外照射屏蔽计算方法.ppt

第5章 外照射防护 (External Radiation Protection),密封源： 正常工作状态下没有开封或破损的可能性 不会因泄漏、渗透等导致逸出或扩散的放射源,有足够强度的包壳 正常使用条件下不污染设备、环境 分类： 点源、线源、平面源、园柱源等（按形状） 检查源、照射源、标准源（按活度不确定度）,放射源,常用源： 210Po、238Pu、239Pu、241Am、237Np、235U、 238U等 制作： 电镀法：将放射性物质沉积在金属托盘上，表面镀薄层纯金或云母 作业：放射源用于烟雾探测器的原理？,放射源,常用源： 3H、14C、22Na、45Ca、55Fe、58Co、63Ni、137Cs、85Kr、90Sr-90Y等 制作（电镀法、陶瓷法）： 金属特性的放射性核素：电镀法沉积在金属托盘上，外加保护层密封。 Sr、Cs可以烧结在陶瓷中 H、C可以制成有机玻璃。 用途：参考源、测厚源等,放射源,常用源：60Co、137Cs、192Ir、 制作：不锈钢或铂铱合金密封壳 用途：医疗照射、工业照射、工业照相及辐射仪表等,辐射场,定义： 辐射源产生的发生电离辐射作用的空间范围 组成粒子的类型、方向分布、能量分布 分类：单一场、混合场,内外照射的不同特点,外照射防护基本原则,（1）时间防护(Time) 累积剂量与受照时间成正比 措施：充分准备，减少受照时间,（2）距离防护(Distance) 剂量率与距离的平方成反比 措施：远距离操作 任何源不能直接用手操作； 注意射线防护,外照射防护基本原则：,（3）屏蔽防护(Shielding) 设置屏蔽体 屏蔽材料和厚度的选择： 辐射源的类型、射线能量、活度等,屏蔽材料选择的一般原则,屏蔽方式,固定式：防护墙（迷路）、防护门、观察窗 移动式：包装容器、手套箱、防护屏 铅砖、铅围裙、眼镜等,窄束射线在物质中的减弱规律,窄束的概念（narrow beam）： 不包含散射成分的射线束,单能射线在物质中的减弱规律,I，I0：设置屏蔽前后的剂量率（强度） d：屏蔽层厚度（cm）,线衰减系数：Linear attenuation coefficient（cm-1）,质量衰减系数（cm2/g）,两个常用的概念,能谱的硬化： 随着通过物质厚度的增加，不易被减弱的“硬成分”所占比重越来越大的现象。,平均自由程： 线减弱系数的倒数称为光子在物质中的平均自由程。即=1/。 表示光子每经过一次相互作用之前，在物质中所穿行的平均厚度。,宽束(broad beam) 辐射的衰减,B：累积因子（build-up factor) 描述散射光子影响的物理量。 表示某一点散射光子数所占份额 B取决于：光子能量，屏蔽材料的原子数， 屏蔽层厚度，屏蔽层几何条件 B值可以查表求得,屏蔽计算中常用的几个参数,减弱倍数K ： 辐射场中某点处没有设置屏蔽层时的当量剂量率H(0)，与设置厚度为d的屏蔽层后的当量剂量率H(d)的比值。 K = H(0)/H(d) = ed/B(E，d) 表示屏蔽材料对辐射的屏蔽能力。 无量纲。,半减弱厚度与十倍减弱厚度,半减弱厚度1/2：half value thickness 将入射光子数减弱一半所需的屏蔽层厚度,十倍减弱厚度1/10 ：tenth value thickness 将入射光子数减弱到十分之一所需的屏蔽层厚度,常用射线的1/2， 1/10 （cm）,点源的屏蔽计算,直接用公式计算,利用减弱倍数法计算,利用半减弱厚度计算 令K=2n，则n=logK/log2 屏蔽厚度d=n 1/2,例题1 将Co-60所产生的剂量减弱2000倍，所需铅防护层厚度是多少？,解：已知K=2103， 查表得Co-60的1/2 =1.2cm 则：n=（log 2103)/log2=11 R=n1/2 =11 1.2=13.2cm,例题2 要建筑一个Co-60辐照室，源活度为3754居里，墙外容许照射率为0.25mR/h,若用混凝土建筑，需要屏蔽墙的厚度是多少？,解：A=3754Ci, =1.32 Rm2/hCi R=3m, X=0.25mR/h 无屏蔽时，墙外的照射量率为,减弱倍数为 K=X0/X=(5.05105 )/0.25=2.02106 查表：Co-60平均能量为1.25MeV, 需要混凝土的厚度约为145cm,P,例题3 欲将放射性活度为3.71014Bq的60Co辐射源置于一个铅容器中，要求容器表面的当量剂量率小于210-3Svh-1，容器表面1m处的当量剂量率应小于10-4Svh-1。设容器表面到源的距离为25cm，求铅容器的屏蔽层厚度。 (查表得(60Co)=2.503 10-18Ckg-1m2Bq-1 s-1),安全防护系统-对照射装置的防护,构成： 由警告信号和安全联锁两部分 警告信号： 音响信号（警铃、警笛或广播） 显示信号（闪烁的或连续的） 安全联锁：起自动保护作用 控制操作室-防护门开关-升降源装置 经常的检查和维护,放射性工作场所控制区的标志,射线的防护,一般射线的能量70keV，可穿透皮肤表层，故要注意外照射防护。 射程（Range；R）： 带电粒子在物质中沿其入射方向所穿过的最大直线距离。 屏蔽材料的厚度等于粒子在该材料中的最大射程时，即可屏蔽所有粒子。 一般操作的防护要求： 几兆Bq源：戴手套、眼罩，使用聂子等工具 较强源：长柄工具操作，R的有机玻璃屏,辐射屏蔽,（1）最大射程法： 经验公