放射卫生学重点-第四章-辐射源的外照射防护讲解课件.ppt

1、第四章辐射源的外照射防护2023年2月14日14时03分2n第一节 密封源的种类及其泄漏检验n第二节 密封源在医疗照射中的应用n第三节 医疗照射中应用的辐照装置n第四节 医疗照射源外照射的防护措施n第五节 医疗放射源易发事故及其预防对策n第六节 航天飞行时的辐射防护第四章 辐射源的外照射防护2023年2月14日14时03分3几个概念n电离辐射：能够通过初级过程引起电离事件的带电粒子或不带电粒子，简称辐射。n电离事件：粒子与物质相互作用产生离子对或离子群的过程。n电离辐射源：通过发射辐射或释放放射性物质引起辐射照射的一切物质或实体，称为电离辐射源，简称源。n外照射：体外辐射源对人体的照射。202

2、3年2月14日14时03分4密 封 源辐 照 装 置辐 射 源非 密 封 源封 在 包 壳 里封 在 覆 盖 层X 射 线 机直 线 加 速 器6 0 Co 治 疗 机辐射源的分类2023年2月14日14时03分5第一节 密封源的种类及其泄漏检验n密封源的种类n辐射源n辐射源n低能光子源n辐射源n中子源2023年2月14日14时03分6辐射源n主要作为以下离子发生器的源n烟雾探测器n静电消除器n放射性避雷器n作为能谱分析的参考源 n作为放射性活度测量时刻读探测器的标准源2023年2月14日14时03分7辐射源n主要用作放射性活度的测量n能量响应刻度探测器探测时的参考源和工作源 n用作测量薄层物

3、质厚度的核子计源和色层分析仪的离子发生器的源 2023年2月14日14时03分8低能光子源n主要作为X射线荧光分析用源n薄层物质厚度计的核子用源n密度计的核子用源n刻度射线探测器用的标准源2023年2月14日14时03分9辐射源n主要作为核子计源n照相源n间质治疗源n腔内治疗源2023年2月14日14时03分10中子源n石油地质勘探、辐射育种、活化分析、湿度测量及科研的不同领域n中子探测器的刻度用源2023年2月14日14时03分11第二节 密封源在医疗照射中的应用n一、近距离治疗用的密封源（自学）n二、远距离治疗用的密封源n60Co源 n137Cs2023年2月14日14时03分1260Co

4、源n59Co源 60Co源(在核反应堆吸收热中子后)n60Co的半衰期为5.26年，核衰变释放 粒子和射线。n粒子以0.3mm铝片和0.1mm的银片可以完全吸收它。2023年2月14日14时03分1360Co源n60Co还释放出两条平均能量为1.25MeV的射线。n60Co源多呈球型，盛放在直径为1020mm、高为2025mm的双层不锈钢密封包壳内，贮存在由重金属材料作屏蔽的贮源器内。2023年2月14日14时03分14137Cs源n137Cs源是从乏燃料中提取的一种核裂变产物。其半衰期为30.0年，核衰变时释放出能量为0.51MeV和1.2MeV的两条射线。2023年2月14日14时03分1

5、5第三节 医疗照射中应用的辐照装置n一、医用放射诊断装置 n二、医用放射治疗装置 n三、临床放射职业人员的年受照射 剂量分布2023年2月14日14时03分16一、医用放射诊断装置n（一）X射线诊断机n（二）医用放射源诊断装置的技术进步2023年2月14日14时03分17（一）X射线诊断机n1.X射线的产生机制 n2.X射线机的基本结构及其重要参数n3.对X射线机的辐射安全防护要求 2023年2月14日14时03分181.X射线的产生机制n在下述两种情况下会产生X射线：n带电粒子被原子核库仑场偏转时，其矢量的加速度或速度矢量方向改变从而产生的能量辐射，称为轫致辐射，即X射线辐射；带电粒子是电子

6、时更是如此。n靶物质原子内壳层轨道电子被电离，外壳层轨道电子进入内壳层轨道来填补空位，其能量差以确定的能量释放出来的X射线，称为特征X射线。2023年2月14日14时03分192.X射线机的基本结构及其重要参数nX射线机的基本结构nX射线机是由X射线管、高压发生器、控制系统和辅助设备组成的。n作为X射线机“心脏”的X射线管都是高真空热阴极式X射线管。2023年2月14日14时03分20DG3310B C形臂X射线机 2023年2月14日14时03分21 DG5015 遥控透视X射线机 2023年2月14日14时03分22X射线管nX射线管按其用途不同分为n诊断n治疗管；n按诊断管靶面构成材料不

7、同分为n钨靶管n钼靶管。2023年2月14日14时03分23固定阳极X射线管2023年2月14日14时03分24管电流、管电压、高压电源n管电流：供阴极灯丝的电流 n管电压：施加于X射线管两极的电压n高压电源：一般有单相电源和三相电源两种2023年2月14日14时03分25国产X射线机n国产X射线机的容量有10mA、30mA、50mA、100mA、200mA、400mA、500mA、1000mA等。2023年2月14日14时03分26F52-8C 程控500mA遥控医用诊断x射线机 2023年2月14日14时03分27美国新型X光机2023年2月14日14时03分28X射线机的重要参数n总过滤

8、n管电流n峰值电压n半值厚度（HVT）2023年2月14日14时03分29总过滤nX射线管产生的X射线中有两种成分n轫致辐射（为主要成分）n特征X射线2023年2月14日14时03分30管电流nX射线产生的量（光子数）取决于管电流。n曝光时间与X射线的照射量成正比2023年2月14日14时03分31峰值电压n产生的X射线品质取决于管电压。2023年2月14日14时03分32半值厚度（HVT）n使用HVT时应当注意能谱分布特征和所需要的精确度。2023年2月14日14时03分333.对X射线机的辐射安全防护要求 n（1）对X射线诊断机的辐射安全防护要求 n（2）对X射线治疗机的辐射安全防护要求2

9、023年2月14日14时03分34（1）对X射线诊断机的辐射安全防护要求 n评价X射线管头组装体泄漏辐射时，在没有其他规定的条件下，只要离焦点1m处不大于100cm2 面积上或在距屏蔽罩5cm处的10cm2面积上测量泄漏辐射的平均值就可以了。n距焦点1m处测到的泄漏辐射空气吸收剂量率不应大于1mGyh-1。2023年2月14日14时03分35（2）对X射线治疗机的辐射安全防护要求n使用管电流大于50kV的X射线治疗机，应当安装有效的联锁装置，避免人员在X射线机工作时间进入治疗室。n对于管电压低于50kV的治疗机，在距屏蔽罩5cm处人和地方的空气吸收剂量率不应大于1mGyh-1；2023年2月1

10、4日14时03分36（2）对X射线治疗机的辐射安全防护要求n对于管电压为50100 kV的治疗机，距焦点1m处的空气吸收剂量不应大于1mGyh-1；n对于管电压为150500 kV的治疗机，在距其屏蔽和附属设备表面5cm处的10cm2面积上的空气吸收剂量率不应大于300 Gyh-1，距焦点1m处的100cm2面积上空气吸收剂量率不应大于10mGyh-1。2023年2月14日14时03分37（二）医用放射源诊断装置的技术进步n1.X射线诊断装置的技术进步 n2.医用放射性核素诊断装置的技术进步 2023年2月14日14时03分381.X射线诊断装置的技术进步n计算机断层摄影技术 1972年，英国

11、科学家GHHounsfied发明了被称为“Computed Tomography”的计算机断层摄影技术（简称X射线CT），并为此获得了1979年度的诺贝尔医学奖。n数字减影血管造影术（DSA）2023年2月14日14时03分392.医用放射性核素诊断装置的技术进步n核医学诊断疾病所用的放射性核素有以下四个来源n通过回旋加速器生产n通过核反应堆中子辐照生产n由核裂变产物中提取n借助同位素发生器生产2023年2月14日14时03分402.医用放射性核素诊断装置的技术进步n单光子发射型计算机断层扫描仪，（single photo emission computed tomography，SPECT）

12、显像需要一个环形探头阵列扫描系统。n断层扫描技术是正电子发射型计算机断层扫描技术(positron emission tomography，PET)是基于同时探测正电子湮没产生的511keV的光子对，常用的是有生物学意义的短半衰期放射性核素15O、11C、18F、13N。2023年2月14日14时03分41二、医用放射治疗装置 n（一）远距离60Co治疗机n（二）电子直线加速器2023年2月14日14时03分42（一）远距离60Co治疗机n1.60Co治疗机的基本构成n2.对60Co治疗机的辐射安全防护要求n3.对60Co治疗室的安全防护要求2023年2月14日14时03分431.60Co治疗

13、机的基本构成n机头n机架n平衡锤n准直器n治疗床n控制台n其他附属设备2023年2月14日14时03分442.对60Co治疗机的辐射安全防护要求n1、60Co治疗机负载活度不应当小于37TBq(1000Ci)；n2、距离1m处空气吸收剂量率实测值与标称值之间的相对偏差应当小于10；n3、照射野内有用射线束空气吸收剂量率的不对称性应当小于5；n4、计时器的计时偏差不应当大于1；n5、治疗机同心位置的距离偏差不应当大于4mm；n6、中心轴指示器中心位置的距离偏差不应当大于2mm；n7、修整后的半影宽度应当小于10mm；2023年2月14日14时03分452.对60Co治疗机的辐射安全防护要求n8、

14、灯光野边界线与照射野边界线之间的距离不应当大于3mm；n9、源皮距指示器位置偏差不应当大于3mm，源皮距不应当小于60mm；n10、距离治疗机头的表面5cm处任何一点的空气吸收剂量率不应当大于200Gyh-1；距离机头表面1m处任何一点的空气吸收剂量率的平均值不应当大于10Gyh-1，最大剂量率不应当大于50Gyh-1；2023年2月14日14时03分462.对60Co治疗机的辐射安全防护要求n11、对于负载活度小于185TBq的60Co治疗机，距离治疗机头1m的泄漏辐射空气吸收剂量率不能大于距有用射束1m处空气吸收剂量率的0.1；对于负载活度大于185TBq的60Co治疗机，上述距离处机头泄

15、漏辐射空气吸收剂量率不应当大于同等距离处有用射束空气吸收剂量率的0.05；n12、60Co治疗机准直器对有用射束的透射率不应当大于2；2023年2月14日14时03分472.对60Co治疗机的辐射安全防护要求n13、治疗机平衡锤对有用射束的透射率不应当大于0.01；平衡锤是旋转治疗机上的一个部件，当治疗机旋转时它起平衡机头重力作用，还有屏蔽射线的作用；n14、因60Co机贮源器泄漏而致治疗机机头受污染时，污染水平应当小于307BqCm-2;n15、60Co源在治疗机内的气动传输和回源系统应当保证给其以足够的气体压力，以确保贮源器在一个工作日内的100次传输源过程中不会发生卡源或中途驻源事件；2

16、023年2月14日14时03分482.对60Co治疗机的辐射安全防护要求n16、应当确保60Co治疗机头和准直器在任何需要的位置上都能锁紧，还应当配备避免治疗机头压迫患者躯体的防护设施；n17、当电源失去或因其他以外事件而中断治疗时，应当通过手动设施迫使60Co回到贮源器中；n18、需配置测量有用射束剂量的辐射剂量探测系统，这个系统应当与源位控制系统联锁；n19、60Co机供应商必须在随机所附的说明书中给出百分深度剂量分布图解资料。2023年2月14日14时03分493.对60Co治疗室的安全防护要求n1、治疗室在选址时应考虑到能确保环境的辐射安全；n2、治疗室与控制室应分开设置，治疗室的面积

17、不应小于30m2,室内高度不应低于3.5m；n3、治疗室屏蔽墙厚度应满足屏蔽防护要求，不能忽视对屋顶的屏蔽防护；n4、进出治疗室的通道应设计成迷宫式，出门口的上方配置灯光和音响警示信号，出入口处的门应与源位控制开关联锁；2023年2月14日14时03分503.对60Co治疗室的安全防护要求n5、治疗室不宜设窗。当治疗室室址远离非放射性工作场所30m以上时，可以考虑在单独建造的单层治疗室的屋顶设窗，但窗的面积不宜大于1m2。尽管如此，也不能忽视射线进入室外空气中的散射辐射，应当通过实际测量确定散射辐射最大剂量率距治疗室的距离和方位；n6、在治疗室内应当配置便于与患者联系的对讲机和电视监护系统，电

18、视摄像器的置放位置要科学的选择，因摄像器受辐射照射时间长了会改变颜色，影响影像质量；2023年2月14日14时03分513.对60Co治疗室的安全防护要求n7、治疗室的观察窗应当以合适的铅玻璃等透明材料屏蔽，其屏蔽效果应当与同侧的屏蔽墙等效；n8、控制台上的显示器应当和治疗机头上的源位显示器同步显示源是在工作状态还是处在贮源器内；n9、治疗室应当有良好的通风换气条件，每小时的通风换气次数为34次。2023年2月14日14时03分52（二）电子直线加速器n1、电子直线加速器的工作原理n2、电子直线加速器的主要系统及其功能n3、电子直线加速器运行中产生的辐射n4、对电子直线加速器的辐射安全防护要求

19、n5、对治疗室的安全防护要求n6、对安全操作的基本要求n7、对辐射剂量和参数检验的要求 2023年2月14日14时03分53（二）电子直线加速器n电子直线加速器的种类n按被加速粒子的能量不同，可分为高能粒子加速器（GeV级）、中能粒子加速器（2000Mev以上）和低能粒子加速器（50GeV以下）；n按被加速粒子加速轨道的不同，可分为直线加速器和回旋加速器。2023年2月14日14时03分54（二）电子直线加速器n临床放射治疗用的电子直线加速器或电子感应加速器，属于低能粒子加速器。n电子直线加速器属直线加速器，电子感应加速器属回旋加速器。2023年2月14日14时03分551、电子直线加速器的工

20、作原理n粒子加速器的种类虽然很多，但是大多数粒子加速器的基本原理是通过电磁场使带电粒子获得高能量。2023年2月14日14时03分562、电子直线加速器的主要系统及其功能n1、注入系统：包括电子枪、预聚焦线圈和导向线圈等。n2、微波传输系统：包括磁控管、传输及测量微波的各种波导元件、输入和输出耦合器、吸收负载等。n3、加速系统：由加速管和聚焦线圈等部件组成。2023年2月14日14时03分572、电子直线加速器的主要系统及其功能n4、真空系统：有钛泵、真空闸门、真空管道和预抽真空机组成。n5、脉冲调制器：它能产生具有一定波形要求和一定频率要求的脉冲高电压，这种脉冲高电压作为脉冲电源供磁控管和电

21、子枪用。2023年2月14日14时03分582、电子直线加速器的主要系统及其功能n6、恒温冷却系统：系统的功能是带走加速器、聚焦线圈、磁控管、偏转磁铁、微波吸收负载和产生X射线靶等部件在运行时产生的热能，并对磁控管、加速管和稳频系统得谐振腔等部件施以恒温控制。n7、引出系统：包括偏转磁铁和照射头。2023年2月14日14时03分592、电子直线加速器的主要系统及其功能n8、电源和控制系统：包括交流电源和直流电源、频率自动控制、剂量率自动控制、均整自动控制、联锁装置和故障警示系统等，以确保安全运行和治疗安全。n9、其他设备：诸如转动机架、治疗床、手动开关和监护电视及对讲监护设施等。2023年2月

22、14日14时03分603、电子直线加速器运行中产生的辐射n初级辐射n次级辐射n感生放射性核素释放的、射线n微波辐射n其他有害因素（O3）的安全考虑2023年2月14日14时03分614、对电子直线加速器的辐射安全防护要求n（1）加速器的辐射安全设计、电气安全、机械安全和测试检验等都应当符合GB9706.5的基本要求。n（2）防止对患者超剂量照射的防护要求n（3）对有用射束内杂散辐射的限制2023年2月14日14时03分625、对治疗室的安全防护要求n确保周围环境的辐射安全。n墙壁和天棚按主屏蔽要求设计，其余墙壁按散射辐射屏蔽要求设计。n贯穿屏蔽墙体的导线管道不能影响该屏蔽墙体的总体屏蔽效能。2

23、023年2月14日14时03分635、对治疗室的安全防护要求n电子标称能量大于10MeV的加速器时，治疗室的屏蔽设计中必须考虑对中子辐射的屏蔽问题。n治疗室应当有足够的使用面积；出入治疗室的通道应当是迷宫式；n治疗室外防护门的上方配制辐射危险灯光警示信号；2023年2月14日14时03分646、对安全操作的基本要求n应当配制便携式辐射剂量率探测仪、水箱等剂量测量备件、扫描仪和模拟定位机等设备。n合格的放射治疗医生、物理师和操作人员n应当制定出书面的安全操作规范2023年2月14日14时03分656、对安全操作的基本要求n在治疗中，操作人员不可以擅自离开岗位，要密切观察患者的反应n在治疗中，不能

24、允许患者的陪护人与患者一起接受治疗性照射n在治疗中，出现意外情况时立即终止照射，把患者移到照射野以外，并估算出患者是否受到了超过预选剂量值的照射。2023年2月14日14时03分667、对辐射剂量和参数检验的要求 n对工作场所和周围环境的照射水平每年测量一次；工作人员应当接受照射个人累积剂量监测。n对所有安全连锁系统每月检验一次，妥善进行维护。n对加速器自身固有的照射剂量测量系统每周刻度（标定）一次。n对均整器，百分刻度剂量的准确度每半年检验一次。n每次的辐射剂量测量结果和对参数的检验结果都要详细纪录、存档。2023年2月14日14时03分67三、临床放射职业人员的年受照射剂量分布n我国、英国

25、和法国的临床各类职业照射人员受辐射源外照射的年剂量分布，见表4.10。2023年2月14日14时03分68第四节 医疗照射源外照射的防护措施n工作场所的区域划分n减少医用照射源对人体外照射剂量的三项措施 n屏蔽防护原理n辐射源外照射剂量率的估算n屏蔽体厚度的估算一二控制区监督区工作场所的区域划分2023年2月14日14时03分70控制区n在安全管理方面应当按GB18871中的规定，将工作场所区划为控制区和监督区。n在控制区进出口处和控制区内相应位置设立醒目的标准辐射危险警示标志。2023年2月14日14时03分71监督区n可以将未被指定为控制区的区域指定为监督区。n在考虑到监督区辐射危害的性质

26、和范围之后，必须做到以下三点：n 采取适当方法划定监督区边界；n（2）在监督区出入口处适当位置设立辐射危害警示标志；n（3）定期审查该区域的工作条件，以确定是否需要采取防护措施和作出安全规定，或更改监督区边界。2023年2月14日14时03分72二、减少医用照射源对人体外照射剂量的三项措施 n减少人体外照射剂量的技术措施包括n时间防护n距离防护n屏蔽防护。n这三项技术措施通常被称为外照射防护原则。2023年2月14日14时03分73时间防护n缩短操作时间以减少外照射剂量的防护措施，称为时间防护。2023年2月14日14时03分74距离防护n人员受到的外照射剂量与其离开放射源的距离的平方成反比。

27、依据这种规律减少外照射剂量率的防护措施，称为距离防护。2023年2月14日14时03分75距离防护nD1/D2=r22/r12 ，D1r12=D2r22，称为“平方反比定律”n例如，离开源Xm处的剂量率如下n1m处为400Svh-1n2m处为100Svh-1n10m处为4Svh-1n20m处为1Svh-12023年2月14日14时03分76例：手工操作一个钴60源（活度为1居里）n人体与源的距离 0.5m 1.5m（1m长的柄）n躯干处的照射量率 5.3R/h 0.6R/h n操作10分钟受照剂量当量 8mSv 0.9mSv 2023年2月14日14时03分77屏蔽防护的概念n在人体与外照射源

28、之间设置的能减弱剂量率的实体屏障，称为屏障体。利用屏蔽体减少人员受外照射剂量的防护措施，称为屏蔽防护。2023年2月14日14时03分78如何进行屏蔽防护1.屏蔽材料的选用因辐射类型、辐射能量和源的活度不同而异。2.对于光子和X射线常用原子序数高的材料作屏蔽体。例如，用贫化铀、铅、铸铁、混凝土或砖，以及用含合适铅当量的复合材料作屏蔽体；3.在某些情况下还用无离子水作为辐射源的屏蔽体。4.对于中子，常用含硼的聚乙烯板或石蜡层或水等原子序数底的材料作屏蔽体。5.对于高能粒子采用铝或有机玻璃板等低原子序数的材料作屏蔽体，可以减少轫致辐射的产额。2023年2月14日14时03分79屏蔽防护的类型n屏蔽

29、类型包括整体屏蔽、分离屏蔽、阴影屏蔽和局部屏蔽。n整体屏蔽就是完全包围辐射源的屏蔽；n分离屏蔽是一次屏蔽包围最强的辐射源；n阴影屏蔽建立在辐射源于被防护区域之间，它的大小限于屏蔽“所投向”的“阴影”；n局部屏蔽是为限制工作人员进入的区域所采用的减弱屏蔽。2023年2月14日14时03分80屏蔽体的样式n屏蔽体的样式可分为可移动屏蔽体和不可移动屏蔽体。n可移动屏蔽体包括：贮源容器、手套箱、企口铅砖和合适铅当量的橡胶围裙、橡胶手套、橡胶背心、橡胶围颈、橡胶三角裤，以及合适铅当量的玻璃屏风和玻璃眼镜等。n固定屏蔽体包括：屏蔽墙、屏蔽地板、屏蔽天棚、屏蔽门和屏蔽玻璃观察窗等。2023年2月14日14时

30、03分81屏蔽防护的计算屏蔽防护的计算n和和射线的屏蔽方法及计算射线的屏蔽方法及计算nX X、射线屏蔽厚度的计算射线屏蔽厚度的计算2023年2月14日14时03分82和和射线的屏蔽方法及计算射线的屏蔽方法及计算粒子的屏蔽方法及计算 由放射性核素放出的粒子，能量在3.98Mev（232Th，钍）到8.08Mev（Po，钋）之间，一般无外照射，但需注意内照射问题。2023年2月14日14时03分83射线的特点 其穿透能力：,防护较容易,射线防护所需的屏蔽厚度，一般需大于其在物质中的最大射程R。射线与物质作用的一个重要特点是产生韧致辐射，其强度与粒子能量，屏蔽材料的有效原子系数有关。射线屏蔽厚度常见

31、的计算方法有两种：经验/公式法查表法2023年2月14日14时03分85经验/公式法计算射线屏蔽厚度n当E=0.83Mev时，公式nR=n当E=0.150.8Mev时，公式nR=nR：射线在材料中的最大射程（cm）nE：射线的最大能量(Mev)n：屏蔽材料密度(g/cm3)133.0542.0E38.1407.0E2023年2月14日14时03分86X X、射线屏蔽厚度的计算射线屏蔽厚度的计算 n主要有两种方法：n1.公式法（少用）n2.实际工作中多用查表（曲线）法 2023年2月14日14时03分87计算屏蔽厚度的实例n例：一个100克镭当量的钴-60辐射源，要求距放射源1米处的照射量率为1

32、.65毫伦/小时。要用铅作屏蔽材料，设计一个容器，问容器壁厚应该多少厘米？2023年2月14日14时03分88解 100克镭当量的钴-60相当于（C）居里0.825是1克镭在一米远处的照射量率（伦琴/小时）1.32是钴-60的值（为放射性核素的照射率常数，其单位为伦琴米2/小时居里）对钴-60而言，1居里相当于1.6克镭当量故上面的100克镭当量也可以用下式换算成居里。)(5.6232.1100825.0CXC克镭当量居里克镭当量居里1001.61X居里克镭当量居里克镭当量62.51.61100XX2023年2月14日14时03分89第五节 医疗放射源易发事故及其预防对策n易发事故及其发生率n

33、事故原因分析n事故预防对策2023年2月14日14时03分90易发事故及其发生率n密封源丢失和源泄漏事故（60%）n人员受到过量照射2023年2月14日14时03分91事故原因分析1.辐射安全管理制度不健全2.违章操作3.安全连锁装置功能故障4.辐照装置传输源的机械系统故障 2023年2月14日14时03分92三、事故预防对策 n（一）建立、健全辐射安全管理制度n（二）操作人员接受岗前培训n（三）定期检验和维护安全联锁装置的功能n(四)调试和检查直线加速器时应注意安全防护n（五）确保辐射警示系统功能正常可靠2023年2月14日14时03分93第六节 航天飞行时的辐射防护n宇宙辐射防护的特点n宇

34、宙空间的主要辐射危险源n航天飞行的辐射安全2023年2月14日14时03分94（一）宇宙辐射防护的特点n宇宙辐射成分复杂、能谱宽n宇宙辐射带电粒子的时空通量密度不同n航天员身体的受照剂量不均匀n屏蔽样式不同2023年2月14日14时03分95宇宙辐射成分复杂、能谱宽n在地面条件下操作核技术装置的人员受到外照射往往来自中性粒子，即中子或光子，而在宇宙空间里主要是带电粒子，即质子、电子和粒子、锂及铍等原子核的外照射。2023年2月14日14时03分96（二）宇宙辐射带电粒子的时空通量密度不同n在宇宙空间里，带电粒子在空间和时间上的通量密度变化强烈。地球辐射带中的带电粒子也是如此。2023年2月14

35、日14时03分97（三）航天员身体的受照剂量不均匀n由于宇宙辐射通量密度的时空变化强烈，导致飞船船舱内辐射水平不均匀并随时间而变化，所以航天员身体受到了空间分布不均匀的吸收剂量。2023年2月14日14时03分98（四）屏蔽样式不同n在航天飞行条件下排除了距离防护和时间防护的可能性，只能采取屏蔽防护。n在飞船屏蔽设计中既要考虑到飞行轨道上的宇宙辐射，又要考虑到太阳粒子事件伴随的附加质子辐射，还要考虑飞船的重量不要太重，最终目的就是确保航天员的辐射安全。2023年2月14日14时03分99二、宇宙空间的主要辐射危险源n地球辐射带n太阳粒子辐射n银河系宇宙辐射2023年2月14日14时03分100

36、地球辐射带n在近地球轨道飞行时，主要的辐射危险源是被地球场捕俘的宇宙辐射中的质子和电子流等带电粒子。这个辐射带由内、外两个辐射带组成，在距地球赤道2.8倍地球半径范围以内的辐射带，称为内辐射带；在距地球赤道2.8倍半径范围以外的辐射带，称为外辐射带。2023年2月14日14时03分101地球辐射带n当沿着与地球辐射带相交的轨道飞行时，飞船将通过具有不同入射通量密度、不同能谱和不同角分布的质子流区域。n地球辐射带的电子空间分布有两个明显的峰值。第一个峰值在内辐射带，第二个峰值在外辐射带。2023年2月14日14时03分102太阳粒子辐射n太阳粒子事件伴随的高能粒子流辐射可能对航天飞行构成很大的辐

37、射危险。太阳粒子辐射主要成分是质子和氮原子核，它们的注量比值为1100，较重原子核占的比例不超过0.1%。2023年2月14日14时03分103银河系宇宙辐射n在超新星爆炸时会产生银河系宇宙辐射。银河系宇宙辐射带电粒子的能谱形状相似，能谱最大值为200300MeV。2023年2月14日14时03分104三、航天飞行的辐射安全n航天飞行的辐射安全准则n航天飞机辐射屏障计算基础2023年2月14日14时03分105航天飞行的辐射安全准则n辐射安全准则包括：n对航天飞行器、航天员和对防止一切辐射因素综合作用的飞行保障措施的综合特性的准则；n设计和制造载人飞船的各个阶段和飞行中及飞行任务完成后应采取的旨在保障航天员辐射安全的各种工程技术准则，以及医学措施与处置办法的准则；n确定额定辐射水平。2023年2月14日14时03分106航天飞行的辐射安全准则n需要注意的是：在任何情况下在人航天飞船的辐射安全可靠度不能低于99%。例如，飞行时间为1年，超过额定辐射水平（1.5Sv）的风险概率不应超过1%。2023年2月14日14时03分107航天飞机辐射屏障计算基础n由于太阳粒子事件伴随的高能质子、银河系宇宙辐射的带电粒子、地球辐射带的带电粒子和反应堆的中子与辐射将作用于载人航天飞船，所以载人飞船必须设置的由宇宙辐射屏蔽体和由反应堆屏蔽体构成的复合屏蔽体。谢谢！