放射性同位素与射线装置应用中辐射安全防护培训讲义课件.ppt
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1、辐射辐射 XX辐射环境监督站 目录目录二、二、在工农业上在工农业上 的应用的应用在工农业应在工农业应 用中的辐射安全防护用中的辐射安全防护四、放射性废物的管理四、放射性废物的管理 (一)有关放射性的概念(一)有关放射性的概念(二)(二)核衰变的类型核衰变的类型(三)(三)(四)放射性的应用类型(四)放射性的应用类型(五)(五)辐射效应辐射效应(六)(六) ( (一一) ) 有关放射性的概念有关放射性的概念 放射性放射性:某些核素自发地放出粒子或:某些核素自发地放出粒子或射线射线,或在,或在发生轨道电子俘获之后放出发生轨道电子俘获之后放出射线射线,或发生自发裂变,或发生自发裂变的性质。的性质。
2、放射性核素:放射性核素: 上述核素自发地放出射线后转变成上述核素自发地放出射线后转变成另外一种核素,这种自发转变过程称为另外一种核素,这种自发转变过程称为“核衰变核衰变”,具有这种性质的核素称为具有这种性质的核素称为“放射性核素放射性核素”。从来源可。从来源可分为天然放射性核素和人工放射性核素。分为天然放射性核素和人工放射性核素。 天然放射性核素天然放射性核素的分布的分布: 岩石、土壤、岩石、土壤、天然水、天然水、大气及动植物体内都含有天然放射性核素。如铀大气及动植物体内都含有天然放射性核素。如铀-238-238、钍钍-232-232、镭、镭-226-226、钾、钾-40-40等。等。 放射性
3、的特点放射性的特点: 放出放出射线的多少射线的多少只与放射性核素只与放射性核素的的含量成正比含量成正比,而与它们所处的,而与它们所处的化学状态,以及外化学状态,以及外界温度、压力界温度、压力的变化无关,因此放射现象是一种原的变化无关,因此放射现象是一种原子现象,这种现象称为子现象,这种现象称为“放射性放射性”。电离辐射:放射性又称为电离辐射:放射性又称为“电离辐射电离辐射”,即可以引,即可以引起物质电离的辐射。起物质电离的辐射。电离辐射源电离辐射源包括放射性同位素包括放射性同位素与射线装置。与射线装置。潜在照射:潜在照射:预期不一定受到但可能遭受到的放射性预期不一定受到但可能遭受到的放射性照射
4、,它可能由源的事故或具有偶然性事件或事件照射,它可能由源的事故或具有偶然性事件或事件序列(包括设备故障和误操作)引起。序列(包括设备故障和误操作)引起。 ( (二二) ) 核衰变的类型核衰变的类型1.1.核衰变的主要类型:核衰变的主要类型:衰变衰变 放射出放射出射线的衰变。射线的衰变。衰变衰变 放射出放射出射线的衰变。射线的衰变。跃迁跃迁 处于激发态的原子核通过发射处于激发态的原子核通过发射光子或内光子或内转换电子,而跃迁到能量比较低的状态,原子核的这转换电子,而跃迁到能量比较低的状态,原子核的这种转变过程称为种转变过程称为跃迁或跃迁或衰变。衰变。光子即光子即射线。射线。2.2.衰变的时间性衰
5、变的时间性:任何一种放射性核素的所有原子核:任何一种放射性核素的所有原子核并非在某一瞬间同时衰变,而是有的先、有的后。但并非在某一瞬间同时衰变,而是有的先、有的后。但总的趋势是放射性原子核的数目随时间逐步减小。总的趋势是放射性原子核的数目随时间逐步减小。 我们用半衰期的大小来表示某核素衰变的快慢。我们用半衰期的大小来表示某核素衰变的快慢。. .习惯上采用习惯上采用“居里居里”作为放射性活度的单位,记作为放射性活度的单位,记作作CiCi或或C C 。 它的国际制单位是它的国际制单位是“贝可勒尔贝可勒尔”,简称,简称“贝贝可可”,记作,记作BqBq。. .此外还有此外还有kBqkBq(千贝可)、(
6、千贝可)、MBqMBq(兆贝可)、(兆贝可)、BqBq(吉贝可,(吉贝可,10109 9BqBq)、)、BqBq(太贝可,(太贝可,10101212BqBq)、PBq(拍贝可,(拍贝可, 10101515BqBq )、)、EBqEBq(艾贝可,(艾贝可,10101818BqBq)等。等。 比如:比如:0.50.5Bq=0.5Bq=0.510109 9Bq= 5Bq= 510108 8BqBq. .居里与贝克勒尔的换算关系为:居里与贝克勒尔的换算关系为: 1Ci=3.71Ci=3.710101010BqBq、1mCi=3.71mCi=3.710107 7BqBq。 ( (四四) ) 放射性的应用
7、类型放射性的应用类型 1.1.放射性应用的类型:放射性应用的类型: 放射性应用的主要类型有核设施、密封放射源、放射性应用的主要类型有核设施、密封放射源、开放型放射性同位素、射线装置和伴生放射性矿物开放型放射性同位素、射线装置和伴生放射性矿物资源开发利用等。资源开发利用等。 2.2.有关用语的含义如下:有关用语的含义如下: ( () ) “核设施核设施”,是指核动力厂(核电厂、核是指核动力厂(核电厂、核热电厂)和其他反应堆;核燃料生产、加工、贮存热电厂)和其他反应堆;核燃料生产、加工、贮存和后处理设施;放射性废物的处理和处置设施。和后处理设施;放射性废物的处理和处置设施。( () ) “密封放射
8、源密封放射源”,是指除研究堆和动力堆核燃,是指除研究堆和动力堆核燃料循环范畴的材料以外,永久密封在料循环范畴的材料以外,永久密封在包壳里包壳里的或紧的或紧密地固结在覆盖层里并呈密地固结在覆盖层里并呈固体固体形态的放射性物质,形态的放射性物质,简称简称“放射源放射源”。它在正常使用时,不会有放射性它在正常使用时,不会有放射性物质泄漏出来。物质泄漏出来。 ( () ) “开放型放射性同位素开放型放射性同位素”,指使用液态、固态、指使用液态、固态、气态放射性物质时,需要从原包装中取出来,放射气态放射性物质时,需要从原包装中取出来,放射性物质处于非密封状态,在操作过程中会有液态、性物质处于非密封状态,
9、在操作过程中会有液态、固态、气态放射性物质进入环境,造成放射性同位固态、气态放射性物质进入环境,造成放射性同位素污染素污染。 ( () ) “射线装置射线装置”,是指,是指线机、加速器、中子发线机、加速器、中子发生器以及含放射源的装置。生器以及含放射源的装置。( () ) “伴生放射性矿伴生放射性矿”,是指含有较高水平天然放是指含有较高水平天然放射性核素浓度的射性核素浓度的非铀矿非铀矿(如稀土矿和磷酸盐矿)。(如稀土矿和磷酸盐矿)。( () ) “放射性物质放射性物质”, , 包括核材料、密封放射源、包括核材料、密封放射源、非密封放射源、乏燃料、放射性废物等。非密封放射源、乏燃料、放射性废物等
10、。( () ) “放射性污染放射性污染” ,是指由于人类活动造成物是指由于人类活动造成物料、人体、场所、环境介质表面或者内部出现超过料、人体、场所、环境介质表面或者内部出现超过国家标准的放射性物质或者射线。国家标准的放射性物质或者射线。 ( (五五 ) ) 辐射效应辐射效应 辐射效应辐射效应:辐射照射人体后可以引起人体发生辐射照射人体后可以引起人体发生某些生物学效应,称之为某些生物学效应,称之为辐射效应辐射效应。 分类分类:分为确定性效应和随机性效应分为确定性效应和随机性效应,或者或者分为躯体效应和遗传效应。分为躯体效应和遗传效应。 表表5-15-1辐射效应的分类及特点辐射效应的分类及特点效应
11、分类效应分类例子例子阈剂量阈剂量与剂量的与剂量的关系关系防护防护目标目标随机性效随机性效应应癌、遗传癌、遗传效应效应假设不假设不存在存在发生率随剂发生率随剂量增加而增量增加而增大大尽量减尽量减小小确定性效确定性效应应白内障白内障存在存在严重程度随严重程度随剂量增加而剂量增加而增大增大防止发防止发生生1.1.确定性效应(旧称非随机性效应):指效应的严确定性效应(旧称非随机性效应):指效应的严重程度与剂量大小有关的辐射效应,这种效应存重程度与剂量大小有关的辐射效应,这种效应存在剂量的阈值,如白内障。在剂量的阈值,如白内障。2.2.随机性效应:其发生的几率(而非严重程度)与随机性效应:其发生的几率(
12、而非严重程度)与剂量大小有关的辐射效应。剂量大小有关的辐射效应。 这种效应发生的几率正比于剂量,在辐射防这种效应发生的几率正比于剂量,在辐射防护关注的范围内不存在剂量的阈值,如辐射致癌护关注的范围内不存在剂量的阈值,如辐射致癌等。等。3.3.躯体效应:辐射所致的、出现在受照者本人身上躯体效应:辐射所致的、出现在受照者本人身上的有害效应。的有害效应。4.4.遗传效应:辐射所致的、出现在受照者后代身上遗传效应:辐射所致的、出现在受照者后代身上的有害效应。的有害效应。表表5-2 5-2 随机性效应的标称概率(随机性效应的标称概率(1010-2-2SvSv-1-1) 效应效应 工作人员工作人员 全人口
13、全人口致死性癌症致死性癌症非致死性癌症非致死性癌症严重遗传损伤(全部严重遗传损伤(全部后代)后代) 4.04.0 0.8 0.8 0.8 0.8 5.0 5.0 1.0 1.0 1.3 1.31.1.辐射防护的基本原则辐射防护的基本原则 ( () ) 有效剂量有效剂量E E 当人处在单一能量的辐射场中,其全身所受当人处在单一能量的辐射场中,其全身所受的有效剂量的有效剂量E E ,定义为下式:,定义为下式: E=WtE=WtHtHt 式中式中HtHt是组织或器官的剂量当量,是组织或器官的剂量当量,WtWt是是组织或器官的权重因子。组织或器官的权重因子。 有效剂量的专用名称为希沃特(有效剂量的专用
14、名称为希沃特(SvSv)。)。 权重因子权重因子反映了在全身均匀受照下各组织或器反映了在全身均匀受照下各组织或器官对总危害的相对贡献。官对总危害的相对贡献。WtWt越大,对总危害的贡献越大,对总危害的贡献越大。越大。 该公式的含义公式的含义:当人体只受到外照射,没有摄:当人体只受到外照射,没有摄入放射性核素时,入放射性核素时,而且所考虑的效应是随机性效应而且所考虑的效应是随机性效应时时,在全身受到非均匀照射的情况下,在全身受到非均匀照射的情况下,有效剂量当有效剂量当量量为受到危险的各组织或器官的剂量当量与相应权为受到危险的各组织或器官的剂量当量与相应权重因子乘积的总和。重因子乘积的总和。 引用
15、有效剂量当量引用有效剂量当量,可以把各个被照射组织或器官的,可以把各个被照射组织或器官的危险度相加在一起,以便制定出所有受照射组织或器官的危险度相加在一起,以便制定出所有受照射组织或器官的危险度为基础的剂量当量限值。危险度为基础的剂量当量限值。 很多情况下受到的照射都不是均匀照射,有时很多情况下受到的照射都不是均匀照射,有时只是近似按均匀受照对待。只是近似按均匀受照对待。6-1 6-1 组织权重因子组织权重因子组织或器官组织或器官组织权重因子,组织权重因子,WtWt组织或器官组织或器官组织权重因组织权重因子,子,WtWt 性腺性腺 0.20肝肝 0.05 红骨髓红骨髓 0.12食道食道 0.0
16、5 结肠结肠 0.12甲状腺甲状腺 0.05 肺肺 0.12皮肤皮肤 0.01 胃胃 0.12骨表面骨表面 0.01 膀胱膀胱 0.05其余组织或器官其余组织或器官 0.05 乳腺乳腺 0.05 (2 2) 放射防护的目的放射防护的目的: 在于防止有害的确定性效应,并限制随机性效在于防止有害的确定性效应,并限制随机性效应的发生率,使之达到被认为可以接受的水平应的发生率,使之达到被认为可以接受的水平。 (3 3)辐射防护的基本原则为:)辐射防护的基本原则为:l一是实践的正当性。一是实践的正当性。对于一项实践,只有在考虑了对于一项实践,只有在考虑了社会、经济和其他有关因素之后,其对受照个人或社会、
17、经济和其他有关因素之后,其对受照个人或社会所带来的利益足以弥补其可能引起的辐射危害社会所带来的利益足以弥补其可能引起的辐射危害时,该实践才是正当的。时,该实践才是正当的。l二是防护与安全的最优化二是防护与安全的最优化。l三是剂量约束和潜在照射危险约束三是剂量约束和潜在照射危险约束。表表6-2 ICRP6-2 ICRP建议的剂量限值建议的剂量限值应用对象应用对象剂量限值剂量限值职业照射职业照射公众照射公众照射1. 有效剂量有效剂量20mSva-11mSva-1 在规定的在规定的5 5年内平均年内平均)2. 年剂量当量年剂量当量 眼晶体150 mSv15 mSv皮肤500 mSv50 mSv手和足
18、500 mSv-孕妇的腹部表面孕妇的放射性物质摄入量2 mSv/全孕期(怀孕后)1/20ALI* l ALI:年摄入量限值。:年摄入量限值。职业照射:职业照射:任何一年任何一年有效剂量有效剂量不超过不超过5050mSv;职业照射的管理限值为职业照射的管理限值为5mSv/a;公众照射的管理限值为公众照射的管理限值为0.25mSv/a。 对个人剂量限值的说明:对个人剂量限值的说明:l该剂量限值适用于在规定期间内外照射引起的剂该剂量限值适用于在规定期间内外照射引起的剂量和在同一期间内摄入所致的待积剂量的和。量和在同一期间内摄入所致的待积剂量的和。l为确认是否遵守剂量限值,应利用规定期间内贯为确认是否
19、遵守剂量限值,应利用规定期间内贯穿辐射所致的外照射个人剂量当量与同一期间内穿辐射所致的外照射个人剂量当量与同一期间内摄入的放射性物质所致的待积有效剂量的和(可摄入的放射性物质所致的待积有效剂量的和(可以查以查GB18871-2002GB18871-2002电离辐射防护与放射源安全电离辐射防护与放射源安全基本标准)。基本标准)。l而前面计算有效剂量而前面计算有效剂量E E时,考虑的只是外照射的时,考虑的只是外照射的情况,因为绝大多数情况下只有外照射。情况,因为绝大多数情况下只有外照射。l二者都是不可接受的下限值,而不是可以接受的二者都是不可接受的下限值,而不是可以接受的上限值。上限值。 2. 辐
20、射防护的基本方法辐射防护的基本方法(1)外照射防护措施)外照射防护措施A A 时间防护:缩短受照时间。时间防护:缩短受照时间。 B B 距离防护:延长人体到辐射源的距离,可减少其受距离防护:延长人体到辐射源的距离,可减少其受照剂量。机械手、长钳是运用距离防护的例子。照剂量。机械手、长钳是运用距离防护的例子。C C 屏蔽防护:在辐射源和人体之间放置一定厚度的可屏蔽防护:在辐射源和人体之间放置一定厚度的可吸收或减弱辐射强度的物质。吸收或减弱辐射强度的物质。 对于不同的射线,其屏蔽方法是不同的。对于不同的射线,其屏蔽方法是不同的。 对于对于射线和射线和X X射线,用原子序数较高的物质射线,用原子序数
21、较高的物质(例如铅)效果较好;对(例如铅)效果较好;对射线则先用低原子序数射线则先用低原子序数的材料(例如有机玻璃)阻挡的材料(例如有机玻璃)阻挡射线,再在其后面射线,再在其后面用高原子序数的物质阻挡激发的用高原子序数的物质阻挡激发的X X射线;对中子的射线;对中子的屏蔽可以使用富含氢原子的材料(例如水和石屏蔽可以使用富含氢原子的材料(例如水和石蜡);对蜡);对射线的屏蔽很容易,在体外,它基本射线的屏蔽很容易,在体外,它基本上不会对人体造成危害,但它的内照射危害特别上不会对人体造成危害,但它的内照射危害特别严重。严重。 对外照射进行防护时,应结合实际情况,将对外照射进行防护时,应结合实际情况,
22、将三种措施结合使用。三种措施结合使用。 除了以上三项措施外,在满足需要的情况下,除了以上三项措施外,在满足需要的情况下,尽量选用活度小、能量低、容易防护的辐射源,尽量选用活度小、能量低、容易防护的辐射源,也是十分重要的。也是十分重要的。 (2)内照射防护措施内照射防护措施q 内照射防护的内照射防护的目的目的: 减少放射性物质进入体内的可能性,如食减少放射性物质进入体内的可能性,如食入和吸入或皮肤表面的接触造成渗入。入和吸入或皮肤表面的接触造成渗入。q内照射的途径:内照射的途径: 食入、吸入和经过皮肤表面渗入。食入、吸入和经过皮肤表面渗入。q 防护内照射所采取的主要措施:防护内照射所采取的主要措
23、施:“包容包容” 在操作过程中,将放射性物质密闭在操作过程中,将放射性物质密闭起来,如手套箱等。起来,如手套箱等。 工作人员穿戴防护衣具,将自己包容,避工作人员穿戴防护衣具,将自己包容,避免放射性物质进入体内。免放射性物质进入体内。“隔离隔离” 将工作场所进行分级、分区管理。将工作场所进行分级、分区管理。“净化净化” 采用吸附、过滤、除尘、凝聚沉淀、采用吸附、过滤、除尘、凝聚沉淀、离子交换等方法,尽量降低空气、水中放射性物离子交换等方法,尽量降低空气、水中放射性物质浓度,降低物质表面放射性污染水平。质浓度,降低物质表面放射性污染水平。 “稀释稀释” 在合理控制下利用干净的空气或水将在合理控制下
24、利用干净的空气或水将放射性浓度降低到控制水平以下。放射性浓度降低到控制水平以下。 二、放射性同位素与射线装置在工农业二、放射性同位素与射线装置在工农业 上的应用上的应用 ( (一一) ) 放射性同位素在工农业上的应用放射性同位素在工农业上的应用 ( (二二) ) 射线装置在工农业上的应用射线装置在工农业上的应用(三)几种电离辐射装置、仪表的组成和原理(三)几种电离辐射装置、仪表的组成和原理 简介简介l 核设施、辐照中心、科研院校、医疗机构、核设施、辐照中心、科研院校、医疗机构、地质和煤田勘探与开采、石油开采与炼油、公路地质和煤田勘探与开采、石油开采与炼油、公路与桥梁建设、机械制造与安装,建材(
25、尤其是水与桥梁建设、机械制造与安装,建材(尤其是水泥厂)、纺织、卷烟、造船、电力、制药、育种、泥厂)、纺织、卷烟、造船、电力、制药、育种、造纸、冶金、仪表和钟表制造、电影制品、木材、造纸、冶金、仪表和钟表制造、电影制品、木材、塑料、面粉、饲料加工、电缆、荧光灯生产等。塑料、面粉、饲料加工、电缆、荧光灯生产等。l料位高度测量料位高度测量:主要采用:主要采用射线源,常见的源有射线源,常见的源有6060CoCo和和137137CsCs;对堆积密度小的物料(如泡沫塑料);对堆积密度小的物料(如泡沫塑料)或少量物料(如管中牙膏)的测量,用或少量物料(如管中牙膏)的测量,用射线源,射线源,典型的典型的射线
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