辐射基本知识ppt课件

单击此处编辑母版标 题样式 单击此处编辑母版副标题样式 安徽省环境保护局 顾群*1 辐射基本知识 放射性与电离辐射基本知识 n重要的概念和量 原子结构、核素、同位素、射线与物质 的相互作用等 n辐射防护基础知识 辐射基本物理量、天然本底辐射、电离 辐射的生物效应等 n辐射防护的原则和方法 辐射防护的三原则、内外照射的防护方 法 安徽省环境保护局 顾群 n2 n辐射安全和防护（辐射环境管理） n放射卫生 n放射性同位素 n射线装置 n放射源 安徽省环境保护局 顾群 n3 电子 质子 中子 原子的结构 安徽省环境保护局 顾群 n4 电子 质子 氢原子结构 安徽省环境保护局 顾群 n5 同位素 n同位素的质子数相同，中子数不同 n相同元素的同位素具有相同的化学性质 安徽省环境保护局 顾群 n6 单击此处编辑母版标 题样式 单击此处编辑母版副标题样式 安徽省环境保护局 顾群*8 放射性 n稳定的核素 n放射性核素 n放射性 放射性是指某些核素自发地放射出各种 粒子的现象。通常可观察到、粒子或射 线，放射正电子、质子、中子、中微子等 其它粒子则较为少见。 安徽省环境保护局 顾群 n9 单击此处编辑母版标 题样式 单击此处编辑母版副标题样式 安徽省环境保护局 顾群*10 粒子 粒子是一个氦核，由两个质子和两个中子组成。它是由发射体以某一不 连续的能量和特有的半衰期而发射出来的。 它具有下列性质：绝大多数在介质中具有相同的射程（布拉格峰）；沿直线 径迹运动；粒子只是偶尔发生散射并且散射大多发生在靠近粒子射程的末端 。 粒子射程很短，可以认为不存在外照射危害，但其内照射危害却极其严 重。自然界中氡是造成内照射危险的最重要的元素。 单击此处编辑母版标 题样式 单击此处编辑母版副标题样式 安徽省环境保护局 顾群*11 粒子 辐射的概念已经扩大到正电子辐射，粒子是正 电子和电子。它们的静止质量相同，电荷相等，符号相 反。 与粒子不同，粒子展示出一个连续能谱。核素 表中查到的是能谱的最大值。 电子与介质相互作用主要是电离、激发和辐射（轫 致辐射产生X射线）。电子在介质中衰减过程基本符合 指数规律。 粒子可以构成外部伤害，深度和粒子能量有关 ，高能粒子还要考虑它通过轫致辐射产生的X射线的 危害，而它的内照射危害却比粒子小得多。 单击此处编辑母版标 题样式 单击此处编辑母版副标题样式 安徽省环境保护局 顾群*12 和X射线 和X射线是波长较短的电磁辐射， 统称光子（无质量，只有能量）。 和X射线起源不同。由核和基本粒 子突变产生的电磁辐射光子称作射线 。 由带电粒子在原子核库仑场中、慢 化和原子电子能级改变而产生的电磁辐 射称为X射线。前者可称为轫致辐射X射 线，后者称为特征X射线。 、和中子的穿透能力安徽省环境保护局 顾群 n13 安徽省环境保护局 顾群 n14 安徽省环境保护局 顾群 n15 放射性活度 放射性活度 A=dN/dt 单位时间核素衰变的次数。 衰变次数发射的粒子数 活度单位：居里（Ci）、 贝可（Bq） 1 Ci=3.71010 Bq 1Ci=1000mCi, 1Ci=10-6Ci MBq, TBq, GBq，PBq = 106 ,109, 1012 ,1015 Bq 安徽省环境保护局 顾群 n16 衰变 放射性衰变 半衰期（工作时考虑放射性素的半衰期） 半衰期T1/2： 在单一的放射性衰变过程中，放 射性活度降至其原有值一半时所需时间被 称为 半衰期 N=N0e-t 1/2N0=N0e-T1/2 =ln2/T1/2 安徽省环境保护局 顾群 n17 n电离辐射 电离是指从一个原子、分子或其它束缚 状态释放一个或多个电子的过程，而电 离辐射就是指可以引起物质电离的辐射 。 电离辐射分为直接电离辐射和间接电离辐 射。 安徽省环境保护局 顾群 n18 电离前 电离 电离后 安徽省环境保护局 顾群 n19 电离 n由粒子和粒子产生的电离（直接电 离） 体内源比体内源对人产生的伤害更大 n射线（非带电离子）产生的电离（非 直接电离） 安徽省环境保护局 顾群 n20 单击此处编辑母版标 题样式 单击此处编辑母版副标题样式 安徽省环境保护局 顾群*21 根据带电的电离辐射静止质量的差 别可分为重带电粒子（如粒子、质子等 ）和轻带电粒子（电子和正电子）。 在核技术应用领域内所涉及的重带电 粒子能量绝大部分在10keV到10MeV之间 ，在此能量范围内的重带电粒子穿透物 质时，在气体内最多穿透几厘米，在液 体和固体内最多穿透几十微米的深度后 就全部停滞在该物质内。 带电离子电离 n带电的电离辐射在穿透物质时主要通过库仑力发 生4种相互作用： 1.与核外电子的非弹性碰撞，即电离和激发 ； 2.与核外电子的弹性碰撞； 3.与原子核的非弹性碰撞，发射轫致辐射或 者其他类型的辐射； 4.与原子核的弹性碰撞。 安徽省环境保护局 顾群 n22 带电离子电离示意图 激发 电离 电子 带电离子 X线 退激 光子 安徽省环境保护局 顾群 n23 基本量 n活度（单位 Bq） n辐射的吸收剂量（单位 Gy） n当量剂量（单位 Sv） n有效剂量（单位 Sv） 安徽省环境保护局 顾群 n24 剂量 n剂量 剂量是受辐射照射的物质所接受或吸收的辐射的 一种量度。 吸收剂量，国际单位 Gy（戈瑞） 剂量当量HTR ,考虑射线因素，国际单位 Sv(西弗) 有效剂量E，考虑组织因子，国际单位 Sv(西弗) 不可以测量，可以根据人受照的情况，计算得出 安徽省环境保护局 顾群 n25 各种射线的辐射权重因子，WR 辐辐射类类型和能量范围围 辐辐射权权重因子 光子 中子所有能量 1 电电子和子所有能量1 中子能量20MeV5 质质子能量2MeV5 粒子，裂变变碎片 ，重核 20 安徽省环境保护局 顾群 n26 组织权重因子 组织或器官组织权 重因 子，WT 组织或器官组织权 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 其余组织或器官 0.05 乳腺0.05 安徽省环境保护局 顾群 n27 辐射量和单位一览表 活度吸收剂剂量当量剂剂量有效剂剂量 单单位Bq(贝贝可）Gy(戈瑞)Sv(希伏）Sv(希伏） 国际际 单单位 S-1 (1/ 秒） J*kg 1 (焦耳/ 公斤） J*kg 1 (焦耳/ 公斤 ） J*kg 1 (焦耳/ 公斤） 内涵辐辐射源 受照射物平 均，纯纯物理 量，可监测监测 根据辐辐射源 的类类型进进行 修正，可以 监测监测 对对受照射物的 不同器官的加 权权，经对经对 每个 人，不可监测监测 ，一般推算 代码码ADHE 安徽省环境保护局 顾群 n28 根据UNSCEAR 2000年报告 全球平均辐射剂量 2.8mSv/年 其中：2.4mSv/年 来自天然辐射 0.4 mSv/年来自医学诊断 0.007 mSv/年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 0.0002 mSv/年 来自核电站排放 全球平均辐射剂量安徽省环境保护局 顾群 n29 到处都有 辐射？ 天然本底辐射无时不在，无处不在安徽省环境保护局 顾群 n30 辐射效应 n确定性效应（旧称非随机性效应）：指效应的严重程 度与剂量的大小有关的辐射效应 n随机性效应：其发生的几率（而非严重程度）与剂量 的大小有关的辐射效应。这种效应发生的几率正比于 剂量。 n躯体效应：辐射所致出现在受照者本人身上的有害效 应。 n遗传效应：辐射所致出现在受照者后代身上的有害效 应。 安徽省环境保护局 顾群 n31 辐射效应的分类及特点 效应应分类类例子 阈剂阈剂 量 与剂剂量的 关系 防护护目标标 随机性效 应 癌，遗传 效应 假设不存 在 发生率随 剂量增加 而增大 尽量减小 确定性效 应 白内障 存在 严重程度 随剂量增 加而增大 防止发生 安徽省环境保护局 顾群 n32 确定性效应的阈剂量 组织或 器官 效应急性照射（ Gy） 慢性照射（ Gya-1） 睾丸 卵巢 眼晶体 造血器官 胎儿 一时时性不肓 永久不肓 永久不肓 白内障 低辐辐射 高LET辐辐射 眼晶体混浊浊 机能低下 畸形、严严重痴呆 0.15 3.5-6.0 2.5-6.0 平均5（210 ） 0.6-5.0 0.5-2.0 0.5 0.1 0.12-0.2 0.4 2.0 0.2 0.15 0.1 0.4 安徽省环境保护局 顾群 n33 n对于高剂量率、大剂量照射 引起的急性确定性效应，不 同照射剂量对人体损伤的估 计见下表 急性放射性全身照射又未进行专门的医学治 疗的半致死剂量约为3-5Gy 安徽省环境保护局 顾群 n34 剂量（ Gy） 类 型 程度初期症状或损伤程度 0.25 0.25- 0.5 0.5-1 不明显和不易察觉的病变 可恢复的机能变化，可能有血液学的变化 机能变化，血液变化，但不伴有临床症状 1-2 2-3.5 3.5-5.5 5.5-10 骨髓 型急 性放 射病 轻度 中度 重度 极重 度 乏力，不适，食欲减退 头昏乏力，食欲减退，恶心呕吐，白细胞短暂 上升后下降 多次呕吐，可有腹泻，白细胞明显下降 多次呕吐，腹泻，休克，白细胞急剧下降 10-50 50 肠型急性 放射病 脑型急性 放射病 频繁呕吐，腹泻严重，腹痛，血红蛋白升 高 频繁呕吐，腹泻，休克，共济失调，及张 力增高，振颤，抽搐，昏睡，定向和判断 力减退 安徽省环境保护局 顾群 n35 n 由于辐射的随机性效应 造成的低水平辐射致癌的 危险度见下表 辐射危险度因子R（或称为随机性效应的 标称概率系数）：指对由辐射造成的随 机性效应的度量，对于致死癌r=510- 2Sv-1，非致死癌为r=110-2Sv-1，对于严 重遗传效应r=1.310-2Sv-1。总计为 R=7.310-2Sv-1。 安徽省环境保护局 顾群 n36 部 位 每万人Sv致癌的 危险度 部 位 每万人Sv致癌的 危险度 致死性 癌症 癌症 增加数 致死性 癌症 癌症 增加数 骨髓（白 血病） 10-5020-60骨2-35-10 甲状腺1020-150食 道2-35-10 乳腺（妇 女） 5050-200 小 肠 2-35-10 肺20-5025-100膀 胱2-35-10 脑10-1515-25胰 腺2-35-10 胃10-1515-25 淋巴组织 2-35-10 肝10-1515-25皮 肤115-20 结 肠10-1515-25 唾 腺10-1515-25 总计(两性 ) 100-250300-400 安徽省环境保护局 顾群 n37 躯体效应一般由受照的个人出现效应，而 遗传效应则是效应出现在后代身上。 躯体效应和遗传效应 安徽省环境保护局 顾群 n38 遗传效应 n遗传效应的发生概率会随所受剂量的增加 而增加，因此应避免一切不必要的照射。 安徽省环境保护局 顾群 n39 医院应保证育龄妇女只能在月经开始后 的第一个10天内接受胃部或骨盆的X射 线诊断，这样在理论上可保证她们没有 在怀孕的情况下受照10天规则 10天规则 安徽省环境保护局 顾群 n40 急性剂量早期效应 0100 mSv 没有明显效应 250 mSv血液形状非常微小的变化 精子数暂时减少 1000 mSv恶心、呕吐 女性暂时性不育 2000 mSv流鼻血、传染病、发烧 3000 mSv腹泻；暂时性脱毛；可能永 久性不育 5000 mSv接受该剂量水平的人的死亡 率达50% 急性照射全身剂量的短期躯体效应 躯体效应可分为短期躯体效应和长期躯体效应 安徽省环境保护局 顾群 n41 长期躯体效应 n辐射照射的长期效应是大瀑布式的，并且 使得患癌症的概率有所增加。 n只有剂量超出0.2Sv时，才能在统计上出现 明显增高的癌症发病率。这意味对高剂量 和高剂量率才能说辐射同效应相关，但对 辐射防护而言，无法确定低剂量照射同效 应之间的直接关系。 安徽省环境保护局 顾群 n42 治疗原因 全面的休息保护血液成分 严格的无菌环 境、抗生素 减少接触细菌的机会 提高身体的免疫力 输血 补充血液成分 输液 辅助或代替正常的消化过程 对辐射伤害的治疗 安徽省环境保护局 顾群 n43 随机性效应和确定性效应 效应类别 随机性效 应 确定性效 应 躯体 效应 早期效 应 晚期效 应 遗传效应 安徽省环境保护局 顾群 n44 剂量限制体系和风险概念 n辐射防护目标 n辐射风险 安徽省环境保护局 顾群 n45 辐射防护的目标 n辐射防护的主要目标是在进行必需和有益 的辐射实践活动时，保护人员及其后代、 保护全人类。 安徽省环境保护局 顾群 n46 辐射防护三原则 n辐射实践的正当性 n防护的最优化（ALARA） n个人剂量限制 安徽省环境保护局 顾群 n47 对各方面因素进行分析判断，决定该 项辐射实践是否正当，在论证实践的 正当性后才能实施该项辐射实践。 实践的正当性 安徽省环境保护局 顾群 n48 在考虑了经济和社会的因素后，所有辐 射剂量应保持在合理可达到的尽可能低 的水平 As Low As Reasonable Achievable （ ALARA） 防护的最优化安徽省环境保护局 顾群 n49 通过明确规定剂量限值，使公众和职业 照射人员从辐射实践中接受的照射不能 超过规定的剂量限值。 个人剂量限制安徽省环境保护局 顾群 n50 应用范围 剂 量 限 值 职业工作 者 公 众 年有效剂量 连续五年不 超过 100mSv， 50m Sv 年有效剂量不超过1 m Sv。 若按终生剂量平均的有效剂量不超过1 m Sv，则在某些年年份允许以每年5 m Sv 作为剂量限值 眼晶体150 m Sv50 m Sv 其他单个器 官或组织 500 m Sv50 m Sv GB188712002辐射与防护放射源安全基本标准 安徽省环境保护局 顾群 n51 外照射防护 n 外照射防护的主要方式（时间、距离、屏蔽 ） n辐射危害管理与出入控制 外照射 安徽省环境保护局 顾群 n52 应尽量减少在辐射区域的工作时间，提高工作效率 ，从而尽可能降低受到的照射 时间防护 安徽省环境保护局 顾群 n53 单击此处编辑母版标 题样式 单击