内照射剂量的估算及防护.ppt

内照射剂量的估算 及防护 主讲：崔 莹 1 第八章 内照射剂量的估算及防护 内照射是放射性核素进入体内所产生的照射。当今测 的结果表明，工作人员已经摄入了过量的放射性物质 ，或被牵涉到可能吸入了过量的放射性物质时，应根 据监测的结果，估算所设计的那些核素在体内的积存 量和内照射剂量。根据内照射剂量的大小，调整和控 制今后的受照剂量，从而保证工作人员的受照剂量在 为他们所规定的剂量当量限值以下。 2 第八章 内照射剂量的估算及防护 没有包壳，有可能箱周围环境扩散的放射性物质，称为非密封放射性 工作。进行非密封放射性工作时，除了考虑缩短操作时间、增大与源 的距离和使用防护屏障，防止放射线对人体过量照射外，还应考虑防 止放射性物质进入人体所造成的内照射危害。 内外照射的特点 照射方式辐辐射源类类型危害方式常见见致电电离粒子照射特点 内照射多见见于开放源电电离、化学毒性、持续续 外照射多见见于封闭闭源电电离高能、X、n间间断 3 第八章 内照射剂量的估算及防护 内照射剂量估算比外照射剂量计算所涉及的因素更为复杂， 例如放射性核素所处的环境状态、物理化学性质、进入人体 内途径、个人代谢特点、所采用的计算模式等，都与内照射 剂量估算有关，因此，很难进行精确计算。 估算内照射剂量的方法通常有三钟： （1）通过全身计数器直接测量推算体内污染； （2）通过对排泄物的检测推算体内污染； （3）通过环境介质的检测推算体内污染。 4 第一节 估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念 一. 有效半衰期T 有效半衰期表示，进入体内或某一特定器官的放射性核素，由于生理代 谢作用和自发核转变，减少到初始量的一半所经历的时间。它的大小决 定于该核素的生物半衰期核物理半衰期。 某一核素的有效半衰期T与物理半衰期Tr、生物半衰期Tb的关系如下： 若、r、 b分别表示某核素的有效衰变常数、物理衰变常数及生物 衰变常数，利用0.693/T的关系，则有： 生物半衰期表示某种核素在全身或某一特定器官内，由于机体的生理代 谢作用而减少到初始量的一半所经历的时间。它与物理半衰期无关，仅 决定于元素的物理、化学性质。 5 第一节 估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念 一. 有效半衰期T 【例题】238U进入人的全身，Tr1.61012天，Tb100天。 求T和各为多少 解： 可见，物理半衰期远大于生物半衰期时，有效半衰期就等于生物半衰期 。一般地说，当两者相差20倍时，有效半衰期和有效衰变常数，由其中 较短的那个半衰期值所决定。 6 第一节 估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念 二. 有效能量和比有效能量 为了计算组织或器官剂量当量的方便，引入了有效能量的概念。 有效能量是指放射性核素及其子体在整个核转变过程钟，各次核转变发 射的某种电离辐射，授予组织或器官的能量Ei，与改种电离辐射的品质 因数Qi，相对危害因子Ni（即其他修正系数）及放射性核素转变链因子 （该传遍在转变总数中所占的百分数）Fi的乘积之和 7 第一节 估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念 二. 有效能量和比有效能量 在有效能量的基础上，ICRP提出了比有效能量SEE（TS）i的概念。它 把器官（或组织）分为源器官（或组织）和靶器官（或组织）。放射性 核素摄入体内后，含放射性核素显著的器官称为源器官，吸收辐射的器 官称为靶器官。源器官和靶器官可以时同一器官也可以时不同器官。 比有效能量是指在源器官（S）内，每次核转变所发射的某一特定的辐 射i，授予每克靶器官（T）的能量（兆电子伏），并用平直因数进行适 当的修正的值： 8 第一节 估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念 二. 有效能量和比有效能量 放射性核素j每次核转变时产生辐射i的产额； 辐射i的能量或其平均能量（MeV）； 在源器官S中，每发射一次辐射i，靶器官T所吸收的辐射能量的 份额； 相应于辐射i的品质因数 靶器官的质量 比有效能量 9 第一节 估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念 二. 有效能量和比有效能量 有效能量和比有效能量两者的主要区别在于：前者主要考虑了沉积在器 官内的放射性核素，在核转变过程中所发射的辐射授予该器官的有效能 量；后者主要考虑沉积于靶器官的放射性核素在核转变过程中所发射的 辐射授予每克靶器官的有效能量外，还考虑了其他源器官发射的辐射对 每克靶器官有效能量的贡献。 用比有效能量来计算器官内照射剂量比用有效能量更精确些，但计算更 为复杂。从数值的差别来看，主要在于穿透能量较强的辐射。对于穿 透力若的、射线，一般均可被源器官所吸收。因此对于源器官的剂 量当量计算结果，两者相差不大。 10 第一节 估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念 三. 参考人 参考人是在辐辐射防护护上，为为了在共同的生物学基础础上计计算放射性核素 的年摄摄入量限值值而规规定的一种假想的成年人模型，其解剖的与生理的特 性具有典型性，即能代表从事辐辐射工作的一般成年人。ICRP提出的参 考人的参数已为为国际际上所采用。 参考人所代表的时时普通成年人，未考虑虑个体的差异。在采用参考人的数 据估算内照射时时，应应根据具体人的身体特征，如性别别、体重、身高等 进进行修正，特别时对别时对 儿童，更应应如此。 11 第一节 估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念 四. 关键器官 关键键器官是指因辐辐射损伤损伤 将导导致人体的最大损伤损伤 的那些器官。 确定关键键器官的标标准是： （1）放射性物质质的浓浓度积积累得最大的器官； （2）影响全身健康的器官； （3）在放射性核素进进入人体的途径中易受损伤损伤 的器官； （4）对对放射性最敏感的器官。 12 第一节 估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念 四. 其他常用术语 （1）体内污污染途径是指放射性物质质通过过吸入、食入、皮肤渗透或皮肤 伤伤口进进入体内的途径。此外还还包括吸入的放射性物质质由气管排出后由 被咽下这这一途径。 （2）摄摄入量是指进进入鼻或口的放射性核素的量， 单单位为贝为贝 克（或微居里） （3）吸收量是指被吸收到细细胞外体液中的放射性核素的量， 单单位为贝为贝 克（或微居里） （4）沉积积量是指存在于所考虑虑的器官中放射性核素的量， 单单位为贝为贝 克（或微居里） 13 吸入 呼出 肺 淋巴结结 皮下组织组织 细细胞外体液 肾肾肝 沉积积器官 皮肤 伤伤口 胃 肠肠 道 尿 粪粪 汗 放射性核素在体内的主要代放射性核素在体内的主要代谢谢谢谢途径途径 食入 14 第一节 估算内照射剂量所需要的 基本参数及基本概念 四. 其他常用术语 （5）最大容许积许积 存量：当放射性核素进进入人体内后，不同的核素在体 内分布不同，在某一器官中，由于放射性核素积积存而接受的剂剂量当量率 ，达到适用于该该器官的最大容许剂许剂 量当量率时时，这这个积积存量称为该为该 器 官内的最大容许积许积 存量。 “沉积积量”与“积积存量”： “沉积积量”仅仅用于描述放射性核素到达某一器官，只能说说某一器官的沉 积积量，不能说说全身的沉积积量。 “积积存量”可用于某个器官，也可用于全身。 15 第二节 估算内照射剂量的基本公式 估算内照射剂量的程序 （1）确定放射性核素进入体内的途径、种类及其物理化学性质； （2）利用有关检测数据（环境检测数据、人体排泄物如尿、粪和 鼻拭的测量数据、整体测量数据等），推算体内积存量； （3）由积存量推算人体或器官所受的剂量。 16 第二节 估算内照射剂量的基本公式 一.两种不同的摄入模式 （1）连续摄连续摄 入 连续摄连续摄 入又称慢性摄摄入，是指每年绝绝大多数日子里，以相当恒定的速度摄摄入 放射性核素，体内的积积存量随着时间时间 而增长长。 （2）单单次摄摄入 单单次摄摄入是指持续时间续时间 不超过过几小时时的摄摄入。这时这时 血液中的吸收率在摄摄入 后很快消失，而器官内的积积存量q(t)迅速上升，当摄摄入停止后又逐渐渐消失。 （2）短期内多次反复摄摄入 当第一次发发生污污染时时，完全和单单次摄摄入相似，实际处实际处 理时时，可视为单视为单 次摄摄 入的特例。如果摄摄入时间时间 隔三、四隔有效半衰期，则则把每次摄摄入作为单为单 次吸收处处 理，然后叠加；或者若知道在T天内吸入的总总量A微居里，按平均每天A/T微居里来 处处理。 17 第二节 估算内照射剂量的基本公式 二.基本公式 （1）剂剂量当量H的计计算 式中 ： 有效能量（MeV） 关键键器官的质质量（kg）（具体值值可查查表得到） 1微居里的每天核转变转变 数 每兆电电子伏的焦耳数 照射量，它等于关键键器官或组织组织 中积积存量qe(t)的时间积时间积 分（微居里天 ）18 第二节 估算内照射剂量的基本公式 二.基本公式 （2）照射量Q 对对于不同的照射模式，Q可用下式计计算： qe(t) 初始沉积积后第t天放射性核素在关键键器官中的积积存量（微居里） 式中 ： 通常测测量到的不是qe(t)，而是t时时刻全身的方设设想核素含量q(t)，则则上式变为变为 ： f2 关键键器官内某放射性核素的含量在全身所占的分数 式中 ： 19 第三节 内照射防护的一般原则 和基本措施 造成内照射的原因，通常是因为为吸入被放射性物质污质污 染的空气、饮饮用 被放射性物质污质污 染的水，食入被放射性物质污质污 染的食物或者在发发生事 故的情况下放射性物质质从伤伤口进进入体内。 内照射不同于外照射的显显著特点是，即使停止接触放射性物质质以后，已 经进经进 入体内的放射性核素，仍将产产生照射。特别别是有效半衰期很长长的 核素，如235Pu等，在体内排泄极慢。 内照射防护护的基本原基本原则则则则是采取各种措施，尽可能地隔断放射性物质进质进 入人体内的各种途径，在“可以合理做到”的限度内，使摄摄入量减少到容 许标许标 准以下尽量低的水平。 20 第三节 内照射防护的一般原则 和基本措施 放射性粉尘尘或放射性气体逸入空间间，可能造成工作场场所空气的严严重污污 染。空气污污染是造成的放射性物质经质经 呼吸道进进入体内的主要途径，其 基本的防止措施是： 1.1. 包容包容 是指在操作过过程中，将放射性物质质密闭闭起来，如采用通风风 橱、手套箱等，均属于这这一类类措施。在操作强放射性物质时质时 ，应应在 密闭闭的热热室内用机械手操作。对对于工作人员员，可用工作服、鞋、帽 、口罩、手套、围围裙、气衣等方法，将操作人员围员围 封起来，以防止 放射性物质进质进 入体内 一. 防止放射性物质经呼吸道进入体内 21 第三节 内照射防护的一般原则 和基本措施 2.2. 隔离隔离 就是分隔，根据放射性核素的毒性大小、操作量多少和操作 方式等，将工作场场所进进行分级级、分区管理。 一. 防止放射性物质经呼吸道进入体内 3. 3. 净净净净化化 是采用吸附、过滤过滤 、除尘尘、凝聚沉淀、离子交换换、蒸发发、 贮贮存衰变变、去污污等方法尽量降低空气、水中放射性物质浓质浓 度，降低 物体表面放射性污污染水平。 空气净净化就是根据空气被污污染的性质质的不同，分别别可以选选用吸附 、过滤过滤 、除尘尘等方法降低空气中的放射性气体、放射性粉尘尘的浓浓度 。 4.4. 稀稀释释释释 是在合理控制下利用干净净的空气或水使空气或水中的放射性 浓浓度降低到控制水平以下 22 第三节 内照射防护的一般原则 和基本措施 一. 防止放射性物质经呼吸道进入体内 在污污染控制中，包容、隔离、净净化是主要的，稀释释是次要的。 对对于非密封放射工作场场所，应应有良好的通风风，并合理的组织组织 气流，以保 证证每小时时房间间有足够够的换换气次数。 固体废废物应应集中到临时临时 存放和包装固体废废物的场场所。 在工作人员员逗留或通过过的地点，应应安装一些监测仪监测仪 表，当外照射水平超 过过有关限值时值时 ，发发出警报报。 建筑物的结结构材料，除考虑虑一般机构特性外，还应还应 具有较较好的耐辐辐照、 耐火性能，对贯对贯 穿性辐辐射，还应还应 具有较较好的屏蔽性能。 23 第三节 内照射防护的一般原则 和基本措施 防止放射性经经口进进入体内，主要是防止衣物和水源污污染。 二. 防止放射性物质经口进入体内 应应特别别重视视的是防止水源污污染。放射性物质质不经过处经过处 理，大量排入江 河、湖泊、或注入地质质条件差的深井，都可能在城地面水或地下水源的 严严重污污染。某些水生植物和鱼类鱼类 能浓浓集某些放射性核素，经过经过 食用， 而造成人体内放射性核素的沉积积。 在设计设计 和控制排放量时时，应应取10倍的安全系数。 三. 建立内照射检测系统 应对应对 工作环环境和周围环围环 境中的空气、水源、有代表性的农产农产 品进进行常 规监测规监测 ，以便及时发时发 下操作中的问题问题 ，改进进防护护措施。 24 第三节 内照射防护的一般原则 和基本措施 （1）.非密封放射工作场场所的分级级 四. 放射工作场所的分级、分区 根据各种放射性核素的毒性大小，在国标GB18871-2002中把放射性核素的毒性分 为四组：极毒组、高毒组、中毒组、低毒组 式中 Ai i中元素的活度 Gi 放射性核素毒性组别修正因子 Fi 操作方式与放射源状态修正因子 按照操作放射性核素的日等效最大操作量把非密封放射工作场所分为甲、乙、丙 三级。放射性核素日等效最大操作量用下式计算 25 第三节 内照射防护的一般原则 和基本措施 （1）.非密封放射工作场场所的分级级 四. 放射工作场所的分级、分区 非密封放射工作场所的分级 放射性核素毒性组别修正因子 级别级别甲乙丙 日最大操作量/Bq410921074109豁免活度值值以上2107 毒性组别组别极毒高毒中毒低毒 毒性组别组别 修正因子1010.10.01 26 第三节 内照射防护的一般原则 和基本措施 （1）.非密封放射工作场场所的分级级 四. 放射工作场所的分级、分区 操作方式与放射源状态修正因子 操作方式放射源状态 表面污染水平 较低的固体 液体、溶液、 悬浮液 表面有污染的 固体 气体、蒸汽、 粉末、压力很 高的液体、固 体 源的贮存1 000100101 很简单的操作1001010.1 简单操作1010.10.01 特别危险的操 作 10.10.010.001 27 第三节 内照射防护的一般原则 和基本措施 （2）.放射工作场场所的分区 四. 放射工作场所的分级、分区 在线性的基本安全标准GB18871-2002中将工作场所分成控制区和监督区， 其定义或作说分区的原则和方法分别为： 控制区：需要和可能需要专门防护手段和安全措施的区域，以便控制正常 工作条件下的正常照射或防止污染扩散，并预防潜在照射或限值潜在照射 。 监督区：是未定为控制区，通常不需要专门防护手段或安全措施，但需经 常对职业照射条件进行监督和评价的区域 28 第三节 内照射防护的一般原则 和基本措施 四. 个人安全操作及事故处理 在进行开放型放射性操作时，即使具备了良好的建筑设施和室内配备， 如果不遵守安全操作规程，仍然达不到安全防护的目的。甚至一次放射 性事故便可造成终身超剂量照射，或造成工作场所的严重污染。 1. 个人安全造作的卫生要求 （1）在进行开放型放射性工作时，应穿好工作服和工作鞋等，必要时 加其他防护用具；被放射性污染的防护用具，不得带出放射性工作场所 。 （2）严禁在放射性工作场所进食、饮水、吸烟和存放食物。 29 第三节 内照射防护的一般原则 和基本措施 四. 个人安全操作及事故处理 1. 个人安全造作的卫生要求 （3）避免使用容易割破皮肤的容器和玻璃器具。手若有小伤，需清洗 干净，妥善包扎后，戴上乳胶手套才能进行水平较低的放射性操作；如 伤部较大或有严重伤风感冒，需停止工作。 不准用有机溶剂洗手和涂抹皮肤，否则会增加放射性物质的渗透性。如 果皮肤被污染时，切忌用有机溶剂洗涤。 （4）在甲级放射性工作场所或粉尘操作完毕后，必须严格执行卫生通 过制度。（更衣、吸收、淋浴、进行污染检查，合格后离开） 30 第三节 内照射防护的一般原则 和基本措施 四. 个人安全操作及事故处理 2. 安全操作的进本内容 （1）工作人员在操作放射性物质前，应充分做好准备工作 （拟定计划、检查仪器、