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1、辐射防护基础知识1.辐射的基本概念图 1 辐射对人体的照射途径辐射是以波动形式或运动粒子形式向周围介质传播的能量，是一种能量传播的方式。辐射分为非电离辐射和电离辐射两大类。通常辐射防护上关心的对象就是电离辐射。电离辐射包括高能电磁辐射和粒子辐射，高能电磁辐射指 X 射线和 射线产生的辐射；粒子辐射是指中子、 粒子、 粒子、质子、重离子等产生的辐射。电离辐射中质子、重离子为带电粒子，X 射线、 射线和中子为非带电粒子。对于来自体外的电离辐射即外照射，辐射防护主要关心穿透力强的 射线、中子；对于来自体内的电离辐射即内照射，辐射防护主要关心射程较短的带电粒子射线，例如氡-222 产生的 粒子，碘 -

2、131 产生的 粒子（能量大部分沉积在人体）。核电站发生事故时，泄漏的核辐射主要包括 射线、中子、 粒子、 粒子等。表 1 人类生活方式与辐射水平的关系类型 剂量水平(mSv/a)看电视每天 2 小时 0.01夜光表 0.02乘飞机 2000km 0.005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 8.6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 0.001-0.22.辐射防护中使用的基本物理量人体受到电离辐射照射, 所受照射大小用剂量描述

3、，根据射线种类和所需评价受照对象的不同详细分为：吸收剂量吸收剂量是单位质量上因辐射照射所沉积的能量，单位为 Gy。它是一个基本的物理学剂量量，是实际可测量的量。当量剂量由于不同质的辐射照射所产生的生物效能的差异，引入辐射权重因子，吸收剂量与对应辐射权重因子之积就是当量剂量，单位为 Sv。表 2 常见辐射的辐射权重因子辐射种类 辐射权重因子X 射线、 射线、 粒子 1 粒子、裂变碎片 20中子 (10keV) 5中子 (10-100keV) 10中子 (100keV-2MeV) 20有效剂量为了建立辐射剂量与辐射危害之间的关系，除了考虑不同种类的辐射照射所产生的生物效应的差异外，对同一种辐射还需

4、要考虑器官和组织对辐射照射的敏感性不同。为此，引入组织权重因子，用它和组织当量剂量加权求和来获得人体所受的有效剂量，单位为 Sv。表 3 组织权重因子器官或组织 组织权重因子 器官或组织 组织权重因子性腺 0.08 肝 0.04骨髓 0.12 食道 0.04结肠 0.12 甲状腺 0.04肺 0.12 皮肤 0.01胃 0.12 骨表面 0.01膀胱 0.04 脑 0.01乳腺 0.12 其余组织 0.123.辐射防护相关法律法规根据电离辐射防护与辐射源安全基本标准 GB 18871-2002，辐射防护剂量限值体系对职业照射和公众照射有明确的剂量限值要求，详细如下：对于职业照射：l 连续 5

5、年内的平均有效剂量为 20mSv；l 连续 5 年中任何一个单一年份中的年有效剂量 50mSv，但 5 年内有效剂量总合不超过 100mSv；l 眼晶体的年当量剂量 150mSv；l 四肢（手、足）或皮肤的年当量剂量 500mSv。对于公众照射：l 年有效剂量为 1mSv；l 特殊情况下，连续 5 年的年平均有效剂量不超过 1mSv，其中某一个单一年份中的年有效剂量可为 5mSv；l 眼晶体的年当量剂量 15mSv；l 四肢（手、足）或皮肤的年当量剂量 50mSv。4.辐射防护基本方法通过合理的辐射防护和必要的安全管理措施，可有效降低辐射所产生的危害。4.1 外照射防护外照射是指来自体外的电离

6、辐射对人体的照射，根据外照射的特点，尽量减少和避免辐射从外部对人体的照射，使人体所受照射不超过规定的剂量限值。外照射防护方法的要点如下：1) 缩短时间：减少接触辐射源时间，因为人体所受辐射照射的累积剂量和照射时间成正比，时间越长，所受的剂量越多。2) 增大距离：增大人与辐射源之间的距离，因为人体所受辐射照射剂量和人与放射源之间距离的平方成反比，也就是说距离辐射源越远越好。3) 设置屏蔽：在人体和辐射源之间设置屏蔽，当缩短时间和增大距离的措施的有效性和方便性受到限制时，设置合适的屏蔽体是有效的防护措施。对于 射线屏蔽，通常可采用原子序数大的物质进行屏蔽，如铅等；对于中子的屏蔽，一般使用含氢、硼材

7、料进行慢化和吸收。4.2 内照射防护核事故时释放的放射性核素组分复杂，能通过吸入、食入、皮肤进入体内，对人类产生危害。当核电站产生核泄露时，包括裂变产物放射性碘-131 在内的放射性核素可能对人类产生较大危害，这主要是由于碘具有浓集在人体甲状腺的特性，放射性碘-131 在甲状腺浓集后发射的电子可能造成甲状腺的严重损伤。针对此，内照射防护措施：1) 在即将处于放射性严重污染区域，在医生的指导下服用稳定碘片（即碘-127，成分为碘化钾或碘酸钾）：甲状腺对碘的吸收是有饱和性的，用没有放射性的碘-127饱和甲状腺，以预防碘-131 在甲状腺的浓集。2) 采取室内隐蔽，关闭门窗、换气扇、空调。防止室外污

8、染物进入室内，不要使用室外的食物和水源。如需在室外活动，尽量采取全身防护，减少皮肤裸露面积，从室外回来，需要使用肥皂清洗全身。辐射防护基础知识一、原子核与原子（核）能 自然界的物质由各种各样的元素组成，比如，水由氢元素和氧元素组成，食盐由钠元素和氯元素组成。元素通常被叫做原子（严格地说，把核电荷数相同的一类原子叫做一种元素），所以，可以说，物质是由各种各样的原子组成的。原子由原子核与电子组成。原子核位于“中心“ 地位，几乎集中了原子全部质量，带正电荷；电子带负电荷，围绕“ 核心“ 运动。原子的质量数取决于原子核，其电子质量数忽略不计。每种原子都有一个“原子核心 “和多个电子，电子一圈一圈 “守

9、规矩“排列并且运动。不同的原子其电子数也不同，比如，炭原子 6 个电子，氢原子 1 个电子。不同原子，其原子核具有的正电荷数目就不同；原子核的正电荷数目，正是它在元素周期表中排列的序号。原子核由质子和中子组成，“姐妹“ 俩统称“核子“。不过，中子不带电荷。只有质子带正电荷，与对应的电子（负电荷）形成“稳定局面“ 。比如，原子序号都为 1 的氢有 3 种，“正宗“ 的氢只有 1 个质子，即带 1 个正电荷，另两种分别叫重氢和超重氢。重氢又叫氘（音“刀 “） ，其原子核中有 1 个质子，还有 1 个中子；超重氢又叫氚（音 “川“） ，1 个质子，2 个中子。它们的质量分别是“正宗 “氢的 2 倍和

10、 3 倍。氢、氘、氚具有相同的化学性质，原子序数都是 1，科学家把它们叫做“ 氢的 3 种同位素“ ，也可以叫做 3 种不同的核素，分别写作 11H、12D、13T 。左下角数字表示“原子序数“，左上角数字表示其质量数。 原子核中的质子带有的正电荷数目，同电子（带负电荷）数目是相等的，正是它在元素周期表中排列的序号，科学家称之为“原子序数“ 。又比如氦原子，写作 24 He，原子序数为 2，其质量数是 4，显然，其原子核中有 2 个质子和 2 个中子。 质子和中子之间，中子和中子之间，质子和质子之间，总而言之，核子之间，存在着很强的吸引力- 核力，或者说结合能、原子能。在一般情况下，核力使所有

11、核子结合成一个紧密的稳定结构。要想分裂一个原子核，就必须从外部供给能量，克服这种结合能。 研究表明，质量不同的原子核，其结合能是不同的。中等质量的原子核，其结合能较大；“ 重量级“质量的原子核，其结合能较小。当 “重量级“ 原子核分裂成中等质量的原子核时，要放出能量，这就叫“核裂变能 “。 又知道，“ 轻量级“ 原子核的结合能也比中等级质量的原子核结合能要小，两个“轻量级“原子核聚合成一个中等级质量的原子核时，也有能量放出，这就是“ 核聚变能“。 它们都叫核能。核电站就是利用“核裂变能 “原理进行发电。二、放射性 1、 放射性现象的发现 1896 年，法国物理学家贝可勒尔在研究物质的荧光时发现

12、，某些铀盐可以放射一种人的眼睛看不见的射线，这种射线能穿过黑纸、玻璃、金属箔使照像底片感光；而且还观测到，靠近铀盐的空气?quot;电离“ 了，验电器可以检验出来。 1898 年，居里夫人和施密特各自观测到，钍的化合物也能放出类似的射线。居里夫人把这种“原子现象 “称为放射性。不久，她又发现了放射性更强的镭。铅可以有效地阻挡射线。 1899 年，有科学家将镭源放进铅制造的容器中，容器开有一小孔，让镭的射线射出。然后在射线的垂直方向施以磁场力，奇迹出现了，射线在磁场力作用下，分解为 3 束，科学家把它们分别命名为 、 射线。后来证实，偏转角度不大的 射线或者说 粒子就是氦原子核（带正电荷） ；偏

13、转角度大的那束命名 ，是电子束（带负电荷） ；中间不偏转的命名 ，是电磁波，无电荷。 2、 放射性核素 核素可以分为两大类，一类是稳定的，另一类是不稳定的。不稳定核素可以自发地蜕变为另外元素的核素，这个过程叫做放射性衰变。在放射性衰变过程中，会从核内放出 粒子、 粒子 、 光子以及其它射线。这种不稳定核素放出射线的特性叫放射性。例如，考古鉴定文物年代使用的碳-14（写作 14C） ，它就衰变成氮-14（写作 14N） 。氮-14 是稳定核素。现在已经知道的 107 种元素的 1900 多种同位素中，大约有 300 种是稳定核素；其余1600 种是放射性核素，其中的大约 60 种是自然放射性核素

14、，其它是人工制造的。放射性核素又叫放射源。 3、 放射性活度和单位 据中国环境报权威资料，全国现有放射源用户上万家，“密封放射源“ 大约 5 万枚，总活度约 1350 万居里。那么，什么叫放射性活度？所谓放射性活度是指一定量的放射性核素在单位时间内的衰变数；单位是“贝可勒尔“ ，简称贝可，符号为 Bq ；1Bq =1 个衰变/秒。所谓居里（符号 Ci ） ，是以前用的或者说习惯用的单位，居里与贝可的关系是：1 居里=3.71010 贝可。 4、 电离辐射 粒子、 粒子、质子等带电荷，可以直接引起物质电离；X 射线、 光子和中子等不带电荷，但是在与物质作用时产生“次级粒子“ 从而使物质电离。所有

15、这些现象，统称电离辐射，习惯简称辐射。另外，红外线、紫外线、微波、激光等也称辐射，但不是“电离辐射“。 5、 电离辐射剂量和单位 电离辐射作用于人体，会引起人体的某些变化。人们为了研究这种影响，借用了医药中“ 剂量“一词，称电离辐射剂量，用以度量电离辐射的程度。随着辐射防护科学的发展，“剂量“一词的含义语来愈丰富。这里先容几种常用的概念。 1） 、照射（剂）量，指 X 射线 、 射线在空气中产生电离作用的能力大小。以前的或者说人们习惯的专用单位是伦琴，简称伦，符号为 R 。 2） 、照射（剂）量率，是指单位时间里的照射（剂）量，经常以伦/小时、微伦/ 秒表示，符号分别为 R/h 与 R/S，或

16、者写作 Rh-1 与 RS-1 。 现在现场使用的丈量“照射量率 “的仪表，其单位是 Gy h-1 读作“ 微戈瑞每小时“。 照射（剂）量率通常是指场所 X 射线 、 射线的辐射强度，而不是人体受照射剂量。 3） 、吸收剂量，这可以指人体受到电离辐射后吸收了多少能量。其专用单位是“戈瑞“ ，简称戈，符号为 Gy；或毫戈瑞、微戈瑞。 4） 、当量剂量。人体吸收剂量产生的效应，除了与剂量多少有关外，还与其它因素（比如辐射类型、射线能量大小和照射条件）有关，因此要根据其它因素进行修正，修正后的吸收剂量叫“当量剂量 “。 5） 、有效剂量。人体受到照射时，经常是多个器官受到照射。器官不同，产生的效应也

17、不同，所以，要进一步细化为“有效剂量“ 。当量剂量和有效剂量的单位都叫 “希沃特“，简称希，符号为 Sv，经常用毫希：mSv。 6） 、待积当量剂量和待积有效剂量。这是为了计算放射性物质进进人体内后长时间（一般地说，成人取 50 年，儿童取 70 年）对人体组织和器官造成确当量剂量和有效剂量。 三、电离辐射对人体的效应 电离辐射对人体的作用，是一个非常复杂的过程。它通过直接的或间接的电离作用，使人体的分子发生电离或者激发。对人体的水分子，会使其产生多种自由基和活化分子；严重的，导致细胞或机体损伤甚至死亡。当然，电离辐射对人体的作用过程是“可逆转“ 的，人体自身具有修复功能，这种修复能力的大小与

18、个体素质的差异有关，与原始损伤程度有关。所以，一定要控制人所受剂量的大小。 1、 外照射 对 X 射线 、 射线，吸收剂量在 0.25 戈瑞以下时，人体一般不会有明显效应；但是，剂量再增加，就可能出现损伤。当达到几个戈瑞时，就可能使部分人死亡。接受同样数目?quot;吸收剂量“，受照射时间越短，损伤越大；反之，则轻。吸收同样数目剂量，分几次照射，比一次照射损伤要轻。 粒子穿透能力弱（一张纸就可以阻挡） ，不会引起外照射损伤。 粒子穿透能力也较弱，外照射时只能引起皮肤损伤。 射线穿透能力强，人体局部受到它照射，吸收 23 戈瑞剂量时不会出现全身症状，即使有人出现也很稍微。但是，全身照射就可能会引

19、起放射病。不同组织和器官对电离辐射敏感性也不同。 2、 内照射 不同放射性核素进进人体内，沉积在不同的器官，叫做内照射，对人体产生不同程度的影响。例如，镭和钚都是亲骨性核素，但镭大多沉积在骨的无机质中，而钚主要沉积在骨小梁中，会照射骨髓细胞而出现很强的辐射毒性。 内照射主要是 粒子和 粒子。 粒子能量大，对人体细胞损伤较为严重。 四、 辐射防护 1、外照射辐射防护。X 射线 、 射线和中子等在人体外对人照射时，其防护措施有：1） 、保持间隔，距放射源愈远，人体吸收剂量就愈少。2） 、减少受照射时间。3） 、用屏蔽物质防护。射线通过与物质接触，能量被减弱，所以，在放射源与人体之间加装屏蔽物就能起

20、到防护作用。铅的屏蔽作用最好，水、铁、水泥、砖、石头、铅玻璃也常用。 2、内照射防护。戴口罩防止经呼吸道吸进 粒子和 粒子。食品、水被怀疑受到污染时，应当检测，分歧要求不饮用。穿着工作服防止皮肤吸收，尤其要留意防止通过伤口进进人体内。 五、 密封放射源 放射性核素已经在产业、农业、医学、考古、国防和科学研究等领域得到越来越广泛的应用。把放射性核素（即放射源）制成密封好的“东西“ （简称密封源） ，使用方便。 密封源是被密封在特殊的包壳里的，或者用特殊方法覆盖的。包壳有足够的强度，能够使人不受放射性照射或污染。密封源种类很多，按射线种别分，有 源、 源、 源、中子源、低能光子源等；按几何外形分，

21、可以分为点源、线源、平面源、圆柱源、圆环源等；按活度的不确定度分，可以分为检查源、工作源、参考源、标准源等；按用途分，可以分为医疗用、产业照相用、辐射式仪表用、离子发生器用、 辐照用、放射性测井用、放射性丈量和仪表刻度用等等。 产业、农业、医疗、科研等部分大量使用强 放射源，如钴-60，而且活度大多数在11056105 居里之间。工农业生产中经辐照过的物品没有放射性。 六、X 射线 高速电子轰击靶物资时，会产生 X 射线。利用此原理，人们制造了 X 光机。X 光机种类好多，如诊断用、治疗用、探伤用光机，X 线定向仪，测厚仪等。X 光机的核心部分是X 线管，通常由安装在真空玻璃壳内的阴极和阳极组

22、成。阴极为钨丝，阳极则根据不同需要由不同材料制成多种外形。也就是说，X 光机里没有“ 密封源 “。 现代科学仪器，有很多利用高速电子流的设备或器件，例如电子显微镜、电子轰击炉、阴极射线管、高压整流管、真空开关、高频发射管、电视显像管等等，都会产生 X 射线。1、什么是核辐射? 核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所开释出来的微观粒子流。核辐射可以使物质引起电离或激发，故称为电离辐射。电离辐射又分直接致电离辐射和间接致电离辐射。直接致电离辐射包括帷、质子等带电粒子。间接致电离辐射包括光子(闵湎吆蚗射线 )、中子等不带电粒子。 2、常用的辐射量和单位有哪些?新老单位间的换算关系怎样? 物理量 老单位 新单位 换算关系 活度 居里(Ci) 贝可勒尔(Bq) 1Ci3.71010Bq 照射量 伦琴(R) 库仑/千克(C/kg) 1R 2.5810-4C/kg 吸收剂量 拉德(rad) 戈瑞 (Gy) 1Gy100rad 剂量当量 雷姆(rem) 希沃特(Sv) 1Sv 100rem 3、自然放射性对公众剂量的贡献有多大? 自然辐射主要有三种