电离辐射安全与防护基础知识课件.ppt
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1、电离辐射安全与防护基础知识电离辐射安全与防护基础知识“事实上,在人类身体里就可以找到天然放射性核素。我们的身体平均每分钟要经历几十万次的核衰变。”诺贝尔奖获得者西博格勿需害怕辐射,然而必须小心!一、辐射基础知识辐射基础知识1 1、放射性的基本概念 放射性:放射性:放射性是原子核自发地放出、等各种射线的现象。能自发地放射出各种射线的核素为放射性核素。放射性核素。放射性物质与辐射的关系放射性物质与辐射的关系辐射辐射放射性放射性物质物质半衰期:半衰期:在放射性衰变过程中,放射性核素数量数量降至原来的一半时一半时所需的时间。用T1/2表示。例如:已知Co-60的半衰期是5.6年,2019年1月1日购买
2、的一枚Co-60源活度为10Ci,则该放射源在经过5.6年后它的活度为 5 Ci 常用的辐射量与单位常用的辐射量与单位 放射性活度(放射性活度(A):一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数称为它的放射性活度(或者叫衰变率)。放射性活度的国际单位为贝可(Bq)。它的定义是1Bq=1s-1,即放射源每秒产生一次衰变为1贝可。它与以前的放射性活度单位居里(Ci)的关系为:1Ci=3.71010Bq 吸收剂量(D):电离辐射授予单位质量物质的平均能量。它的单位为戈瑞(Gy)。吸收剂量率:指单位时间(t)内的吸收剂量。国际单位为戈瑞/秒(Gy/s)。1 Gy/s103mGy/s106Gy/s109nG
3、y/s.D当量剂量(HT):ICRP(国际辐射防护委员会)在60号出版物中给出了新的辐射防护量:HT=WRDTR 式中:DT.R 是某组织或器官中的平均吸收剂量;WR 是辐射权重因子。单位:希伏特(Sievert),符号Sv。下表给出了辐射权重因子的值。各种射线的辐射权重因子,WR辐射类型和能量范围辐射权重因子,WR光子所有能量1电子和子所有能量1能量20MeV5质子能量2MeV5粒子,裂变碎片,重核20有效剂量有效剂量(E):即原来的有效剂量当量。有效剂量当量。E=WTHT 式中:WT 为组织T的权重因子;HT 为组织或器官T的当量剂量。单位:希伏特(Sievert),符号Sv。下表给出了组
4、织T的权重因子。组织权重因子组织权重因子wT器官或组织组织权重因子WT器官或组织组织权重因子WT性腺0.20肝0.05红骨髓0.12食道0.05结肠0.12甲状腺0.05肺0.12皮肤0.01胃0.12骨表面0.01膀胱0.05其余器官0.05乳腺0.05 全身1 吸收剂量(吸收剂量(D D)与)与有效剂量有效剂量(E)(E)的换算系数的换算系数UNSCEAR(联合国原子辐射效应科学委员会)报告推荐,吸收剂量(D)与有效剂量(E)的换算系数取0.7,即有效剂量(E)吸收剂量(D)0.7 Sv/Gy外照射人均年有效剂量当量按UNSCEAR-1982年报告附件B第32节中的公式计算:HE.r=Dr
5、 T0.710-6(mSv).(1)其中:HE.r:辐射外照射人均年有效剂量当量(单位:mSv)Dr:辐射剂量率(单位:nGy/h)T:年工作时间(单位:h;250天8小时)0.7:剂量转换因子(Sv/Gy)12、辐 射辐射辐射是粒子、光子通过空间传播能量的方式。辐射无色、无味、看不见、摸不着,它无处不在、无时不在。辐射分类:辐射分类:辐射电离辐射(辐射能量10eV)非电离辐射(辐射能量10eV)电磁辐射 光辐射 紫外辐射 辐射源:辐射源:指可以通过发射电离辐射或释放放射性物质而引起辐射照射的一切物质或实体。例如用于食品辐照保鲜的辐照消毒装置,用于放射诊断的X射线机,以及核电厂等。电离辐射标志
6、与电离辐射警告标志电离辐射标志与电离辐射警告标志 电离辐射标志 电离辐射警告标志原子能的大小 一座100万千瓦的火电厂,每年要烧掉约330万吨煤,而同样容量的核电站一年只用30吨燃料。秦山一期核电站秦山一期核电站300MW于于1991年年12月月15日并网发电日并网发电辐射无时不在,无处不在辐射无时不在,无处不在到处都有到处都有辐射?辐射?3 3、辐射的来源全球平均接受的辐射剂量约2.8mSv/年。其中:1、天然辐射:约2.4mSv/年,天然辐射是人类的主要辐射来源,主要包括宇宙射线、宇生核素和原生核素。其中氡及其子体是最大的天然辐射照射,每年约1.25mSv,形式主要是内照射。4、人体受到照
7、射的辐射来源及其水平室内氡的来源室内氡的来源 2、人工辐射:约0.4 mSv/年,医疗辐射是最大的人工辐射来源;各种人工放射性核素中大约80用于医学目的。另外,在人工辐射中,来自大气层核试验和切尔诺贝利事故引起的放射性沉降物约 0.007 mSv/年;来自核电站排放约 0.002 mSv/年。根据UNSCEAR 2000年报告类 型剂量水平(mSv/a)看电视每天2小时0.01夜光表0.02乘飞机2000km0.005眼镜(局部)0.010.04家用天然气(局部)0.060.09假牙(局部)0.001吸烟每天20支(“钋弹”)0.51.0诊断X射线人均年有效剂量0.3CT人均单次年有效剂量8.
8、6火力发电厂带来的照射0.005核电站附近0.001-0.02核设施附近0.001-0.2人类生活方式对辐射水平的影响人类生活方式对辐射水平的影响我国我国19852000期间职业照射的期间职业照射的个人剂量监测情况个人剂量监测情况资料来源:卫生部卫生法制与监督司,1985年至2000年全国卫生监督工作情况通报。年份省区市数监测人数/万人平均监测率/集体年有效剂量/人.Sv 人均年有效剂量/mSv198560.223.51.601990213.51968.11.942019295.22877.41.502000319.4571041.105、电离辐射对人体的照射方式 外照射是体外辐射源对人体造成
9、的照射。外照射主要来源于x、中子等射线。内照射是指进入体内的放射性核素对人体造成的照射。人体摄入放射性核素的途径有吸入、食入、通过皮肤、毛孔或伤口吸收进入,以及医疗诊治等。6、辐射对人体的照射途径7、射线对人体的作用(辐射生物效应)根据目前的认识,大致可分为两类有益的:l人类生存条件之一;l天然辐射提高免疫力、刺激作用。有害的:大剂量照射时,可能得各种放射病(白血病等);小剂量照射时,有三个大家关心的问题:遗传、致癌、寿命。根据目前所掌握的知识来看,这些影响可忽略,可被接受。u射线对人体作用时,有三种生化指标可能会发生变化:白血球、血小板、染色体。8、放射性的危害、放射性的危害生物的结构和功能
10、生物体组织细胞染色体DNA遗传信息作用机制分子水平分子水平细胞死亡细胞死亡细胞变异细胞变异体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞功能障碍功能障碍不孕不孕肿瘤肿瘤遗传效应遗传效应确定性效应确定性效应多细胞死亡导致多细胞死亡导致随机性效应随机性效应单一细胞变异导致单一细胞变异导致DNA损伤损伤细胞水平细胞水平临床症状临床症状效应效应生物效应产生的过程和机理个体不同发育阶段的辐射敏感性个体不同发育阶段的辐射敏感性个体出生前,个体出生前,辐射敏感性最强,随着个体发育过程的推进,其对辐射的敏感性会逐渐降低。个体出生后,个体出生后,幼年的辐射敏感性要比成年时高,而老年时由于机体各种功能的
11、衰退,其对辐射的耐受力则又明显低于成年期。即胚胎幼儿、儿童成年人老年人确定性效应和随机性效应确定性效应和随机性效应确定性效应是指辐射效应的严重程度取决于所受剂量的大小的效应。确定性效应的发生有剂量阈值,剂量一旦大于该阈值,人体必然要产生辐射损伤,且其严重程度与剂量大小有关。确定性效应的临床表现是各种放射病乃至死亡。因此在辐射防护中必须要防止发生确定性效应。随机性效应是指辐射效应的发生几率(而非其严重程度)与剂量相关的效应。随机性效应不存在剂量阈值,任何大小的辐射都可导致随机效应。随机性效应有两大类,第一类是致癌效应,第二类是遗传效应。因此应避免一切不必要的辐射照射。急性照射剂量 (Gy)效 应
12、0.25无可检出的临床症状0.250.5可引起血象变化,但无严重损害。0.52血液发生轻微变化,随后可以恢复,可能出现头晕症状,不大可能出现严重的效应。23第一天出现头晕和呕吐的症状,两个星期的潜伏期后,出现身体不适、食欲不振、腹泻、体重下降的症状,有可能在26周内死亡,但大多数身体健康者能够恢复。36几个小时内出现头晕、呕吐和腹泻,潜伏期很短,随后出现食欲不振、体乏、出血、体重降低、皮肤出斑、腹泻、咽喉发炎等症状,可能在头几周内有死亡,其中超过3.5Gy以上者的最终死亡率为50。6几个小时内出现头晕、呕吐和腹泻,潜伏期很短,一周内出现出血、皮肤出斑、腹泻、咽喉发炎、发烧等症状,体重迅速下降,
13、第二周内就可能死亡,最终死亡率100。辐射急性全身照射可能产生的影响辐射急性全身照射可能产生的影响常用放射性核素毒性分组表常用放射性核素毒性分组表极毒组210Po、226Ra、233U、234U、238Pu、239Pu、241241Am、242Cm、252Cf高毒组32Si、6060Co、90Sr、144Ce、152Eu、192mIr、210210Pb、210Bi、237Np中毒组22Na、32P、35S(无机)、45Ca、55Fe、57Co、63Ni、65Zn、67Ga、89Sr、90Y、99Mo、124Sb、125125I、131131I、137137Cs、133Ba、147Pm、153S
14、m、192Ir、198Au、204Tl、214Pb、214Bi、U天然气态核素:14C、125I、131I 低毒组18F、40K、99mTc、115In、129I、232Th、235U、238U气态核素:3H(元素)、3H(氚水)、35SO2、41Ar、85Kr、133Xe 放射性污染放射性污染放射性污染: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国家标准的放射性物质或者射线。放射性废物:含有放射性核素或被放射性核素所污染,其浓度或比活度大于审管机构确定的清洁解控水平,预期不会再被利用的废弃物。lGB14500-2019放射性废物管理规定 放射性污染与非放射性污染的异同放
15、射性污染与非放射性污染的异同 放射性污染最主要的特点:看不见、听不到、闻不到、摸不着、感觉不到,只能依靠仪器监测到。其危害程度比非放射性污染要大,主要体现在:放射性物质的毒性大;不能自然降解,有些反而易被浓集,难以治理;持续时间长,有的半衰期同地球的寿命相当;公众心理影响较大。共同点:同其它污染物一样,放射性可以当作众多环境污染因素中的一个因子。放射性与非放射性有毒化学物质的毒性比较放射性与非放射性有毒化学物质的毒性比较 总体上说,放射性要比化学物质的毒性大。一般来讲化学毒物多表现为急性,放射性的影响多表现为慢性。放射性的毒性比工业中最普通的毒物(氯气)要高出31062109倍。氰化钾(KCN
16、)是剧毒物质,对小鼠的半致死剂量为15mg/kg(体重),而Pu-239对小鼠的半致死剂量为0.82mg/kg(体重),即Pu-239的毒性是氰化钾的约18倍。孕妇工作的条件孕妇工作的条件(GB18871-2019GB18871-2019)4.10 4.10 已从事放射工作的孕妇、已从事放射工作的孕妇、授乳妇不应在甲种工作条件下工作,妊娠六个月内授乳妇不应在甲种工作条件下工作,妊娠六个月内不应接触射线。不应接触射线。女性工作人员发觉自己怀孕后要及时通知用人单位,以便必要时改善其工作条件。孕妇和授乳妇女应避免受到内照射。用人单位有责任改善怀孕女性工作人员的工作条件,以保证为胚胎和胎儿提供与公众成
17、员相同的防护水平。未孕妇女的职业照射控制与男人相同。辐射组 成质 量电 荷速 度 2 2 质子质子2 2 中子中子相对较重相对较重2 2慢慢 电子电子相对较轻相对较轻1 1 3 310108 8 m/s m/sn n中子中子中等中等不带电不带电不定不定P P质子质子中等中等1 1不定不定 高能光子高能光子极小极小不带电不带电3 310108 8 m/s m/sX X高能光子高能光子极小极小不带电不带电3 310108 8 m/sm/s9、常见的电离辐射 中中子子 纸纸张张 铝铝板板 铅铅板板 水水泥泥 10、射线的穿透能力、射线的穿透能力二、辐射源安全二、辐射源安全1 1、事故举例、事故举例丢
18、失探伤机放射源丢失探伤机放射源受照事故受照事故2019.9.22019.9.2事故经过事故经过 2019年9月2日凌晨,某施工队在探伤检测后,放射源(192Ir)从仪器中掉出,遗留在工地上。一工作人员在第二天上班时,发现放射源并拾起,双手来回玩耍、观看约20分钟,然后放入右裤兜;2小时后放入工具箱内,并在工具箱边吃饭、休息,下午下班洗澡时,发现右大腿有22cm的充血性红斑。当晚入院治疗。受照剂量受照剂量全身剂量:全身剂量:1.0Gy0.5局部剂量:右大腿皮肤局部剂量:右大腿皮肤 100Gy 右大腿骨中心右大腿骨中心 8Gy 左大腿左大腿 1015Gy 手部手部 1020Gy 胸部胸部 1015
19、Gy事故后果事故后果1、严重的确定性效应 死亡,失去肢体,红斑红疹2、增加随机性危险 致死亡性癌症3、环境污染4、社会及经济后果+1d+1d+2d+2d+4d+4d+5d+5d+9d+9d+20d+20d+39d+39d+27d+27d+27d+27d+2d+2d+5d+5d+15d+15d+22d+22d+39d+39d2 2、事故原因、事故原因1、监管体系没有或者不足行政审批监督检查实施2、安全文化没有或不足企业管理质量控制培训和工作人员的资格考查事故事故不使用测量仪表设备故障不遵循安全程序审管控制缺乏或不足缺少安全大纲缺少或培训不足事故原因事故原因(续)(续)事故事故监管控制缺乏或不足事
20、故原因事故原因(续续)监管机构的不足:批准程序不到位;缺乏现场监督检查;缺乏监督检查后续行动。事故事故培训不到位或缺乏培训事故原因事故原因(续)(续)缺乏培训和再培训导致:工作人员不合格和缺乏指导;应急程序不完善或不掌握。事故事故缺乏辐射安全大纲事故原因事故原因(续续)没有辐射安全大纲:管理不足 缺乏安全文化事故事故不遵循安全程序事故原因事故原因(续续)不遵循安全程序:缺乏安全文化 监督不够 培训不够事故事故设备故障事故原因事故原因(续续)设备故障表明:未达到制造商推荐的维护要求;设备利用不当;设备超期使用。事故事故不使用测量仪事故原因事故原因(续续)不使用测量仪表明:仪表不足和/或功能不满足
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