辐射防护原则和方法ppt课件.ppt

核技术应用与辐射防护 第八章辐射防护原则和方法 引言 尽管核技术有着广阔的应用前景 但我们也应该充分认识到辐射是存在危险的 为了避免在核技术应用过程中造成不必要的危害 本章将着重讨论辐射防护的一些原则和方法 这些原则和方法是在长期实践过程中不断总结出来的 是广大核科技工作者经验及智慧的结晶 通过系统学习 有助于我们提高认识 树立信心 加速核技术应用的推广 8 1辐射防护基本原则 8 1 1辐射防护三原则 1 实践的正当性为了防止不必要的照射 在引进伴有辐射照射的任何实践之前 都必须经过正当性判断 实践的正当性就是对于一项实践 只有在考虑了经济 社会等各种因素之后 确认这种实践对受照个人或社会所带来的利益超过其付出的代价 包括可能引起的危害的代价 时 该实践才是正当的 对于不具备正当性的实践不应予以批准 辐射防护的最优化是对于来自任一辐射源的照射 在考虑了经济和社会等各种因素后 个人受照剂量的大小 受照射人数以及受照射的可能性都应保持在可合理达到的尽可能低的水平 这种最优化应该以个人所受剂量和潜在照射危险分别低于剂量约束和潜在照射危险约束为前提条件 2 辐射防护的最优化 个人剂量限值是指对个人所受的正常照射的剂量加以限制 防止确定性效应的发生 并使随机效应的发生率控制在可合理达到的尽可能低的程度 为了确保在正常情况下的剂量限值得以实现 有必要对个人可能受到的潜在照射危险也加以限制 使获准实践项目的所有潜在照射所致的个人危险与剂量限值处于同一数量级水平 3 个人剂量限值 个人剂量限值适用于实践所引起的照射 但不适用于医疗照射 也不适用于无任何主要责任方的天然源的照射 电离辐射防护与辐射源安全基本标准 规定 对于工作人员的职业照射 由审管部门决定的连续5年的年平均有效剂量不超过20mSv 任何一年中的有效剂量不超过50mSv 对于公众照射年有效剂量不应超过lmSv 特殊情况下 若5个连续年的年平均剂量不超过lmSv 则某单一年份的有效剂量可提高到5mSv 实践的正当性是在立项时由审管部门 环保 进行判断的 个人剂量限值已存在国际公认数值 因此 在辐射防护三原则的运用中 主要研究的是辐射防护的最优化 当然辐射防护最优化并不是唯一的 它是辐射防护三原则的组成部分 实践的正当性是辐射防护最优化的前提 个人剂量限值是最优化过程的约束条件 8 1 2最优化过程与影响因素 1 最优化过程的基本原则在考虑到经济和社会的因素之后 辐射源和包含产生辐射的各种实践的设计 计划以及其后的使用与操作 应按确保照射水平保持在可合理达到的尽可能低的原则进行 评价的主要标准应该是是否实现了辐射防护最优化 而不是评价是否超过个人剂量限值 不应该把个人剂量限值作为设计和安排的出发点 国际辐射防护委员会26号出版物已明确指出 个人剂量限值是不允许接受的剂量范围的下限 它不能直接作为设计和安排工作的依据 实践的设计 运行和退役等类别中最优化过程是不完全相同的 以运行辐射防护最优化举例 大体上可分为 初步评价 评价和建议 决策 基础数据的鉴别 对可合理达到的尽可能低的原则进行定期评审 反馈 2 最优化过程举例 1 组织者的安全政策和他对 合理达到的尽可能低原则 所负的责任 在贯彻安全政策方面 各级管理人员的素质和他的责任 2 生产和防护人员的数量及能力 3 训练方案和它的有效性 操作实践的质量和遵守操作规程的程度 4 安全设备的保障和适当的利用 即安全和信号系统的质量 有效性及适当的维护 工作人员对这些系统的恰当利用 3 运行段影响最优化的因素 5 有效的防护监测纲要 6 应急情况的准备 事故计划的适当性 7 整个辐射防护方案的定期评价 这种评价应当由无关的专家负责以保证其客观性 人的因素或受人为影响较大的因素占有重要地位 8 2辐射防护基本方法 对内照射的防护措施是减少放射性核素进入人体和加快排出 对外照射的防护通常采用 时间防护距离防护屏蔽防护在实际工作中 通常将上述3种防护手段组合应用 在不影响正常工作情况下 尽可能减少与放射源的接触时间 在不影响工作的前提下 如何减少受辐照时间 关键在于提高操作者的素质 而提高操作者素质最有效 最常用的办法就是坚持日常培训及演练 1 时间防护 2 距离防护 在正常工作情况下尽量采用远距离操作 距离放射源越远 接触的射线越少 受到的伤害也越少 距离防护可以借助于长柄夹 机械手等进行 在无法远距离操作的场所 使用机器人操作相对于摇控者而言仍属距离防护 3 屏蔽防护 射线在物质中可以被吸收和散射 即物质对射线有屏蔽作用 所以 可以在放射源与人员之间设置阻挡材料 使透过屏障的照射量率降低到适当的水平 由于时间防护和距离防护适应的范围以及可靠性都是有限的 因此屏蔽防护更广泛应用于辐射防护领域 并形成为一种专业理论和实践技术 屏蔽防护效果与辐射源强度 受保护人员与辐射源之间的距离 工作时间 屏蔽材料特性等因素密切相关 提高屏蔽防护效果最重要的方面是选择屏蔽材料 选择屏蔽材料时需要考虑的因素 所屏蔽线束的能量 与物质相互作用的性质 拟设屏蔽场所的空间特性 材料的性质和密度 材料是否经济 防护的均匀性 防护的持久性 光学透明性 常用的屏蔽材料有铅 水泥混凝土 含铅材料 包括铅玻璃 含铅胶皮等 铁 贫化铀 钨等 各种类型的防护服 其他 控源防护 在满足需要的情况下 应尽量选择活度小 能量低 容易防护的辐射源 并且在不影响照射目的的前提下 控制射线装置的出束面积和出束条件 尽可能减少照射量和照射面积 以减少辐射量 也是不需要花费防护代价的有效防护措施 在有的资料中 将上述措施称之为控源防护 与时间防护 距离防护 屏蔽防护并列 8 3辐射防护纲要 为了实现可合理达到的尽可能低的原则 必须制定和建立一个最优化的辐射防护纲要 纲要内容 健全的辐射安全组织严格的安全教育和训练合理的设施设计可靠的个人安全保障合适的个人防护设备有效监测计划周密的应急计划 8 3 1辐射安全组织 辐射安全组织的形式及规模与其所从事工作的相对危险程度有关 对辐射物质操作量和所用辐射源强度很少的单位 可以不必设置专门辐射安全人员 而由兼职人员管理 并请有辐射防护经验的辐射防护安全人员定期进行检查 对操作大量放射性物质和使用强辐射源的单位 应配备专职辐射安全人员并设置相应的辐射安全机构 辐射安全组织应建立完整的档案 以说明辐射安全与环境保护的状况 放射性同位素与射线装置台帐 个人剂量档案和职业健康监护档案应当长期保存 8 3 2辐射安全教育培训 放射性同位素与射线装置安全许可管理办法 第十三条至第十七条对有关辐射活动的单位所具备的条件中明确要求 从事辐射工作的人员必须通过辐射安全和防护专业知识及相关法律法规的培训和考核 辐射安全教育的要求与工作性质有关 职业照射人员 小于等于18项 管理人员 18项 8 3 3辐射防护设施设计 合适的辐射防护设施设计虽不能完全消除辐射照射和污染事故的可能性 但能够在很大程度上减少事故的可能性和危害程度 也能有效地降低不必要的照射 设施设计原则 辐射防护最优化 设施的布置要合理 严格控制污染的扩散和交叉 严格的出入口控制 必须设置减小污染向环境传播的设施 8 3 4职业照射控制 8 3 4 1剂量控制纲要 1 管理技术措施 制定书面的操作方法 明确规定需要采取的行动和行动水平 即运行限值 可能受到明显剂量照射的辐射工作应有适当的计划 并应得到相应监督级别的标准 即计划照射 只有经过适当训练或具有丰富经验的人 才准许进入高剂量率或可能产生高剂量率辐射的区域或污染区 即实行入口控制 一切伴有辐射发生的区域 设备和物件 均应设置电离辐射警示标志 在辐射水平超过一定数值时 发出灯光和声响等报警信号 用非放射性物质或复制品进行模拟演习 施加屏蔽 确保人与源之间有适当距离的栅栏或阻止人不适当的靠近源或进入到污染区的联锁门等 联锁系统应有自动保护 自动保护的设计应请质量保护专家进行审查并做出相应的检验 除此之外 还包括用于去除表面污染的去污设备 局部通风设备 通风柜或手套箱等 必要时采用限制放射性物质食入 吸入和吸收的防护衣具及呼吸保护用具 但在决定采用呼吸保护用具时 应权衡危害和利益 内照射和外照射 只有在利益明显大于代价时才采用 2 物质技术措施 电离辐射警示标志 8 3 4 2监督纲要 1 剂量和辐射监测 2 数据收集 3 质量保证 4 辐射安全分析 5 人员健康监督 8 3 5公众剂量控制纲要 排放和环境管理标准的确定处置设施的监察流出物监测环境监测 8 4各类放射源的防护 不同材料的屏蔽效果 常用的 放射源活度一般较低 自发辐射的能量一般低于7MeV 在空气中射程 6cm 穿不透皮肤表层 故没有外照射危险 但当源的活度很强时 伴随的其他辐射 如X和 射线 自发裂变及 n 反应产生的中子等 应考虑对光子和中子的屏蔽防护 有的 源还可能含有微量杂质 能产生很强的 辐射 应该引起注意 用作 活度测量和 能谱分析的电镀源 活性区表面往往没有覆盖层 必须特别注意使用这种源时造成的污染 8 4 1 放射源的防护 8 4 2 放射源的防护 粒子的穿透能力比同样能量的 粒子的约强100倍 能量超过70keV的 粒子即可穿透皮肤表层 常用的 放射源 除个别核素外 粒子的能量一般大于70keV 故应考虑 射线外照射的防护 放射性核素衰变时 常伴有 辐射或其他形式的光子 只有少数核素例外 粒子穿过周围物质时产生韧致辐射 其穿透能力比 粒子强的多 因此应用 放射源时不能忽视对光子的防护 先选用低原子序数的材料 以减少韧致辐射 外面再用高原子序数的材料屏蔽韧致辐射和其他光子 8 4 3 放射源的防护 射线的贯穿能力很强 其照射范围往往超出工作场所之外 形成对环境的污染 因此应用 放射源主要应防止外照射 硬X射线的防护与 辐射的防护相同 低能光子比较容易屏蔽 但是当辐射源活度 或辐射强度 较高时 不能忽略中子的防护 对光子进行屏蔽防护时应尽量选择原子序数高的材料 当然也要考虑经济的因素 8 4 4中子源的防护 中子的贯穿能力很强 使用中子源应着重外照射的防护 某些中子源能发射较强的 射线 因此必须要同时考虑其 射线的屏蔽 无论从改善屏蔽性能 还是从减少屏蔽重量考虑 均应将重材料布置在内层 而将含氢材料布置在外层 即首先要考虑 射线的屏蔽 然后再考虑中子的屏蔽 中子源几乎都是发射快中子 设计屏蔽层时必须用含氢较多的物质先将快中子慢化 然后用吸收截面大的物质将其吸收 最合适的吸收物质是锂和硼 它们不但对于热中子吸收截面大 而且俘获中子后放出的射线少 常用硼与石腊 或聚乙烯 均匀混合为中子屏蔽材料 也可用水或