1、电离辐射防护与安全基础知识,辐射基本知识环境中放射性来源与水平电离辐射剂量基础电离辐射防护电离辐射监测,第一章 辐射基本知识,要求:掌握常见的核辐射概念 原子组成、 核组成、放射性、衰变、半衰期、活度、辐射源等了解原子核基本性质 大小、质量、密度、结合能、核反应等,I 原子与原子结构,物质由分子组成分子由原子组成原子由原子核和核外电子组成 原子核由中子和质子组成,原子结构,原子由原子核和核外电子组成. 原子中的全部正电荷和绝大部分质量(99.9%) 都集中在其中心的一个很小区域内, 此即原子核.,II 原子核性质,质子 带一个单位的正电荷.中子 中子不带电.,常用术语,元素: 具有一定数目质子
2、的原子核或原子. 每一种原子对应一种化学元素, 如C, Fe, U 117种元素。核素: 具有一定数目的质子和中子且处于一定能级的原子。如12C、99Tc 约3000种。同位素: 质子数相同而中子数不同的核素互为同位素。234,235,238U是铀的三种天然同位素。放射性核素(不稳定核素): 能够自发地发射粒子(射线)或自发裂变的核素。 如60Co、137Cs等。同质异能素中子数与质子数都相同, 但能态不同的核素。如99Tc与99mTc。,人类已经发现近3000种核素， 天然核素330多个，人工合成约2600种，天然核素中稳定核素279，放射性核素50。,核能有些原子核通过核反应会释放能量-核
3、能。核能释放途径: 裂变 核电与原子弹聚变 氢弹235U是核电站的核燃料.,17.6 MeV,200 MeV,III 放射性衰变和衰变规律,放射性: 原子核自发地发射各种粒子(射线)的行为。衰变: 原子核发射各种粒子(射线)的过程。 (、-、 + 、,等),放射性衰变基本类型, 衰变 衰变 衰变原子核衰变原子核发射粒子转变为另一个原子核的过程。,衰变,一般重核(A140)才发生衰变, 如铀氡钚等核。 铍(8Be)是能够发生衰变的最轻的核。 粒子能量1-10MeV。,衰变（Alpha） AZX A-4Z-2Y+ +Q例：22688Ra 22286Rn + 42He（） （镭 氡）,衰变,原子核自
4、发地放射出正负电子而发生的转变，统称为衰变。 -衰变 +衰变 EC 电子俘获（原子核自发地俘获一个轨道电子而发生的转变）粒子实质上是电子和正电子。衰变中,子核与母核的质量数相同,只是电荷数相差1。,电子俘获（EC） P+e-n+v AZX+e- AZ-1Y+Q+V 例：5526Fe+e-5525Mn,衰变,原子核从能量较高的激发态通过发射电磁波转变到能量较低的能态, 此过程称为 衰变。例: 60Co、137Cs等衰变过程中发出的电磁波(光子)称为 射线。,衰变（Gamma ray decay） AZXmAZX+ 例 6027Co6028Ni+-+ 11349Inm11349In+,放射性衰变规
5、律,放射性核素(天然/人工)都要发生衰变;表征放射性强弱的量: 活度(A) 活度单位时间发生衰变的原子核数目.活度单位: 1 贝克(Bq) = 1d/s (SI) 1 居里 (Ci) = 3.71010d/s = 3.7 1010Bq,放射性核素衰减,放射性核素以负指数规律衰减半衰期 (T 1 / 2 ):放射性核素的数目减少至原来一半所需要的时间.,IV 原子核反应,化学反应产生新的分子 + 化学能 核反应 产生新的原子核 + 核能核反应表示 A + a B + b 或 A(a,b)B,第二章 环境中放射性来源与水平,要求:掌握电离辐射源 天然辐射源、人工辐射源掌握环境中放射性的来源 宇宙射
6、线、宇生放射性、原生放射性,电离辐射源,天然辐射源,人工辐射源,宇宙射线,宇生放射性核素,宇宙射线,原生放射性核素,反应堆,加速器,I 天然放射性,环境中天然放射性来源宇宙射线 来自宇宙空间的各种粒子或射线。宇生放射性核素 宇宙射线的粒子与大气中的物质相互作用下产生，主要有14C，3H等。原生放射性核素: 地球形成时就已存在的核素和它们的衰变产物，如238U，235U，232Th为母体的三个放射系和长半衰期的40K，87Rb等。,天然放射系,铀系（238U）,锕系（235U）,钍系（232Th）,镭（226Ra）,镭（223Ra）,镭(228Ra,224Ra),氡（222Rn）,氡（219Rn
7、）,氡（220Rn）,短寿命子体(218Po,214Pb,214Bi),短寿命子体(216Po,212Pb,212Bi),终止核素(206Pb),终止核素(207Pb),终止核素(208Pb),II 人工放射性核素,加速器生产反应堆生产例:重核裂变产物 ：90Sr , 137Cs , 99 Mo。 反应堆: 125I, 131I, 60Co, 99Mo。加速器: 186Re, 18F, 11C。,III 环境中的放射性,人类赖以生存的环境(土壤、水、大气等)均存在放射性.环境中的放射性主要是天然的, 还有少量人工的.,第三章 电离辐射剂量基础,要求:了解射线的性质及其与物质的相互作用熟悉电离辐
8、射的基本量和单位,射线的性质及其与物质的相互作用,辐射的定义： 指以波或粒子的形式向周围空间或物质发射并在其中传播的能量。 声辐射、热辐射 电磁辐射、粒子辐射等,射线的性质及其与物质的相互作用,辐射的分类： 按照辐射能量的大小把辐射分为： 电离辐射和非电离辐射从事核技术应用的人员面临的都是电离辐射,射线的性质及其与物质的相互作用,电离辐射的类型： 带电粒子：粒子、射线、质子等 不带电粒子：X射线、射线、中子不同类型的射线与物质相互作用的方式显著不同,电离辐射的基本量和单位,吸收剂量 D： 单位质量的物质吸收的辐射能量。 单位：J / kg，符号：Gy，中文：戈瑞 1 mGy = 10-3 Gy
9、,电离辐射的基本量和单位,比释动能 K： 不带电的辐射在单位质量物质中释出的次级带电粒子的总动能。 单位：J / kg，符号：Gy，中文：戈瑞,电离辐射的基本量和单位,照射量 X： 光子在单位质量空气中释放的所有电子全部被阻碍于空气中时产生的同一种符号离子的总电荷量。 单位：C / kg（SI），R（伦琴） 1 R=2.5810-4 C/kg,第四章 电离辐射防护,要求:熟悉电离辐射的生物学效应 掌握辐射防护目的与原则掌握辐射剂量限值 掌握内外照射的防护方法,电离辐射的生物学效应,电离辐射对人体的照射可能产生各种健康效应：按效应发生的个体的不同分为： 躯体效应：发生在受照者本人身上； 遗传效应
10、：发生在受照者后代身上。,电离辐射的生物学效应,按效应发生的可能性分为： 随机性效应和确定性效应放射职业工作人员通常面临随机性效应的威胁，事故情况下则可能发生确定性效应的危害。,电离辐射的生物学效应,随机性效应： 是指发生几率与剂量相关， 而严重程度与剂量无关的效应，主要指癌症效应和遗传效应。 在正常照射的情况下，发生随机性效应的几率是很低的。,电离辐射的生物学效应,确定性效应： 是指存在剂量阈值的一类效应，剂量超过阈值越多效应就越严重。 举例：眼晶体混浊、白内障、皮肤烧伤 不育、致残、致死等,电离辐射的生物学效应,影响辐射生物学作用的因素： 物理因素：辐射类型、剂量率和分次照射 照射部位和面
11、积、照射几何条件 生物因素： 不同生物种系的辐射敏感性 个体不同发育阶段的辐射敏感性 不同细胞、组织或器官的辐射敏感性P 137,短期大剂量外照射的辐射损伤,辐射剂量与效应,电离辐射的生物学效应,长期小剂量照射对人体健康的影响： 性腺：遗传效应； 肺：肺癌； 红骨髓：白血病； 甲状腺：甲状腺癌； 骨：骨癌； 乳腺：乳腺癌； 皮肤：变性； 眼晶体：混浊P 142,随机性效应,确定与辐射关联的肿瘤：白血病、甲状腺癌、皮肤基底细胞癌、鳞状细胞癌等；遗传效应：生殖细胞非致死辐射损伤遗传至下一代，致其变异及畸形的一类效应，是随机效应的特例。,皮肤随机性效应,X 线损伤后25年,皮肤过度角化，坚硬疣状突起
12、，右食指癌变。,辐射防护中使用的量和单位,当量剂量：定义：辐射在器官或组织内产生的平均吸收剂量与辐射权重因数的乘积。单位是J/kg，即希沃特(Sv 考虑了不同类型的射线对某组织和器官的影响辐射权重因子：不同类型射线的健康损害效率,辐射防护中使用的量和单位,有效剂量：人体各组织或器官的当量剂量乘以相应的组织权重因数后的积。单位是J/kg，即希沃特(Sv)。 考虑了不同类型的组织对全身健康的影响.组织权重因子：不同类型组织的相对健康重要性,辐射防护标准和剂量限值,辐射防护的目的： 辐射防护的目的在于防止有害的确定性效应的发生，并限制随机性效应的发生几率，使之达到被认为是可以接受的水平。,辐射防护的
13、基本原则： 1、辐射实践的正当性（利益代价） 2、辐射防护与安全的最优化（ALARA原则） 3、剂量限值和剂量约束（GB18871-2002）,基本限值-职业照射剂量限值： 1、连续5年的年平均有效剂量，20mSv 2、任何一年中的有效剂量，50mSv 3、眼晶体的年当量剂量，150mSv 4、四肢或皮肤的年当量剂量，500mSv,基本限值-职业照射剂量限值（1618岁）： 1、年有效剂量，6mSv 2、眼晶体的年当量剂量，50mSv 3、四肢或皮肤的年当量剂量，150mSv,基本限值-公众照射剂量限值： 1、年有效剂量，1mSv 2、任何一年中的有效剂量，5mSv 3、眼晶体的年当量剂量，1
14、5mSv 4、四肢或皮肤的年当量剂量，50mSv,内外照射的防护方法,电离辐射标志,外照射防护基本措施,工作场所区域划分控制区：在辐射工作场所划分的一种区域，在这种区域内要求或可能要求采取专门的防护手段和安全措施，以便在正常工作条件下控制正常照射或防止污染扩展，并防止潜在照射或限制其程度。监督区：未被确定为控制区、通常不需要采取专门防护手段和安全措施但要不断检查其职业照射条件的任何区域。,内外照射的防护方法,外照射防护方法： 1、时间防护 2、距离防护 3、屏蔽防护,外照射引起的辐射损伤主要来自和X射线、中子，其次是射线。由于射线在空气中的射程短，能被一张纸或衣服挡住，一般说,射线不会造成外照
15、射辐射损伤。,内照射防护方法,操作非密封源的辐射危险非密封源外照射表面放射性物质污染工作场所受污染的空气,内照射的防护方法,内照射防护方法： 1、防止放射性物质从呼吸道进入体内 2、防止放射性物质从消化道进入体内 3、建立污染控制和内照射监测系统,内外照射的防护方法,防止放射性物质从呼吸道进入体内： 1、空气净化：过滤、除尘 2、稀释：换气 3、密闭包容：小区域操作 4、个人防护：佩戴个人防护用品P 206,内照射的防护方法,内照射个人防护用品： 1、乳胶手套、工作服、工作帽 2、工作鞋或工作靴 3、内衣、袜子 4、袖套、围裙P 207,个人防护用品,个人防护用品,各类防护服,个人防护用品,个
16、人防护用品,过滤口罩：必须注意防侧漏,防护面罩,半面罩 全面罩,电送风面罩,全身隔离工作,第五章 电离辐射监测,要求:了解辐射监测目的熟悉辐射监测用的仪器设备掌握个人剂量监测基本方法,电离辐射监测,电离辐射监测简称辐射监测，又称为放射性监测，是指为了评估和控制辐射或放射性物质的照射，对剂量或污染所完成的测量及对测量结果所作的分析和解释。电离辐射监测按监测对象分为个人剂量监测、工作场所监测和辐射环境监测.,个人剂量监测,个人剂量监测：利用工作人员佩带剂量计进行的测量，或对其体内或排泄物中放射性核素的种类和活度进行的测量，以及对测量结果的解释。个人剂量监测包括外照射监测、内照射监测与皮肤表面污染监
17、测。,个人剂量计的类型,胶片个人剂量计；辐射致荧光玻璃个人剂量计；核乳胶快中子个人剂量计；固体径迹中子个人剂量计；热释光个人剂量计袖珍照射量计等。目前使用最广泛的是热释光个人剂量计。,个人剂量计相关要求,辐射工作人员个人剂量计佩带位置：监测周期：一般为个月，也可视具体情况延长或缩短，但最长不得超过3个月。 对于短期工作和临时进入放射工作场所的人员，应佩带直读式个人剂量计，并按规定记录和保存他们的剂量资料。,工作人员外照射剂量评价一般原则,年受照剂量小于5mSv时，只需记录个人监测的剂量结果。 年受照剂量达到并超过5mSv时，除应记录个人监测结果外，还应进一步进行调查。 年受照剂量大于年限值20
18、mSv时，除应记录个人监测结果外，还应估算人员主要受照器官或组织的当量剂量；必要时，尚需估算人员的有效剂量，以进行安全评价，并查明原因，改进防护措施。,内污染测量,全身或器官中放射性核素的直接测量；排泄物或其他生物样品分析；空气采样分析。,低本底-测量仪 液体闪烁计数器,个人剂量监测档案管理,辐射工作单位应建立职业照射个人监测档案并指定专门人员负责管理；工作人员调换工作单位时向新用人单位提供工作人员职业外照射个人监测档案的复制件。 个人剂量档案应当包括：常规监测方法与结果等相关资料；应急或者事故中受到照射的剂量和调查报告等相关资料。,皮肤污染监测,使用非密封放射源的工作场所，应对操作放射性物质
19、的工作人员进行皮肤污染监测。使用密封源，一般不需要对工作人员进行皮肤污染监测，但密封源发生或疑发生泄漏，则应对有关人员进行皮肤污染监测。,人体污染测量的顺序，一般应是先上后下，先前后背。在全面巡测的基础上，再重点测量暴露部位（如手、脸、颈和头发等部位）。为了有效探测污染，应控制好监测探头离被测表面的距离：测量污染时应不大于0.5cm；测量污染时以2.5cm至5cm为宜。,、表面污染测量仪,工作场所监测,工作场所监测，是为了了解工作场所及临近地区的辐射水平与辐射分布情况，监测数据用以评价工作场所是否符合辐射防护标准，达到改善防护措施，保证工作场所的辐射水平和放射性污染水平符合辐射防护规定的要求，以确保工作人员工作环境安全。,监测内容,一是监测工作场所射线、X射线、射线和中子辐射等外照射剂量水平；二是监测工作场所空气污染；三是监测工作场所、表面污染。,工作场所的外照射监测,监测对象：各种源和中子源、射线装置及中子发生器、射线。监测时间：辐射工作场所开始使用时，或进行重大维修以后，应当进行全面的监测。如果工作场所的辐射场不会轻易变化，那么此时的外照射监测频率每年1-2次。若辐射场变化较大，无法预测的工作场所，应设置一个监测报警系统。,X-辐射测量仪 n-辐射测量仪,谢谢大家！,联系方式：Tel 0512-65882096 e-mail ,
