第三章外照射防护大学课程《辐射与防护概论》课件.ppt

1、1第三章 外照射的防护 第一节 外照射防护的一般方法 第二节第二节 X、射线的外照射防护射线的外照射防护 第三节 带电粒子外照射的防护第四节第四节 中子外照射的防护中子外照射的防护2第一节 外照射防护的一般方法一、 外照射防护的基本原则二、二、 外照射防护的基本方法外照射防护的基本方法三、 屏蔽材料的选择原则四、 确定屏蔽厚度所需用的参数和资料第一节 外照射防护的一般方法3一、外照射防护的基本原则 内外照射的特点 外照射基本原则： 尽量减少或避免射线从外部对人体的照射，使尽量减少或避免射线从外部对人体的照射，使之所受照射不超过国家规定的剂量限值。之所受照射不超过国家规定的剂量限值。照射方式辐射

2、源类型危害方式常见致电离粒子照射特点内照射多见开放源电离、化学毒性、持续外照射多见封闭源电离高能、质子、X、n间断第一节 外照射防护的一般方法4二、二、 外照射防护的基本方法外照射防护的基本方法外照射防护三要素： 时间、距离、屏蔽时间、距离、屏蔽第一节 外照射防护的一般方法51时间防护时间防护(Time) 累积剂量与受照时间成正比累积剂量与受照时间成正比 措施：措施：充分准备，减少受照时间充分准备，减少受照时间第一节 外照射防护的一般方法62距离防护距离防护(Distance) 剂量率与距离的平方成反比（点源）剂量率与距离的平方成反比（点源） 措施措施：远距离操作；远距离操作； 任何源不能直接

3、用手操作；任何源不能直接用手操作； 注意注意射线防护。射线防护。第一节 外照射防护的一般方法73. 3. 屏蔽防护屏蔽防护(Shielding)(Shielding)措施措施： 设置屏蔽体设置屏蔽体 屏蔽材料和厚度的选择：屏蔽材料和厚度的选择： 辐射源的类型、射线能量、活度辐射源的类型、射线能量、活度 第一节 外照射防护的一般方法8第一节 外照射防护的一般方法9屏蔽防护10 三、屏蔽材料的选择原则射线类型作用的主要形式材料选择原则常用屏蔽材料电离、激发一般低Z材料纸、铝箔、有机玻璃等、e电离、激发、轫致辐射低Z高Z材料铝、有机玻璃、混凝土、铅P、d核反应产生中子高Z材料钽、钚X、光电、康普顿、

4、电子对高Z材料铅、铁、钨、铀；混凝土、砖、去离子水等n弹性、非弹性、吸收含氢、含硼材料水、石蜡、混凝土、聚乙烯；碳化硼铝、含硼聚乙烯等第一节 外照射防护的一般方法11四、确定屏蔽厚度所需用的参数和资料有关问题主要考虑的参数辐射源（或装置）辐射类型、能谱、角分布、发射率、活度或工作负荷等辐射场辐射场空间分布、距离、居留因子屏蔽层外表面剂量控制参考值根据相关标准推算出控制区、监督区边界的剂量控制值屏蔽层厚度选择适当的材料，根据透视比确定屏蔽层厚度第一节 外照射防护的一般方法12居留因子T居留因子T种类举 例T1全居留值班室、控制室、工作室、实验室、车间、放射工作人员经常用的休息室；宿舍；儿童娱乐场

5、所；宽得足以放办公桌的走廊；暗室。T1/4部分居留容不下放办公桌的走廊；杂用房；不常用的休息室；有司机的电梯；无人看管的停车场。T1/16偶然居留候诊室；厕所；楼梯；自动电梯；储藏室；人行道、街道。第一节 外照射防护的一般方法13第二节 X、 射线的外照射防护 一、X、辐射源及辐射场二、二、X、射线在物质中的减弱规律射线在物质中的减弱规律三、三、X、射线的屏蔽计算射线的屏蔽计算第二节 X、 射线的外照射防护14一、X、辐射源及辐射场（一）（一）X射线机射线机第二节 X、 射线的外照射防护15X射线剂量的计算：（1）X射线机的发射率常数X：当管电流为1mA时，距离靶1m处，由初级射线束产生的空气

6、比释动能率，单位：mGym2mA-1min-1。（2）X射线剂量率的计算：2)/1 (rIKxa单位：mGymin-1第二节 X、 射线的外照射防护16（二）加速器X射线源（1）加速器X射线的发射率常数a：单位束流（1mA），在标准距离1m处所形成的吸收剂量率，Gym2mA-1min-1。第二节 X、 射线的外照射防护17低Z厚靶修正10，宏观分出截面：58. 021. 0AR107（四）计算宽束中子的透射曲线 中子辐射透射系数nn单位中子注量在屏蔽体后造成的剂量当量，单位Svcm2。： 中子透射比 中子减弱倍数nK第四节 中子的外照射防护108109（五）计算宽束中子的十倍减弱厚度第四节 中

7、子的外照射防护110111表3.4.10 核反应、加速粒子能量以及由此产生的中子在混凝土中的平衡十倍减弱厚度值核反应核反应入射粒子能量，入射粒子能量，MeV靶物质靶物质出射中子与入出射中子与入射粒子的夹角射粒子的夹角混凝土的平均十倍衰减混凝土的平均十倍衰减厚度厚度1/10，e gcm-2（，n）1634555565658585PtOBePbOMgBePb90055067.5067.5090090067.5067.50787185868486163117（p，n）88101010121212CTaMgSSiMgSSi00000000000000007481787878787878112有的资料给

8、出8.151022。有的资料给出8.31022。材材 料料化化 学学 组组 成成含氢量，原子含氢量，原子cm-3水水石石 蜡蜡聚聚 乙乙 烯烯聚聚 氯氯 乙乙 烯烯有有 机机 玻玻 璃璃石石 膏膏高高 岭岭 土土92聚乙烯聚乙烯8B4CH2OC30H62（CH2）n（CH2CHCl）n（C4H8O2）nCaSO42H2OAl2O32SiO22H2O（CH2）nB4C6.710227. 8710227.9210224.11022 5.710223.2510222.4210227.681022表3.4.11 常用屏蔽材料中的含氢量第四节 中子的外照射防护113水：含氢量大，既是慢化剂，又是吸收体，

9、氢的俘获 辐射能量低，只有2.2MeV，便于屏蔽。水的泄漏易酿成事故。混凝土：既有轻元素，又有较重的元素和一定量的水分，对中子和光子都有较好的屏蔽作用。混凝土中水含量的不同对屏蔽效果影响较大，需要进行修正。石蜡：含大量的氢，易成型，但结构性能差，高温易软化，低温易干裂，对 辐射屏蔽性能差。聚乙烯：含氢丰富，易加工成型，温度高于100C时，易软化。泥土：含水多，廉价。锂和硼：热中子吸收截面大，锂俘获中子后放出的 辐射可忽略不计，硼俘获中子放出0.47MeV的 辐射，易屏蔽。114四、中子屏蔽计算（一）放射性核素中子源的屏蔽计算LdnrrRqeBd0)(4ln12LnRrqAyBd式中：d是屏蔽层

10、厚度，cm；R是屏蔽材料的宏观分出截面，cm-1；A是放射性核素中子源中放射性核素的活度，Bq；y是放射性核素中子源的产额，Bq-1s-1；Ay即为中子源中子发射率，s-1；Bn是中子积累因子；q是居留因子；r是参考点离源的距离，m。第四节 中子的外照射防护115Bn取值：厚度不小于20cm的水、石蜡、聚乙烯一类的含氢材料，取Bn5；铅，Bn3.5；铁，Bn=2.6第四节 中子的外照射防护116【例】用专用汽车运输一个3.71011Bq的钋铍中子源。源用石蜡屏蔽罐盛装，要求将离源1m处驾驶员所在位置上的剂量当量控制在2.5Sv/h以下，求石蜡屏蔽罐的厚度。第四节 中子的外照射防护117（二）加速器中子源的屏蔽计算LnIHrqdH240108 . 2)(qrHLn024108 . 2式中： 是剂量当量的控制水平，Svh-1； 是距离1m处的中子注量率，m2cm-2s-1；r 是源到参考点之间的距离，m；q是居留因子。LH0Svcm2第四节 中子的外照射防护118