辐射防护第9章ppt课件.ppt

第9章辐射防护监测 辐射防护监测是指为估算和控制工作人员和公众所受辐射剂量而进行的测量 它是辐射防护的重要组成部分 在辐射防护计划中 监测必然起着主要的作用 凡是伴有辐射照射的一切实践和设施的选址 设计 运行和退役都必须按照国家有关规定 开展辐射监测 辐射监测的结果是估算工作人员和公众受照剂量 确认工作场所和环境的安全程度 进行辐射安全评价和辐射防护最优化分析不可缺少的资料 也是采取辐射防护和安全管理措施的依据 1 辐射监测的特点 1 监测介质的放射性水平很低 要求监测仪器灵敏度高 测量中需要低水平放射性测量和微量分析技术 2 监测的对象复杂 有空气 水 生物 土壤 食品 物体表面等 且干扰因素多 因此需要多种有关样品采集 处理 测量和分析的技术 3 分析测量样品多 且要求速度快 因此 有些情况下还需配备自动监测和数据处理系统 2 第9章辐射防护监测 9 1辐射监测的分类9 2个人剂量监测9 3 工作场所监测9 4 环境监测9 5 流出物监测9 6事故监测9 7 剂量评价 3 考虑到辐射防护的目的是保证公众和工作人员生活在安全的环境中 所以 辐射防护监测的对象就是人与环境两大部分 按监测对象的不同 监测可以分为以下几类 个人监测工作场所监测环境监测流出物监测事故监测 9 1辐射监测的分类 9 1辐射监测的分类 4 按监测目的的不同 监测又可以分为以下三类 1 常规监测 是在正常情况下的定期或不定期的监测 主要目的是证实工作场所的工作条件和环境是安全的 常规监测包括在现场某些位置设置固定的能报警的检测装置 它们能及时发现异常或紧急情况 如临界事故或强放射源不能复位回到屏蔽容器等情况 以便及采取适当的应急措施 2 操作监测 是对某一项专门的操作或工艺过程的检查 3 特殊监测 用于为控制工作环境而现有测量资料不够充分的工作场所 也可用于有事故发生或怀疑其发生的异常情况下 目的在于提供更详细的资料 以便阐明问题所在 因此 特殊监测应该有一个明确的目标和期限 一旦达到目的就应恢服常规或操作监测 9 1辐射监测的分类 9 1辐射监测的分类 5 9 2个人剂量监测 按国家法规要求 职业受照人员应接受个人剂量监测 任何在控制区工作的工作人员 或有时进入控制区工作并可能受到显著职业照射的工作人员 或其职业照射剂量可能大于5mSv a的工作人员 均应进行个人监测 对在监督区或偶尔进入控制区的工作人员 如果预计其职业照射剂量在1 5mSv a范围内 则应尽可能进行个人监测 ICRP第75号出版物 对所有受到职业照射的人员都应该进行个人剂量监测 除非很清楚其剂量将一直很低 即 对于受照剂量始终不可能大于1mSv a的工作人员 一般可不进行个人监测 6 个人剂量监测 个人外照射监测 皮肤污染监测 个人内照射监测 9 2个人剂量监测 7 9 2 1 个人外照射监测 目的 评定 记录和限制工作人员的剂量 或当事故发生时 测出并估算受照人员所受的剂量 原则 并不是任何外照射条件下都需要进行个人剂量监测 只对受照剂量达到一定水平或偶尔可能发生大剂量照射的地方 进行个人剂量监测 9 2个人剂量监测 8 监测手段 仪器选择 X或 射线 直读式袖珍剂量计 热释光剂量计 射线 胶片剂量计和热释光剂量计 中子 固体径迹剂量计 热释光剂量计等 足够灵敏 合适的量程 体积小 重量轻 性能稳定等 9 2个人剂量监测 9 常规个人剂量计与电子剂量计 要开展个人剂量监测 就要为每位工作人员提供合适的累积剂量计 当工作场所的剂量率变化很大 有可能超出十倍以上时 为了有效地控制剂量 还应给工作人员佩戴具有报警功能的直读式剂量计 9 2个人剂量监测 10 个人剂量计的佩戴位置 在大多数情况下 佩戴在躯干部位的单个剂量计就足够用来评价个人剂量 对于强贯彻辐射 剂量计应佩戴在躯干部位的剂量率最高的位置 对于来自前方的入射辐射 或者旋转对称或者各向同性的辐射入射 剂量计应佩戴在躯干的前面 在腰与肩之间 对于用于评价眼睛晶状体剂量的剂量计则应佩戴在眼部附近 例如前额或帽子上 9 2个人剂量监测 11 肢端剂量计的佩戴 在肢端最大剂量比全身表面的剂量高出十倍时 应佩戴一个或多个的肢端剂量计 佩戴部位应为有可能接受到最高剂量的位置 9 2个人剂量监测 12 佩戴部位 监测周期 胸部 头部 腹部 手与前臂 一周 两周 一个月 一个季度 9 2个人剂量监测 放射工作人员佩戴的法定个人剂量计至少每季度测量一次 每年有四个数据记入其个人剂量档案 个人剂量数据终生存档 既作为评价辐射防护效能的重要参数 也作为评估放射工作人员受到辐射危害情况的依据 13 法定 的个人剂量计 常用的无源个人剂量计包括热释光剂量计 光激发光剂量计 胶片剂量计 玻璃剂量计等 由于这些剂量计的灵敏度高 重复性好 能量响应特性好 无电磁干扰等优点 因此 它们通常用作 法定 的个人剂量计 由于该类型剂量计无法直读 需要相应的配套设备如剂量测量系统来获取剂量计的数据 9 2个人剂量监测 14 个人剂量计的选择 电子式剂量计 电子剂量计可以以比常规监测高得多的频率给出个人所受到的剂量 电子个人剂量计又称实时个人剂量计 这种剂量计应该仅用于剂量控制目的 通常不能替代由审管部门指定的用于剂量记录目的的剂量计 为了保证在高剂量率场所工作的人员能及时了解他们受到的累积剂量和所在工作环境的辐射水平 除了佩带法定的剂量计 如TLD或胶片剂量计 外 还应配带一个袖珍式电子个人剂量计 这种剂量计能显示场所剂量率和剂量计起动后所受的累积剂量当量 并设有阈值可调的累积剂量和剂量率报警阈 当累积剂量或剂量率超过报曾阈值时 可发生声光报警信号 从而根据实际的剂量计响应情况采取适当的防护措施 9 2个人剂量监测 15 热释光原理 晶体 剂量片 被电离照射时 入射的光子能量为h 1 引起电离 部分获得足够能量的电子由价带跃迁到导带并在价带中形成空穴 记忆 功能 加热时 电子与空穴迅速复合 发出的光子能量为h 2 在上述过程中产生的光叫热释光 9 2个人剂量监测 16 几种热释材料的能量响应曲线 17 18 常见个人计量监测系统 Harshaw 热风加热 并且可作线性升温控制以LiF Mg Ti 为主LiF Mg Cu P 在推出中监测对象全面 包括中子 肢端等 质控好 经验多 9 2个人剂量监测 19 常见个人计量监测系统 Panisonic 光加热 并且可作线性升温控制以CaSO4 Tm 和LiB4O4 Cu 为主监测对象全面 包括中子 肢端等 质控好 经验多 9 2个人剂量监测 20 常见个人计量监测系统 ChiyodaRPL玻璃剂量计系统 辐射光致发光紫外激光激发磷酸盐银激活玻璃剂量计可反复读测高灵敏 衰退小适于环境和个人监测对象目前还不包括中子 9 2个人剂量监测 21 常见个人计量监测系统 LandauerOSL剂量计系统 Inlight200系统光激发光发光二极管激发Al2O3 C可反复读测高灵敏 衰退小适于环境和个人监测对象目前还不包括中子 9 2个人剂量监测 22 常见个人计量监测系统 国内 RGD系列北京核仪器厂等研究 实验 小规模常规监测 9 2个人剂量监测 23 9 2 2个人内照射监测 监测对象 天然铀 钍矿的开采 粉碎和精炼 经常从事天然铀 浓缩铀的加工及燃料元件的制造 操作铀 钚等的后处理车间 操作大量气态或挥发性放射性物质的场所 如发光粉涂料车间 操作碘同位素及重水堆中氚的氧化物等 9 2个人剂量监测 24 内照射剂量监测 实质上就是用生物样品 主要是尿 粪 也有用汗液 呼出气体等 分析法和采用全身或部分身体器官的放射性活度计数装置的直接测量法 测得体内 或某一器官 的放射性活度 然后利用这些测量结果 根据摄入物质的物理化学性质和生物学特性计算出摄入的放射性物质对人体造成的有效剂量 或某个器官的当量剂量 当不能用生物样品的分析结果和全身或器官的放射性活度的测量结果去估算体内 某一器官 的放射性活度时 也可以根据工作人员所处环境空气中的放射性物质浓度来估算摄入量 9 2 2个人内照射监测 9 2个人剂量监测 25 个人内照射监测方法 1 活体测量 或称直接测量 即利用仪器直接测定人体全身或特定器官内的放射性核素的种类及其量 其优点是快速 方便 灵敏 其局限性是只能测定发射 辐射 高能 粒子的核素 后者是测量由 粒子产生的韧致辐射 和某些伴随特征X射线的 核素 2 离体测量 或称间接测量 即对生物样品中的放射性核素进行测量 其优点是不受辐射类型的限制 即使不发射 X射线的 核素或低能 核素也能分析 其缺点是一般需要花时间进行样品处理 排泄物样品收集也比较麻烦 测量误差比较大 3 实物样品的测量 如从个人空气取样器或固定空气取样器取下的滤样 或者表面擦拭样 9 2个人剂量监测 26 9 3工作场所监测 工作场所监测一般包括 9 3 1中子 X 外照射监测9 3 2表面 特别是地面 污染监测9 3 3空气污染监测 9 3工作场所监测 27 9 3工作场所监测 工作场所辐射防护监测的目的在于保证工作场所的辐射水平及放射性污染水平低于预定要求 以确保工作人员处于合乎防护要求的环境能及时发觉偏离上述要求的情况 以及时纠正或采取补救的防护措施 从而防止或及时发现超剂量照射事件的发生 9 3工作场所监测 28 9 3 1 工作场所的外照射监测 中子 X 和中子的外照射 监测的方法 固定或可移动的辐射监测仪 电离室 G M计数管 闪烁体等 监测的频度 与辐射场的变化频度相关 9 3工作场所监测 29 9 3 1 工作场所的外照射监测 监测的频度 与辐射场的变化频度相关 9 3工作场所监测 1 若工作场所的防护屏蔽或所进行的操作过程预计不会发生重大改变 则应出于验核的目的只进行偶尔的常规监测 2 在预期工作场所里的辐射场变化不可能很迅速或很激烈时 那么只要进行定期的或偶尔的核对性测量 主要在预先设定的点上 就可以充分而又及时地发出警报 或者也可以使用个人监测的结果 3 在辐射场可能迅速地和不可预见地增大到严重的高剂量水平时 除使用个人剂量计以外 还需要使用报警系统 工作场所或佩带在身上 以防止短时问内出现大剂量当量累积的危险 30 9 3 2表面污染监测 主要辐射类型 监测的方法 直接测量 表面污染仪间接测量 擦拭法 不易测量 高本底 表9 11 表面污染控制水平 9 3工作场所监测 31 9 3工作场所监测 1 手 皮肤 内衣 工作袜污染时 应及时清洗 尽可能清洗到本底水平 其他表面污染水平超过表中所列数值时 应采取去污措施 2 设备 墙壁 地面经采取适当的去污措施后 仍超过表中所列数值时 可视为固定污染 经审管部门或审管部门授权的部门检查同意 可适当放宽控制水平 但不得超过表中所列数值的5倍 32 9 3 3 空气污染监测 放射性气溶胶的测量 放射性气体测量 气溶胶 气体中悬浮有固体或液体微粒 监测方法 空气取样器 空气污染监测的任务 是对工作场所内的气载污染物 一般包括惰性气体和氚 气溶胶 碘 的种类和浓度进行测量 9 3工作场所监测 33 9 4 环境监测 辐射监测 为了评估和控制辐射或放射性物质的照射 对剂量或污染所完成的测量以及对测量结果所作的分析和解释辐射环境监测 对辐射源所在场所的周界之外的环境进行的辐射监测常规监测 在预定场所按预定的时间间隔进行的监测应急监测 在应急情况下 为查明放射性污染情况和辐射水平而进行的监测 9 4环境监测 34 辐射环境监测技术规范 行业标准 HJ T61一2001 由国家环境保护总局科技标准司提出 本规范确定了辐射环境质量监测 辐射污染源监测 放射性物质安全运输监测以及辐射设施退役 废物处理和辐射事故应急监测等监测项目 监测布点 采样方法 数据处理 质量保证 9 4环境监测 35 环境监测的目的 为了检验环境介质及该环境的生物是否和国家的或地方的有关规定相符合 并用于评价人为活动 如核材料循环 核技术和同位素应用等 引起的环境辐射的长期变化趋势等 9 4环境监测 36 环境监测的具体目的 在正常情况下 环境监测的主要目的是 检验其环境介质是否符合环境标准和其他运行限值 评价控制放射性物质向环境中释放的设施的效能 估算环境中辐射和放射性物质对人的真实的和可能产生的照射 验证环境评价模式 探测放射工作单位运行过程中引起的任何可能的长期变化或趋势 9 4环境监测 37 9 4 1环境监测分类 管理角度 监督性环境监测和排污单位监测运行状态 正常状态监测和事故应急监测运行阶段 运行前的 运行时的 事故应急的和退役的 9 4环境监测 38 9 4 1环境监测分类 监督性环境监测是由环境保护行政主管部门或所授权的单位负责进行 其主要任务是 a 对所监管地域的环境辐射总体质量进行监测 为公众提供安全信息 因此也可称为环境质量监测 b 监测污染源的排放情况 检查排污单位的监测工作及其效能 排污单位监测是指围绕设施的附近环境由排污 营运 单位负责进行的环境监测 其主要任务是监测本单位的运行和排放对周围环境所造成的可能影响 9 4环境监测 39 国家辐射环境监测网辐射环境自动监测站 25个点 40 国家辐射环境监测网陆地 辐射监测点位 共318个点 41 国家辐射环境监测网水体辐射监测点位 共70个监测断面 42 国家辐射环境监测网土壤辐射监测点位 共175个采样点 43 国家辐射环境监测网核安全预警点位共23个点 44 9 4 3应制定一个环境监测方案 环境监测方案与被监测设施规模的大小和性质有关 不是每一个操作放射性物质或处置放射性废物的设施都必须有环境监测计划 对于排放量很小的设施 不必制定环境监测计划 但在开工前 仍有必要提出环境评价报告 9 4环境监测 45 辐射环境污染源监测的一些原则 凡是不能被国家法规所豁免的辐射源和实践 均应按法规要求进行适当和必要的环境监测 环境监测的内容和要求 应视伴有辐射设施的类型 规模 环境特征等因素的不同而不同在制定环境监测方案时 应根据辐射防护最优化原则和辐射环境污染源及周围环境的具体特征有针对性地进行优化设计 并随着时间的推移 在经验反馈的基础上进行不断的改进 凡是同一场址有多个污染源的伴有辐射设施应遵循统一管理和统一规划的原则 9 4环境监测 46 实施方案主要步骤 47 辐射环境质量监测内容 虽然不同阶段和不同部门的监侧方案有所不同 但它们涉及的基本内容一般包括以下几个方面 1 监测介质 一般包括空气 水体及水生物 土壤及沉积物 动植物及其产品等 2 监测内容 总活度 核素分析 剂量或剂量率 环境介质中核素活度 沉降率等 3 监测地点 取样或监测点的分布 4 监测频度或时节 5 取样 测量样品的量 6 取样和测量方法及技术 7 质量保证计划 9 4环境监测 48 环境监测方法按其取样方式可分为 就地监测实验室监测 就地监测时不改变欲测样品在环境中的状态 实验室监测是取样到实验室进行分析和测量 在大多数情况下 实验室监测方法是环境监测的主要方法 它能更精确地分析和测定放射性核素的浓度 描述其空间分布 也能提供放射性核素的化学和物理形态 其缺点是取样和分析工作量大 测量结果的解释较为困难 9 4环境监测 49 就地监测按测量射线的种类可以分为 和 以及中子的监测 其中以 为主 射线监测又可分为 辐射照射量或剂量监测和 放射性浓度的监测实验室监测方法包括样品的收集和制备以及物理测量 环境样品测量方法与其他放射性样品的测量方法在原则上并无差异 但也有其特点 这些特点主要是放射性浓度很低和欲测介质的种类多 成分复杂 因此 需要考虑测量精度的影响因素 9 4环境监测 50 9 5流出物监测 流出物监测已成为环境监测和现场监测等平行的独立监测项目 它是环境监测和场所监测的交接部 流出物的监测一般有气载流出物的监测及液态流出物监测两大种类 9 5流出物监测 核设施在运行过程中 通过烟囱排出的气载放射性污物流 或通过管道 水渠排入污水接纳体的液态放射性污物流称为放射性流出物 流出物与设施运行的归属关系十分清楚 进行流出物监测十分有利于对污染源的控制和评价 因此 加强流出物监测具有特殊的重要性 51 几个概念 放射性流出物 实践中源所造成的以气体 气溶胶粉尘或液体等形态排入环境的通常情况下可在环境中得到稀释和弥散的放射性物质流出物监测 对流出物进行采样 分析或其他测量工作 以说明从核设施排到外环境中的放射性物流的特征管理限值 由国家监督部门颁发的有关标准中规定的流出物中放射性成分的数量限值运行限值 为了确保达到管理限值的要求 由营运单位自行制订的流出物中放射性成分的数量限值 9 5流出物监测 52 流出物监测的目的 检验核设施放射性气态和液态流出物是否符合国家标准 管理标准和运行限值 为环境评价 估算公众所受剂量提供源项资料 提供证明核企业运行和流出物处理与控制系统是按计划进行的信息 迅速探测和鉴别任何非计划排放的性质和大小 在需要时能触发警报和应急系统 提供用于迅速评价对公众可能危害的信息 并据此来确定应采取何种防护措施或特殊环境调查 9 5流出物监测 53 流出物监测的一般原则 对任何可能存在放射性污染的流出物 在其最终排放点上 应进行常规监测 流出物监测必须独立于工艺监测 并能提供用于上述监测目的的所有信息 流出物的监测方案与核设施的性质有关 每种核设施的监测方案均有自己的特点 监测点的选择应使得监测结果能代表真实排放情况 取样和测量的频率决定于流出物排放率的可变性 9 5流出物监测 54 在流出物中存在的放射性核素的种类与浓度可能变化很大时 为了选择取样和测量方法 应该仔细研究流出物中可能存在的放射性核素的情况 除隋性气体以外 仅仅测量总放射性 总 和 放射性 通常是不满足要求的 但是在下述情况下可能是合适的 流出物中放射性核素的组成已经完全清楚并保持不变 或者 排放的放射量极小 以至很难或不必要分析放射性核素 当存在低能 放射性核素如3H 14C 35S或低能 放射性如55Fe时 对其监测问题 应作专门考虑 流出物监测的一般原则 9 5流出物监测 55 排放要求 GB18871 2002 要得到审管部门的批准 包括排放限值 排放方式 排放符合最优化不得将放射性废液排入普通下水道 除非审管部门认可 9 5流出物监测 56 法规要求 对核设施流出物中放射性核素的种类 浓度以及放射性核素总量实施监测 并定期向国务院环境保护行政主管部门和所在地省 自治区 直辖市人民政府环境保护行政主管部门报告监测结果环境保护行政主管部门负责对核设施重要核设施实施监督性监测要求编制放射性流出物监测计划 并对放射性流出物进行监测保存记录 递交监测结果及相应的报告 9 5流出物监测 57 排放管理限值 为限制核设施所释放的放射性物质量及其对当地公众成员产生的剂量 必须采用有效的控制技术来达到这样的低水平实行申请制度给出各种核素活度或总 活度通常采用从源到人 关键人群组的代表性成员 的环境隔室迁移模式 并根据公众成员的剂量限值 计算导出排放限值 9 5流出物监测 58 运行限值 运行限值要低于排放限值可设置较短期间的运行限值 按限值的 数来控制短期的超限值问题 9 5流出物监测 59 流出物监测的目的 判明流出物中的放射性物质的数量 以便与管理限值或运行限值进行比较为应用适当的环境模式评价环境质量 估算公众所受的剂量提供源项数据和资料为判明设施的运行以及放射性废物的处理和控制装置的工作是否正常有效提供数据和资料 使公众确信核设施的放射性释放确实受到严格的控制 迅速发现和鉴定计划外排放的性质 种类 及其规模 给出是否需要启动警报系统或应急警报系统的信息 9 5流出物监测 60 原则要求 应当编制流出物监测计划 并报环境保护行政主管部门备案应充分考虑到可能发生的各种环境污染事故的类型 各种事故的规模为了合理地评价监测结果 除了放射性监测之外 还应根据需要测量其他有关的物理和化学参数 例如流出物的化学成分 粒度分布 排风流量等 9 5流出物监测 61 不同设施的监测内容 气载流出物监测 应在分析通风系统或排气系统的流程图的基础上制订监测计划 包括有关流量 压差 温度 湿度和流速等