1、电离辐射和电磁环境你知道吗？核与辐射科普知识1核与辐射科普知识l一、电离辐射l二、电离辐射防护l三、电磁辐射2让我们来先看一部小短片首先我们太阳就能发出很多光线，看得见的我们都能感受到，而更多的电磁波我们看不到也摸不到。他们都可怕吗？相反有些看不到的线才是我们人类存活下来的关键。先记住一点波长越短，频率越高！微波微波收音机收音机红外线红外线可见光可见光紫外线紫外线X X射线射线射线射线将我们的太阳用不同的频率观察记录成照片，再转化成我们能看到的频率下它是这样的。用不同的频率相机把一只手和iPhone拍成照片再转化成我们能看到的频率下它是这样的。热红外线热红外线反射红外线反射红外线可见光可见光紫
2、外线紫外线X X射线射线广义的说一切物体物体都向外辐射！辐射本身是中性词，但某些物质的辐射可能会带来危害。所以我们要先学会区分。一、核辐射（电离辐射）l 1、哪些东西会产生辐射、哪些东西会产生辐射l 2、常用的核辐射类型、常用的核辐射类型l 3、射线与物质相互作用、射线与物质相互作用67电离辐射的波长非常短，频率非常高，比紫外线要高很多。1、哪些东西会产生核辐射 天然电离辐射源天然电离辐射源 宇宙射线宇宙射线 宇生核素宇生核素 原生核素原生核素 人工电离辐射源人工电离辐射源 放射性同位素放射性同位素 射线装置射线装置 核设施与核燃料循环设施核设施与核燃料循环设施 大型科学装置大型科学装置电离辐
3、射的来源电离辐射的来源天然辐射源天然辐射源:宇宙射线宇宙射线、宇生核素（、宇生核素（3H、7Be、14C、22Na等等）、原生核素（、原生核素（钍系、铀系、锕系等钍系、铀系、锕系等）9贫铀 铀238n人工辐射源人工辐射源：非天然辐射源或由于人类活动增加的辐射：非天然辐射源或由于人类活动增加的辐射 源，造成对人的照射和对环境的影响。源，造成对人的照射和对环境的影响。l医疗照射：人们为了医学诊断和治疗而接受的辐射照射（受医疗照射：人们为了医学诊断和治疗而接受的辐射照射（受照人员包括患者或受检者、陪护家属或亲友、生物医学研究的照人员包括患者或受检者、陪护家属或亲友、生物医学研究的志愿人员）志愿人员）
4、l 医疗照射是人工辐射中对人的照射剂量贡献最大的一项；可医疗照射是人工辐射中对人的照射剂量贡献最大的一项；可以运用实践的正当性和辐射防护最优化原则对医疗照射进行控以运用实践的正当性和辐射防护最优化原则对医疗照射进行控制，但剂量限值不适用于医疗照射。制，但剂量限值不适用于医疗照射。l 医疗人员在实施医疗照射时应以医疗人员在实施医疗照射时应以GB18871-2019GB18871-2019提供的指导水提供的指导水平为指南，在保证疹疗质量的前提下尽量减少剂量。平为指南，在保证疹疗质量的前提下尽量减少剂量。10电离辐射的来源电离辐射的来源人工辐射源人工辐射源11注意注意 电脑、电视、手机等消费品不可能
5、产生电离辐电脑、电视、手机等消费品不可能产生电离辐射，频率不够高，达不到产生的客观条件。射，频率不够高，达不到产生的客观条件。2 2、常用的核辐射类型、常用的核辐射类型 l 如医院、安检机等仪器用到的受激原子退激时发射的如医院、安检机等仪器用到的受激原子退激时发射的紫外线或紫外线或X射线射线叫做原子辐射，不能长时间多次照射！叫做原子辐射，不能长时间多次照射！l 如发电厂、原子弹反应时的不稳定的原子核发生衰变如发电厂、原子弹反应时的不稳定的原子核发生衰变时时发射出的微观粒子发射出的微观粒子叫做原子核辐射，我们一般不叫做原子核辐射，我们一般不可能接触到。可能接触到。l 通常论及的通常论及的“辐射辐
6、射”概念是狭义的，仅指高能概念是狭义的，仅指高能电磁辐射和粒子辐射。这种狭义的电磁辐射和粒子辐射。这种狭义的“辐射辐射”又又称称“射线射线”、射线及射线及X X射线射线。12 3、射线与物质相互作用、射线与物质相互作用 对我们有什么影响？对我们有什么影响？带电粒子、带电粒子、射线、射线、X射线、中子有足够的能量能与物质相互作用射线、中子有足够的能量能与物质相互作用。原子原子。X nX n 这些物质包括：气体、液体、这些物质包括：气体、液体、固体，包括人体等。固体，包括人体等。微观粒子间碰撞有动量和能量的传递微观粒子间碰撞有动量和能量的传递 库仑作用库仑作用 1 1 电离作用电离作用 2 2 电
7、离效应电离效应13电离辐射电离辐射 直接或间接使介质发生电离直接或间接使介质发生电离效应的带电或不带电的射线效应的带电或不带电的射线或粒子或粒子 (能量能量 12e12eV)V)、x x、n n、p p、裂变碎片裂变碎片 介子等介子等 来来 源源 1)1)放射性物质放射性物质 (人造人造 天然）天然）2)2)加速器加速器3)3)反应堆反应堆 4)4)宇宙射线宇宙射线 5)5)地球环境地球环境电离辐射和非电离辐射电离辐射和非电离辐射 非电离辐射非电离辐射 紫外线、红外线、微波等紫外线、红外线、微波等这些粒子虽能够同物质发这些粒子虽能够同物质发生作用但都不能使物质发生作用但都不能使物质发生电离效应
8、生电离效应 0 02525eV eV 量级量级移动电话移动电话 800-1800 MHz800-1800 MHz 0.01 eV 0.01 eV (没有电离作用）没有电离作用）14 l1、穿透能力、穿透能力l2、健康影响研究、健康影响研究l3、辐射防护标准、辐射防护标准l4、辐射防护基本办法、辐射防护基本办法151 1、射线穿透物质能力射线穿透物质能力 射线穿透射线穿透 人体皮肤情况人体皮肤情况 16实况报道2019年4月电离辐射、健康影响和保护措施 who.int/mediacentre/factsheets/fs371/zh/2 2、健康影响研究、健康影响研究 有据可查有据可查电离辐射对健
9、康的影响.，如皮肤发红，脱发，辐射灼伤，或急性辐射综合症。剂量和剂量率越高，影响就越严重。例如，急性辐射综合症的剂量阈值约为1希沃特（1000mSv）。如果辐射剂量低和/或照射时间长（低剂量率），那么危险性就会大大降低，因为对损害实施修复的可能性更大。但依然存在癌症等长期影响风险，这可能在若干年甚至几十年后出现。这种影响不会总是发生，但发生的可能性与辐射剂量成正比。儿童和青少年面临的这种风险较高，因为他们对辐射暴露的敏感性远远高于成年人。关于接触到辐射的人群（例如原子弹爆炸幸存者或接受放射治疗的患者）的流行病学研究表明，剂量超过100mSv，会大大增加罹患癌症的风险。最近对在儿童期出现医学暴露
10、（儿科断层扫描）的个体开展的一些流行病学研究提示，即使是较低剂量（50-100mSv）也可能会提升癌症风险。剂量限值：剂量限值：电离辐射防护与辐射源安全基本标准电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB 18871-2019GB 18871-2019 a.辐射工作人员五年内平均每年有效剂量不辐射工作人员五年内平均每年有效剂量不得超过得超过 20mSv20mSv；任何一年中的有效剂量不超；任何一年中的有效剂量不超过过50mSv50mSv；b.b.公众有效剂量应低于公众有效剂量应低于1mSv1mSv；在特殊情况下；在特殊情况下，如果，如果5 5个连续年的平均剂量不超过个连续年的平均剂量不超过，则某单一年
11、份的有效剂量可提高到，则某单一年份的有效剂量可提高到5mSv5mSv。193、电离辐射防护标准电离辐射防护标准 辐射对人体的照射方式有外照射和内照射两种。辐射对人体的照射方式有外照射和内照射两种。外照射是体外辐射源对人体造成的照射，而内照射是指外照射是体外辐射源对人体造成的照射，而内照射是指进入体内的放射性核素对人体造成的照射。前者主要由进入体内的放射性核素对人体造成的照射。前者主要由X X、射线、中子束、高能带电粒子束和射线、中子束、高能带电粒子束和射线引起的；射线引起的；后者则主要因人们通过吸入、食入、完好皮肤或皮肤伤后者则主要因人们通过吸入、食入、完好皮肤或皮肤伤口吸收了放射性核素造成的
12、。针对这两种照射方式，有口吸收了放射性核素造成的。针对这两种照射方式，有两种完全不同的防护方法。两种完全不同的防护方法。20时间防护 距离防护 屏蔽防护2122 内照射防护的基本措施内照射防护的基本措施1.1.降低空气中放射性核素浓度降低空气中放射性核素浓度 防污染、防污染、通风通风2.2.降低表面污染水平降低表面污染水平 按规操作按规操作 及时清理及时清理3.3.防止放射性核素进入人体防止放射性核素进入人体 穿戴个人防穿戴个人防护用品护用品4.4.加速体内放射性核素的排出加速体内放射性核素的排出 误入体内需误入体内需尽快排出尽快排出2324三、电磁环境（电磁辐射）与电离辐射完全不同 大家最关
13、心的！电磁环境基础知识 电磁环境无处不在27电磁环境里的波长相对较长，频率相对较低，比可见光和红外线要低很多。这种存在于电荷周围，能对其他电荷产生作用力的特殊的物质称为电场。存在于载流回路或永久磁铁周围空间，能对运动电荷施力的特殊物质称为磁场。单位正电荷在电场中某点受到的作用力称为该点的电场强度。单位:V/m 磁感应强度（B）运动的电荷在磁场中受到磁力，磁场力、运动速度和磁感应强度三者相互垂直，且满足右手螺旋法则。单位：T 磁场中某点磁感应强度与该点磁导率的比值。单位：A/m 单位时间内穿过垂直于传播方向的单位面积的能量。在远场区，S可以表示为矢量E和H的乘积。单位：W/m2 电磁环境术语 1
14、、电磁环境 指存在给定场所的所有电磁现象的总和。一般有三种典型存在形式：工频电场、工频磁场：目前我国电力供电频率为50Hz，在导线或设备周边产生工频电磁环境，以电磁感应为主。射频电场、射频磁场：表示可以辐射到空间的电磁频率，它是一种高频交流变化电磁波的简称。频率范围从100KHz300GHz之间（依据GB8702）。也有表示为9KHz300GHz之间（依据ITU-R，国际电信联盟无线电通信组）电磁场：国标电磁环境控制限值（GB8702-2019）中频率范围是指1300GHz电磁环境。2、电磁辐射 能量以电磁波的形式由源发射到空间的现象。或称时变电磁场以波的形式向远处传播不再返回的过程称电磁辐射
15、。3、电磁污染 是指天然的和人为的各种电磁波的干扰及有害的电磁辐射。频率范围名称表电磁波传播途径 1、环境中很多的因素都可以造成生物效应，生物效应不等同于健康威胁，需要专门的研究来鉴别和衡量健康的威胁。2、在低频率下，外部的电场和磁场会在身体内感应出微弱的环流电流。在几乎所有的正常环境条件下，身体内的感应电流的强度小到不会产生任何明显的效应。3、射频电磁场的主要效应是加热人体组织。4、毫无疑问，高强度电磁场下即使短期暴露，也会对健康有害。但目前大众担忧的可以导致剧烈的生理反应的电磁场强度下的暴露，主要集中在低于对身体产生长期影响的标准。5、公众对于低强度电磁场可能风险的担忧，世界卫生组织启动了
16、“国际电磁场项目”来提供科学客观的回答。6、尽管有广泛的研究，到目前为止没有证据可以确认低强度电磁场下的暴露对健康造成影响。实况报道 第193号2019年10月电磁场与公共卫生：移动电话 who.int/mediacentre/factsheets/fs193/zh/对健康有何影响？过去二十年来进行了大量研究以评估移动电话是否有潜在的健康风险。迄今为止，尚未证实移动电话的使用对健康造成任何不良后果。短期影响 组织发热是射频能量与人体相互作用的主要机制。在移动电话使用的频率上，大部分的能量被皮肤和其它表面组织吸收，使大脑或身体其它任何器官的温度略微升高。.远期影响 关于接触射频的潜在长期风险的流
17、行病学研究主要是要查明脑肿瘤与移动电话使用之间的相关性。然而，由于许多癌症是在导致肿瘤的这种相互作用发生多年之后才被发现，以及移动电话到1990年代初才广泛使用，目前的流行病学研究只能评估短期内即有明显症状的那些癌症。不过，动物研究结果均显示，长期接触射频场不会增加罹患癌症风险。实况报道 第 304 号 2019 年 5 月 电磁场与公共卫生 基台和无线技术who.int/peh-emf/publications/facts/bs_fs_304_chinese.pdf 关注的卫生问题 癌症：关于移动电话基台周围发生成群癌症病例的媒体报道或传闻加大了公众的关注。应注意到，在地域上，癌症在任何人群
18、中的分布都是不均衡的。鉴于基台在环境中的 广泛存在，应预见到可能的成群癌症病例在基台附近出现仅仅是出于偶然。此外，报道的成群癌症病例常常包括不同类型的癌症，没有共同的特征，并因此不可能有 共同的起因。通过慎重计划和开展的流行病学研究，可获得关于癌症在人群中分布情况的科学依据。在过去 15 年中，发表了关于射频发射机与癌症之间潜 在关系的多项研究。这些研究没有提供证据说明接触来自发射机的射频会加大癌症风险。同样，长期的动物研究也不能确定接触射频场会加大癌症风险，即使射频水平大大高于基台和无线网络所产生的水平。防护标准 国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP,2019 年)以及电机与电子工程师协会
19、(IEEE,2019 年)制定了国际接触准则，以便针对射频场已确定的影响提供防护。国家当局应采用国际标准保护其公民避免有害强度的射频场。应限制进入可能。超过接触限度的地区电磁环境控制限值 8702-2019表1 公众曝露控制限值（续）频率范围电场强度E（V/m）磁场强度H（A/m）磁感应强度B（T）等效平面波功率密度Seq（W/m2）30MHz3000MHz120.0320.040.43000MHz15000MHz0.22 f 1/20.00059 f 1/20.00074 f 1/2f/750015GHz300GHz270.0730.0922注1：频率f的单位为所在行中第一栏的单位。电场强度限值与频率变化关系见图1，磁感应强度限值与频率变化关系见图2。注2：0.1MHz300GHz频率，场量参数是任意连续6分钟内的方均根值。注3：100kHz以下频率，需同时限制电场强度和磁感应强度；100kHz以上频率，在远场区，可以只限制电场强度或磁场强度，或等效平面波功率密度，在近场区，需同时限制电场强度和磁场强度。注4：架空输电线路线下的耕地、园地、牧草地、畜禽饲养地、养殖水面、道路等场所，其频率50Hz的电场强度控制限值为10kV/m，且应给出警示和防护指示标志。
