封源：不符合密封源定義的開(kāi)放源,工作場(chǎng)所分級(jí)：甲、乙、丙三個(gè)等級(jí)（表2-3）,放射性核素毒性分組：放射性核素毒性分組，極毒、高毒、中毒、低毒；表2-4，表2-5。,射線(xiàn)裝置：,射線(xiàn)機(jī)、加速器、中子產(chǎn)生器,射線(xiàn)機(jī),：射線(xiàn)機(jī)的種類(lèi)很多，如診斷射線(xiàn)機(jī)、治療射線(xiàn)機(jī)、工業(yè)探傷射線(xiàn)機(jī)、射線(xiàn)分析儀等。,加速器,：利用電磁場(chǎng)使帶電粒子（如電子、質(zhì)子、氘核及重離子等）獲得高能量的裝置。按能量區(qū)分，有高能、中能和低能加速器。主要討論低能加速器輻射源。,韌致輻射、中子、感生放射性,。產(chǎn)生的輻射有瞬發(fā)輻射和緩發(fā)輻射。加速器類(lèi)型見(jiàn)表2-6,中子發(fā)生器,：利用直流電壓，能量在1MeV以下，通過(guò)（d，n）反應(yīng)產(chǎn)生快中子的小型加速器。中子發(fā)生器加速離子的能量不高，多數(shù)在400KeV以下，也有的到600 KeV。它的電源電流容量較大，一般能達(dá)到毫安數(shù)量級(jí)，高的可達(dá)數(shù)十毫安。利用D（d，n）,3,He和T（d，n）,4,He反應(yīng)獲得2.5MeV和14MeV能量的單能中子，110keV出現(xiàn)共振截面峰值達(dá)5b。一般產(chǎn)額10,9,10,10,n/s；強(qiáng)流中子發(fā)生器的中子產(chǎn)額可達(dá)到10,12,10,14,n/s。,6,核安全綜合知識(shí),2.2,反應(yīng)堆和加速器生產(chǎn)放射性同位素基本知識(shí),知識(shí)要點(diǎn),：,一、反應(yīng)堆生產(chǎn)放射性同位素,基本原理：主要由反應(yīng)堆產(chǎn)生，包括制靶、照射、活度測(cè)量、分裝,反應(yīng)堆生產(chǎn)放射性同位素的產(chǎn)額，,C=,mPNA(1-e,-,t,)/A,輻照同位素過(guò)程中的輻射防護(hù),輻照同位素操作過(guò)程中必須采取一系列安全措施。其中包括：,(1)必須使用遠(yuǎn)距離操作系統(tǒng)（如機(jī)械手）從反應(yīng)堆的輻照管道（或輻照室）提取同位素的樣品盒，操作系統(tǒng)必須安全、可靠；,(2)不管是用機(jī)械的、氣動(dòng)的還是用液壓的方法，從輻照管道（或輻照室）內(nèi)提取輻照樣品時(shí)，都不應(yīng)損壞樣品盒，使放射性物質(zhì)逸出；,(3)從堆內(nèi)提取的樣品盒，在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)有監(jiān)測(cè)儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)；,(4)樣品盒應(yīng)嚴(yán)格密封，特別是對(duì)于那些容易泄漏的氣態(tài)或揮發(fā)性的同位素，如,3,H和,131,I的樣品盒，對(duì)其密封性必須進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，必要時(shí)要采用雙層密封；,(5)對(duì)于有腐蝕性的靶材，必須選用耐腐蝕性的樣品盒。如生產(chǎn),203,Hg時(shí)，由于汞能腐蝕金屬，它的泄漏會(huì)直接影響反應(yīng)堆的安全，必須予以充分重視；,(6)選擇靶材時(shí)，必須全面考慮在受輻照后，其物理、化學(xué)性能的變化。如由于輻照分解、氣體析出等引起樣品盒內(nèi)溫度、壓力的變化。在輻照時(shí)樣品盒的爆炸將直接影響反應(yīng)堆的安全；,(7)樣品盒的結(jié)構(gòu)形式及機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)便于提取和運(yùn)輸；,(8)在輻照管道（或輻照室）的排風(fēng)管或其它適當(dāng)?shù)奈恢蒙蠎?yīng)設(shè)置連續(xù)工作的放射性氣體或微塵的監(jiān)測(cè)裝置，以便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)樣品盒的泄漏，并采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?7,核安全綜合知識(shí),二、加速器生產(chǎn)放射性同位素,基本原理：帶電粒子轟擊靶料產(chǎn)生核反應(yīng)得到放射性同位素,放射性藥物生產(chǎn)過(guò)程：制靶-轟靶-化學(xué)分離-配制（表2-7，醫(yī)用）,加速器生產(chǎn)放射性同位素的特點(diǎn),（1）反應(yīng)堆中主要用（n，）反應(yīng)生產(chǎn)同位素，生成的同位素與靶材料是同一元素。加速器用（p，n）、（d，n）、（，n）等反應(yīng)生產(chǎn)同位素，所生產(chǎn)的放射性同位素與靶材料元素一般不相同，故易于化學(xué)分離，可進(jìn)行無(wú)載體同位素的生產(chǎn)，從而獲得高純度、高比度放射性同位素。,（2）加速器生產(chǎn)的同位素都是缺中子同位素，衰變時(shí)大多是電子俘獲（EC）或發(fā)射正電子（+），不發(fā)射其它帶電粒子（、等），所以可用相機(jī)或正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（PET）進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷，病人所受的劑量小。例如甲狀腺診斷采用加速器生產(chǎn)的,I23,I，病人所受的劑量只有用反應(yīng)堆生產(chǎn)的,131,I的1%。,（3）構(gòu)成生物機(jī)體的主要元素C、N、O的（n，）反應(yīng)截面很小，用反應(yīng)堆不能有效地生產(chǎn)臨床診斷上很需要的這類(lèi)同位素，而用小型回旋加速器很容易制備,11,C、,13,N、,15,O等短壽命同位素，并可設(shè)置在醫(yī)院內(nèi)就近使用，十分方便。,（4）加速器操作簡(jiǎn)單，可以隨時(shí)啟動(dòng)或停機(jī)，工作安全，檢查維修方便，工作中放射性污染的危險(xiǎn)性小。,8,核安全綜合知識(shí),2.3,放射性同位素在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品加工等行業(yè)的應(yīng)用,知識(shí)要點(diǎn),：,一、放射性同位素在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用,放射性藥物影像診斷,照相機(jī),單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描儀（SPECT）,正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描儀（PET）,骨密度儀,放射源治療,近距離治療：分表淺和腔內(nèi)治療,遠(yuǎn)距治療：,、,射線(xiàn)照射,體外放射免疫分析,9,核安全綜合知識(shí),二、放射性同位素在工業(yè)上的應(yīng)用,核儀表,核子秤,料位計(jì),測(cè)厚儀,核子濕度密度儀：,137,Cs,源，測(cè)密度和Am-Be中子源，測(cè)水分,放射性測(cè)井,射線(xiàn)照相（探傷）機(jī),其它應(yīng)用,通過(guò)輻射接枝交聯(lián)技術(shù)進(jìn)行改性，得到新的高分子化合物；,利用放射性同位素,210,Po、,238,Pu等制作的放射性靜電消除器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝容易、使用方便和不用電等優(yōu)點(diǎn)；,利用放射性同位素發(fā)出的射線(xiàn)使空氣電離，中和靜電而達(dá)到消除靜電的目的，可清除唱片、幻燈片、照相底片、攝影鏡頭等上的灰塵。,10,核安全綜合知識(shí),三、放射性同位素在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用,輻射育種,進(jìn)行輻射育種的輻射可以是射線(xiàn)、射線(xiàn)和中子，用得最多的是,60,Co源。射線(xiàn)和射線(xiàn)輻照時(shí)，一般使用的劑量范圍為1.310,2,3.510,2,Gy；對(duì)于中子輻照，一般使用的劑量范圍為 10,10,10,13,n/cm,2,。,農(nóng)藥、化肥示蹤,農(nóng)副產(chǎn)品的輻照保鮮,輻照保鮮用源主要為,60,Co，活度3.710,14,Bq（1萬(wàn)Ci）以上。,刺激生物體生長(zhǎng),四、放射性同位素在食品加工中的應(yīng)用,放射性同位素在食品加工中主要用于滅菌保鮮。,輻照過(guò)的酒可提高醇香度，相當(dāng)于放置幾年或幾十年。,用放射性同位素輻照過(guò)的豬肉，保鮮期延長(zhǎng)而味道不變。,11,核安全綜合知識(shí),2.4,放射性同位素應(yīng)用中的輻射安全問(wèn)題,一、放射性同位素在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的輻射安全問(wèn)題,放射源和輻照劑量的選擇、控制,在使用放射性同位素和放射源進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷和治療時(shí)，要,選擇合適的放射源，制定合理的照射方案，仔細(xì)計(jì)算所需的照射劑量，防止病人接受過(guò)量照射,。,對(duì)注射放射性藥物的病人的管理,設(shè)立,注射放射性藥物后的,病人專(zhuān)用候診室,，,病人必須在專(zhuān)用候診室候診，不得隨意走動(dòng)，病人家屬和慰問(wèn)者盡量遠(yuǎn)離患者，避免不必要的照射,。,也還應(yīng)避免病人之間相互影響,。對(duì)接受了,131,I治療的患者，其,體內(nèi)的放射性活度降至低于400 MBq 之前不得出院,。,放射源使用和貯存的安全,輻射還要考慮韌致輻射；防止卡源、掉源和源不到位；用后要仔細(xì)清查放射源，防止丟失源和源被病人帶走。,12,核安全綜合知識(shí),放射性廢物（源）的處理處置,放射性廢水除了操作工藝中可能產(chǎn)生少量放射性廢水外，還有清洗器皿、工具等的廢水，以及病人排泄物，一般采用衰變池或容器貯存衰變方法，經(jīng)檢測(cè)達(dá)標(biāo)后排放。,放射性藥物的制備、分裝等，在密閉的手套箱或通風(fēng)柜中進(jìn)行操作。通風(fēng)柜操作口的風(fēng)速和通風(fēng)管道的高度等應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)定要求，必要時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)加高效過(guò)濾器。,固體廢物主要有手套、口罩、工作服、注射器、針頭、塑料管、原料瓶、棉簽等。放射性廢物分類(lèi)存放在暫存間，集中送城市放射性廢物庫(kù)。,對(duì)工作人員、患者和公眾的防護(hù),敷貼時(shí)盡量縮短時(shí)間，戴防護(hù)手套、有機(jī)玻璃罩，減少,射線(xiàn)對(duì)工作人員的照射。臨時(shí)加足夠的屏蔽，避免病人和其他人員受到不必要的 照射。使用密封源的病人、病床和病室應(yīng)有標(biāo)記。,射線(xiàn)遠(yuǎn)距治療機(jī)對(duì)病人進(jìn)行照射時(shí)，除接受治療的患者外，治療室內(nèi)不應(yīng)有其他人員。治療室必須與控制室分開(kāi)。設(shè)計(jì)屏蔽厚度時(shí)應(yīng)使相鄰及附近地區(qū)的工作人員和居民所受的照射低于規(guī)定的限值。,輻射監(jiān)測(cè),源檢查、源返回儲(chǔ)存、定期測(cè)量計(jì)量,對(duì)放射性工作人員應(yīng)進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)并建立個(gè)人劑量檔案。,每次照射完后，應(yīng)用劑量?jī)x檢查治療室內(nèi)的輻射水平，以判斷源是否回到安全貯存位置，以免發(fā)生意外,提供輻照音響報(bào)警相連的裝置。,13,核安全綜合知識(shí),二、放射性同位素在工業(yè)應(yīng)用中的輻射安全問(wèn)題,輻射防護(hù)容器的設(shè)計(jì)和防護(hù)性能檢驗(yàn),生產(chǎn)線(xiàn)核儀表安裝、使用、維修和儲(chǔ)存中的輻射安全,野外和施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)的輻射安全,根據(jù)射線(xiàn)的輻射范圍，劃出一定范圍的警戒區(qū)域，并設(shè)置警戒線(xiàn)和標(biāo)志，必要時(shí)須有專(zhuān)人負(fù)責(zé)警戒，以防無(wú)關(guān)人員進(jìn)入輻射現(xiàn)場(chǎng)。,在離道路、居民區(qū)和辦公區(qū)較近地點(diǎn)進(jìn)行輻照工作時(shí)，要盡量選擇夜間或人員較少的時(shí)間進(jìn)行工作，必要時(shí)，可與有關(guān)部門(mén)聯(lián)系疏散人員后再開(kāi)始工作。,工作結(jié)束，放射源使用完畢后，一定要檢查放射源是否已收回防護(hù)容器，經(jīng)監(jiān)測(cè)確認(rèn)放射源已收回防護(hù)容器后，才能離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)。,廢放射源的安全處置,對(duì)已不能滿(mǎn)足使用或不再使用的閑置源，不得自行處理，特別是不能任意丟棄、掩埋和挪做他用，應(yīng)妥善保管，及時(shí)返回廠家或送城市放射性廢物庫(kù)。對(duì)關(guān)并停轉(zhuǎn)的企業(yè)和單位，要有專(zhuān)人負(fù)責(zé)放射源的安全保衛(wèi)工作，直至將放射源進(jìn)行了安全處置。,14,核安全綜合知識(shí),三、放射性同位素在農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)應(yīng)用中的輻射安全,外照射的防護(hù),主要針對(duì)輻射裝置。輻照裝置的裝源量比較大，活度從10,12,Bq（10,2,Ci）量級(jí)至10,16,Bq（10,6,Ci）量級(jí)不等。,為了防止人員受到大劑量的射線(xiàn)照射，應(yīng)該加強(qiáng)外照射的防護(hù)。設(shè)計(jì)屏蔽時(shí)，保證工作人員和周?chē)娝邮?