核安全专业实务-第四章 核技术应用.doc

第四章 核技术应用考试要求1了解放射性污染防治法中第四章的相关规定和要求。2了解对核技术应用项目的行政审批程序和要求。3熟悉常用的放射源或放射性同位素的辐射特性，理化性质，可能的危害以及典型核技术应用项目的污染源项分析。4熟悉加速器的主要辐射危害因素及辐射防护的基本要求。5了解对x、n的辐射探测及防护技术。6掌握放射源使用、贮存的核安全要求和保安要求。7熟悉大型辐照装置安全联锁的基本要求。8熟悉核技术应用活动放射性流出物的排放要求和控制措施。9掌握放射性废物的安全管理措施。10了解事故应急处理预案和应急监测手段。11熟悉放射性废物送贮的安全要求。12熟悉放射性废源返回生产厂家或送贮的政策。13了解核技术应用废物贮存库场址选择的特点和基本要求。引 言核技术利用建设项目或活动监督管理的主要法律依据是由法律、行政法规、地方性法规和部门规章几个层次构成的。它们是各级环境保护部门依法行政和监督管理的法律依据，也是从事核技术利用建设项目或活动的单位和个人必须自觉遵守的法律规定。与核技术应用建设项目或活动监督管理密切相关，或着说经常使用的专业性法律法规和标准：一是中华人民共和国放射性污染防治法，2003年6月28日由第十届全国人民代表大会常务委员会第三次会议通过，自2003年10月1日起施行。这部法律涉及到核技术应用建设项目或活动监督管理的内容是第四章核技术利用的放射性污染防治；二是中华人民共和国国务院令第四十四号放射性同位素与射线装置放射防护条例（以下简称：条例），该条例1989年10月24日发布，自发布之日起施行。条例应该是中华人民共和国放射性污染防治法的子法，但是条例颁布在先，而放污法颁布在后。因此条例中有些条款已不适应放污法的规定，急需修订。特别是2003年12月，中央机构编制委员会办公室下发了关于放射源安全监管部门职责分工的通知，进一步明确环保部门对全国放射源实行统一监管，理顺了原来放射源管理“政出多门、分段管理”的模式。为此，国家环保总局组织有关部门和专家对放射性同位素与射线装置放射防护条例进行了多次修改，并征求有关部门的意见。2004年6月28日国家环保总局向国务院报送了关于提请审议放射性同位素与射线装置安全和防护条例（修改送审稿）的请示（环发200493号）；三是1990年5月28日国家环保局颁布并实施的放射环境管理办法；四是电离辐射防护与辐射源安全基本标准（GB18871-2002）。以上讲述的核技术应用建设项目或活动监督管理有关法律法规和标准的详细内容参阅核安全相关法律法规。第一节 核技术利用建设项目的行政审批程序和要求一、行政审批程序（1）核技术利用单位首先要向具有行政审批职权的国家环境保护总局或所在地省级环境保护部门提出正式书面申请；（2）按照审批权限受理的国家环境保护总局或所在地省级环境保护部门，根据申请人提交的申请，对申请资料进行初步的形式审查；（3）负责审批的环保部门根据对申请资料初步的审查意见，在规定日期内决定予以受理或者不受理。如果不予以受理，需将书面意见告之申请人。（4） 负责审批的环保部门对予以受理的，通过具体的形式和实质的审查，作出准予批准（许可）或者不准予批准（许可）的决定，并以正式书面文件通知申请人。二、 行政审批条件1.对环境影响评价文件的要求（1）环境影响报告书的内容要求：环境影响评价文件的等级要符合国家环保总局建设项目环境保护分类管理名录的规定；环境影响报告书（表）要按照国家法律法规的有关规定及国家环保总局核技术应用项目环境影响报告书（表）的内容和格式（HJ/T10.1-1995）编写，并要达到环评导则规定的深度要求。环境影响报告表项目按照国家环保总局核技术应用项目环境影响报告书（表）的内容和格式（HJ/T10.1-1995）中的格式化表格仍不能完全说明的，须按照报告书中规定的条目编制补充说明。除国家规定需要保密的情形外，对环境可能造成重大影响，需要编制环境影响报告书的建设项目，应该在报批报告书前，举行论证会、听证会或采取其他方式征求有关单位、专家和公众意见。建设项目环境影响报告书应当附具对有关单位、专家和公众的意见采纳和不采纳的说明。2.对建设项目的要求：（1）满足实践正当性的原则。（2）符合国家或各省、自治区和直辖市为保护环境禁止建设项目、禁止建设地区和严格控制建设地区的名录的要求。（3）符合国家产业政策。（4）符合城市功能区划和环境保护规划。（5）要合理利用自然资源，防止环境污染和生态破坏。（6）满足电离辐射防护与辐射源安全基本标准或其他有关标准中规定的公众和职业人员照射剂量限值的强制性规定。（7）采用的技术与装备政策须符合清洁生产的要求。（8）放射性流出物不得超过国家或地方规定的排放限值。（9）建设单位应当承诺在项目投入使用前向利害关系人如实说明该地区的环境质量现状及拟采取的防护措施。（10）对环境可能造成重大影响，需要编制环境影响报告书的建设项目，需提交论证会、听证会或采取其他方式征求有关单位、专家和公众意见的结果，但按国家规定需要保密的情形除外。（11）与生产厂商、批发商签订的放射源返回协议。（12）承诺在销售放射源和含源装置时，与用户签订放射源返回协议。3.核发许可证的条件（1）取得了省、自治区或直辖市环境保护行政主管部门审查批准环境影响评价文件。（2）有符合国务院环境保护行政主管部门规定的、与所从事的辐射工作相适应的场所、设施和装备（包括放射源贮源库和放射性废物暂存间）。（3）有合格的专职、兼职安全和防护管理机构或者人员，必要的防护用品和监测仪器。（4）具备相应的专业、防护知识、无职业禁忌症的辐射工作人员。（5）建立了放射性同位素和射线装置全过程的安全、保安和防护管理规章制度、操作规程及辐射事故应急预案。（6）具备相应的放射性废气、废液、固体废物处理能力。（7）在相关位置安装了放射性标志和中文说明。（8）签订放射源安全责任书。4.提交的材料（1）填写完整并加盖单位印章的建设项目环境管理申请登记表。（2）环境影响评价文件书面文档2份及电子文档各1份。（3）项目建议书及有关主管部门对项目建议书的批复文件各1份（按照国家有关规定不需要进行可行性研究的建设项目可只提交建设项目情况说明）。（4）拟建项目实施地点地形图，图上应标出拟建项目周围情况；（环境影响报告书（表）项目为1/2000或1/500图纸，要能够反映建设项目周围关系，并要求按A4（竖向）装订；环境影响登记表项目可以提交示意图）。（5）建设项目依法需要由行业主管部门预审的，需持行业主管部门的预审意见。（6）对环境可能造成重大影响，需要编制环境影响报告书的建设项目及按照要求需要征求周围居民意见的建设项目，需提交论证会、听证会或采取其他方式征求有关单位、专家和公众意见的结果，但依照规定需要保密的情形除外。（7）放射性同位素购买的返回协议。（8）申请豁免的活动、材料、产品的技术文件，有资质单位的检测报告。（9）改扩建项目、退役项目提交许可证复印件。5. 审查方式和批准形式(1) 审查方式：书面审查。实地审查。召开专家评审会。举行有利害关系人参加的听证会。(2)批准形式：批复文件。许可证（正副本）。三、行政审批时限1.审批时限环境影响报告书60日、环境影响报告表30日、环境影响登记表15日、许可证20日。2.行政审批（许可）变更行政审批（许可）自发出后五年内有效，在有效期内，如项目的性质、规模、地点或采用的生产工艺发生重大变化，则建设单位须重新报批环境影响报告书（表）或环境影响登记表。其许可条件、时间和程序同新申报。3.行政审批（许可）延续行政审批（许可）自发出后满五年，项目方开工建设的，其环境影响报告书（表）或环境影响登记表应报原审批机关重新审核。其许可条件同新申报，时间为10日。第二节 放射源与放射性同位素一、放射源1.放射源的分类放射源按其辐射的类型分为放射源，放射源，放射源，低能光子源，中子源等。按结构，分为密封源和非密封源（或称裸源）。按应用，分为工业用源，医用源，实验室用源，同位素仪表用测厚源，离子感烟探测器用火警源，穆斯堡尔效应测量用穆斯堡尔源，X射线荧光分析用低能光子源，照相探伤源，静电消除源和同位素热源等。据统计，世界各国利用100余种放射性核素制备了1500余种不同类型、不同规格的放射源。2.表征放射源的基本参数放射源的基本参数涉及辐射类型、强度及外形结构。这些参数取决于源中放射性核素的种类、量和制备工艺技术、结构设计。(1)辐射类型。辐射类型包括辐射种类和能量。它们首先取决于源中放射性核素的种类。放射性核素衰变发射一定能量的粒子、粒子、射线或中子。有的核素衰变只发射一种辐射，有的可能发射两种或多种辐射。这些辐射能否从源中有效发射出来还取决于源的制备工艺和外形结构。例如241Am是衰变核素，伴随发射59.5keV（36%）辐射和11.920.8keV（40%）的Np-LX射线。制备源时用小于3m厚金属做保护层。制备低能光子源时，用1mm金属铍覆盖层时粒子被阻，而Mp-LX辐射和59.5keV辐射可有效发出；用0.20.4mm厚不锈钢窗源壳时，只有59.5keV辐射透过。如果源中有易于发生（，n）反应的铍等轻元素时，则可发射中子或制成同位素中子源。(2)活度。放射源的活度取决于放射性核素的数量。活度为在给定的时刻，处于特定能态的一定量放射性核素在dt时间内发生自发核跃迁数的期望值除以dt。活度的单位为Bq（1Bq=1/s），曾用单位为Ci（1Ci=3.71010Bq）。(3)源的使用期限。 短半衰期核素放射源的使用期限主要与核素的半衰期有关。而长半衰期核素放射源的使用期限主要考虑放射源的安全性能。例如210Po的半衰期为138.4d，210Po源活度一年后只有原来的16%。而长半衰期241Am（T1/2=432a）源，经一年衰变，活度减弱极少，从实际应用看，可以认为稳定不变；使用期限的确定主要考虑放射源的安全性。(4)源的外形结构和尺寸 为使源适应多种使用要求而设计了多种形状和不同尺寸的源。放射源分密封源和非密封源。密封源其放射性物质密封在包壳里或用覆盖膜包覆。该包壳或覆盖膜具有足够的强度，使之在设计规定的使用条件下，不会发生放射性物质泄漏。有一些放射源没有包壳，不加覆盖膜，称为非密封源，或称裸源。图4-1示出密封源的典型结构图。源芯。源芯即带有放射性物质的活性部分。放射性核素的核性质决定了放射源的一些基本参数，如放射源的辐射种类、能量和衰减速率等。源芯放射性物质量决定了源的辐射强度。为了保证源的安全性能和稳定性，通常把放射性物质固定在稳定性好的陶瓷、搪瓷、玻璃体中，或使之呈金属状态。放射性气体源是将放射性气体密封于金属壳或玻璃管内，如85Kr源。放射性标准溶液可认为是液体放射源。图4-1 密封源的典型结构图源包壳、覆盖膜和源窗。放射性源芯密封在源包壳中或用覆盖膜保护，防止放射源在正常使用时放射性物质泄漏。为了使放射源有一定的有效辐射的发射率，在源包壳上设计了适合辐射发射的源工作面，即源窗。源窗部分比源包壳的其它部分薄，或用另外的低原子序数材料制成。二、同位素与放射性同位素什么叫同位素？核内具有相同数目的质子（即原子序数相同），但中子数不同的一类原子，它们的化学性质相同，在元素周期表上占据同一个位置，故称作同位素。例如：，它们的原子序数都是53，但它们的中子数分别为70，71，72，73等，它们都是碘元素的同位素。同位素有二类，一类是稳定的，另一类是不稳定的，即放射性的。在已发现的2500多种同位素中，稳定的元素只有280种左右，其余2200多种都是所谓“放射性”的。凡原子核不会自发地发生变化的同位素，称为稳定的同位素，反之，就是不稳定的同位素。一般来说，不稳定的同位素能够自发地放出射线，使其原子核发生变化，从而变成另一种元素。原子核的这种具有放出放射线的性质，叫做放射性。能够自发地放出射线从而变成另一种元素的同位素，叫做放射性同位素。1. 放射性同位素的分类放射性同位素分为天然的和人工的两种。自然界中天然存在的放射性同位素称为天然放射性同位素，人工制造的放射性同位素称为人工放射性同位素。（1）天然放射性同位素。天然放射性同位的种类很多，已达几十种，但有实际意义的核素有235U，238U，236Ra，232Th，222Rn，40K和14C等。地球上到处都存在着天然放射性同位素，它们衰变时放出，或射线。我们把这种来自地壳表面的射线称为地面辐射。通常又把宇宙射线和地面辐射统称为天然本底辐射。天然放射性同位素的放射性活度一般都很低，不能满足人们在科研、生产、医疗等方面应用的需要，因此，随着科学技术的发展，人们又根据不同的需要生产了各种各样的人工放射性同位素。（2）人工放射性同位素。人工放射性同位素是利用核反应方法制造的。现在应用核反应堆和加速器生产的放射性同位素已达1000多种。如60Co，137Cs，125I，198Au等，它们均属于人工放射性同位素。由于不同的放射性同位素，其射线的种类、能量等不同，所以，它们的用途也各不相同。根据需要，可将人工放射性同位素制成放射性活度不同量级的放射源，放射性活度可做到小至104Bq量级（微居里级），大到100TBq量级（万居里级），以至10PBq量级（数百万居里级）。（3）射线的种类。大多数放射性原子核是通过发射和粒子来蜕变的，发射中子的衰变是很少的，还没听说过发射质子的衰变。粒子是快速飞行的氦核，氦核由2个由质子和2个中子构成。粒子是从原子核内发出的快速飞行的电子。大多数发射粒子的原子核在发出粒子后立即发出射线。射线是与X射线相似的一种释放能量的形式。如果用粒子（如粒子或光子）轰击原子核，那么原子核中的中子可被击出从而产生中子射线。发射中子有较高的速度（几千米/秒）。射线某些确定的核素的蜕变才发出粒子，它们是一些重原子核，如U-235, U-238,Ra-226和Th-230。为什么原子核会发射粒子呢？原子核越重，就越不稳定，这是因为随着原子序数的增加，质子间的斥力和核力都增加，但斥力比核力增加得更快。重原子核通过发射粒子而更稳定，那么核的质子数减少2，质量数减少4。发出的粒子很快损失其能量并减速，而且还会在其运动末端时俘获2个周围的自由电子为其轨道电子，于是氦核就变成通常的氦原子。射线我们已知道粒子是原子核发射的电子。现知道很多发射体，大多数裂变产物都是发射体，在大多数情况下，发射体的子体也能发射射线。最快的粒子的速度接近光速（300000km/s）。当粒子速度很快降下来后（降速的快慢取决于其能量），它就会成为通常的自由电子。射线原子核发出粒子后，通常它还有些不稳定，很快它还会发射光子以释放多余的能量。这两次发射粒子间延迟时间如此短，以至于我们认为这两次发射是同时的，且认为仅发生一次蜕变。中子射线有些元素的原子核能够自发地裂变，或受高能射线、射线、中子和质子等射线的轰击而发生核反应，从而使核内的一个或二个中子逃脱核力的束缚而带着一定的动能发射出来，这种从核内发射出来并具有一定动能的中子称为中子射线。中子射线的分类中子射线按能量E大小的不同，可分为以下几种不同的类型：慢中子，0E1keV；中速中子，1keVE500keV；快中子，0.5MeVE10MeV；超快中子，10MeVE6出现不明显与不易察觉的病变出现可恢复的机能变化，有血液学的改变出现机能变化，血相改变可出现轻，中，重度放射病可出现死亡（1）相同剂量的外照射与射线种类和一次或多次照射有关。当外照射剂量相同，射线种类不同时，对机体危害程度不一样。比如快中子（0.510MeV）照射机体引起的生物效应大约是g射线的10倍左右。相同剂量的一次照射危害程度大于分次照射，见表4-8。表4-8 100R一次和分次照射小白鼠死亡率照 射 性 质死亡率，一次照射分10d照射分16d照射分18d照射分20d照射10090704030（2）与照射面积大小和部位有关。危害程度的轻重，在很大程度上取决于照射面积的大小与部位。如以500R的全身照射可引起重度照射性病甚至死亡；然而仅照射5cm2的面积后，临床上可能不出现症状。以一次2000R的剂量照射腹部，动物在35d内全部死亡；照射盆腔可有部分动物死亡；照射四肢则未出现死亡。（3）其他。距离远近、轫致辐射都可影响机体的危害程度。（4）外照射危害的特点。放射性核素在体外照射时，没有部位或器官的选择性，对全身或任何一个部位均可引起放射性损伤。但全身照射要比局部照射的辐射效应强。外照射可引起某些特异性的损伤。如皮炎、烧伤（表现为皮肤发红、水肿、水泡形成、脱毛、溃疡坏死等）、皮肤癌。外照射还可以使眼晶体发生白内障。2.内照射危害大多数放射性核素如果以某种方式进入体内所造成的吸收剂量会比在体外的吸收剂量大得多。对于外照射，防护比较简单，通常用仪表很容易地就能测出辐射水平，任何时候离开辐射源就可防止进一步受到辐射伤害。然而，对于防止内照射危害防护则要求有更多、更复杂的防护措施，原因如下：（1）当源在体外时，它所发出的辐射只有一小部分可以射向人体，剩余的是不会伤及人体的。然而，如果源在体内，所有的射线都可以伤及人体。（2）一些核素的化学性质决定了它们会浓积在人体的特定器官或组织中，而不是均匀分布于全身，这就意味着源所发出射线的所有能量，能量和部分能量都会被特定的器官或组织吸收，这将导致这些组织和器官吸收的剂量比分布全身剂量要高得多。结合上面第1点，我们就能知道为什么同样一个源在体内会比在体外使我们吸收更多的剂量。（3）体内的源一天对人的照射为24h，一周对人的照射为7d，直到它们通过排泻或自身衰变而消失，换句话说，就是人不能象对待外照射那样可通过远离放射源的方式来避免照射危害。（4）有一些放射性核素会很快地被人体清除，但还有一些会滞留体内数年，在许多情况下，很难提高放射性核素从体内排出的速度。（5）我们要小心地对待内照射危害，因为一旦放射性核素进入人体，就很难估计出它到底会造成多少剂量。3.放射性核素进入人体途径放射性物质象其他物质一样会以一定的物理或化学形式存在，它们可以是固态，烟尘，液态，气态，蒸汽或气溶胶的形式。内照射会因放射性物质操作不小心而引起，它进入人体有三种不同的途径：（1）吸入（呼吸）；（2）摄入（食入）；（3）通过破损的皮肤或伤口吸收。4.放射性核素在人体内的分布大部分放射性核素在进入人体后的前几天就被排掉了，然而也有一部分核素因核素的种类不同而以不同的方式被器官吸收，人体根据物质的化学性质来处理元素和化合物，可分不出哪些是放射性的，哪些不是。例如：普通碘I127浓集于甲状腺，如果同时还存在放射性碘131，人体就不能区分这两种同位素，因为它们的化学性质相同，放射性的I131也会浓集于甲状腺。有一些元素化学性质很接近，人体不能有效地区分它们，例如：在化学家看来，锶、钡、镭属于同一族元素的。在身体中的钙大部分都沉积在骨骼上，任何放射性同位素锶，钡，镭进入人体后，也会“自动地”沉积在骨骼上。这些放射性同位素（也叫做亲骨性核素）一旦沉积到骨骼上就很难被排出体外，如果它们的放射性半衰期很长，骨骼和骨髓可能在相当长一段时间受到照射。放射性碘的靶组织是甲状腺，吸入（通过呼吸）放射性锶的靶组织是肺和骨骼，食入放射性锶的靶组织为骨骼。（1）体内放射性核素的排出。特定元素会被特定器官或组织吸收，体内放射性核素产生的危害取决于它对靶组织造成的总剂量。决定这个剂量的最重要的因素是：放射性核素的沉积量。在身体内滞留的有效时间。射线类型及其能量。放射性核素在体内的滞留时间取决于两个因素：放射性半衰期Tr，及生物半排期Tb。放射性半衰期前面已经讲过，那么什么是生物半排期？生物半排期是体内一定量的特定元素减少到初始值的一半所用的时间，这里指仅仅通过新陈代谢来排出的过程。生物半排期取决于身体中包含该元素的特定化合物正常代谢速度，放射性半衰期和生物半排期结合起来就引出了有效半减期Te有效半减期是指，同时通过放射性衰变和生物代谢机制两种途径使身体内一定量的特定放射性核素减少到它初始值的一半所用的时间。五、典型的污染源项分析大型辐照装置多数采用60Co作为辐射源。60Co在其衰变过程中产生g 射线，能量为1.17MeV和1.33MeV，平均能量为1.25MeV，半衰期为5.27a。距3.71010Bq(1Ci) 60Co源1m处的g 吸收剂量率为1.1510-2Gy/h。g射线穿透能力强，穿过屏蔽墙进入环境中，可能会对辐照室周围环境和人员产生辐射影响。 下面以北京一个拟建的设计装源量2.591017Bq（700万居里），首次装源量1.481016Bq（40万居里）大型辐照装置作典型案例，进行污染源项分析。1.正常运行状态下污染源分析该项目I期工程设计装源量2.591017Bq (7106Ci)，分为两个辐照室，装源量分别为7.41016Bq (2106Ci)（1辐照室）和1.851017Bq (5106Ci)（2辐照室），初期装源量1.481016Bq (4105Ci)，安装在1辐照室。60Co放射源在衰变时放射出射线，射线的平均能量为1.25MeV，半衰期为5.27a。射线穿过屏蔽墙进入环境中，可能对辐照室周围环境和人员产生辐射影响。还有穿过屋顶被大气反散射（称为天空反散射），在辐照室周围构成一个附加辐射场。另外，一部分射线经迷道多次散射后仍射出迷道口外，对迷道口附近的环境和人员产生影响。（1）辐射屏蔽。1辐照室内空间为16m8m5.1m，辐照室内贮源井深7.5m，实际最大水深7.2m。辐照室主屏蔽墙厚度分别为2.5m（西）和2.1m（南），屋顶厚1.8m。迷道宽1.2m，共有两个通道。2辐照室内空间为11.8m7m5m，辐照室内贮源井深7.8m，实际最大水深7.5m。辐照室主屏蔽墙厚度分别为2.4m（东）和2.3m（南），屋顶厚1.9m。迷道宽1m，高2.5m。两个辐照室共用墙厚2.0m，屏蔽材料均为砼。电缆、水管、风道等采用地下1.01.2m深拐弯迷道方式防护，无穿墙孔。（2）辐射屏蔽计算。屏蔽墙外剂量当量率在透射辐射屏蔽计算时，近似采用点源的计算模式。用（4-1）式计算屏蔽墙外计算点的剂量当量率： 式中：计算点的剂量当量率，Sv/h；A源活度，Bq；d钴60空气比释动能率常数，8.6710-17Gym2Bq-1s-12；R 计算点到源的距离，m；B 积累因子；X 屏蔽层厚度，cm；Tr射线1/10值层厚度，cm；K1小时与秒的转换系数，3.6103s/h；K2射线空气比释动能率转换成人体剂量当量率的转换系数，1Sv/Gy。辐照室采用迷道入口，在迷道设计中，一般使射线经过三次散射后剂量率已降到很小了（降低10000倍），经实际测量也证明了这一点。本项目设计由辐射源产生的射线要经过6次以上散射后才能到达辐照室门口，能量大大降低，到迷道口的剂量率可忽略不计。所以在考虑辐射剂量时，不计入迷道反散射后的剂量贡献。天空反散射辐射剂量当量率用下式计算天空反散射辐射剂量当量率：下面7个公式字母应该排斜体 式中：计算点的天空反散射辐射剂量当量率，rem/h；f 照射量率对剂量当量率的转换系数，；A钴60辐射源的放射性活度，Ci； 钴60的照射量率常数，；辐射源对天空所张的立体角，Sr；B屋顶材料对辐射的积累因子，无量纲；屋顶材料的线性减弱系数，对砼为0.133cm-1；X屋顶厚度，cm；H0屋顶外表面至地面的高度，m；R辐射源至计算点的水平距离，m。计算得到距1辐照室和2辐照室南侧屏蔽墙外最近居民处的天空反散射辐射剂量当量率分别为3.9110-3mSv/h和3.0710-3mSv/h。（3）贮源井口的辐射剂量率。由上式计算钴-60辐射源位于贮源井内时，贮源井口处的辐射剂量率。（4）有害气体。任何致电离辐射都会使空气发生辐射分解产生臭氧（O3）和氮氧化物（NOx），其中O3的危害大，产额高，毒性大。此外，O3是强氧化物，能使某些材料（如橡胶等）加速老化，它与有机物及可燃气体接触时易引起爆炸。因此在考虑有害气体的影响时仅考虑臭氧的影响。臭氧的产生率臭氧的产生率按下式计算： 式中：Q0O3产生率，mg/h；A 60Co源活度，TBq；G空气吸收100ev的射线能量产生的臭氧分子数，辐照室的臭氧G值取6；V辐照室体积，m3。1辐照室：A7.4104 TBq，V652.8 m3。2辐照室：A1.85105 TBq，V413 m3。臭氧的饱和浓度考虑连续排风和臭氧的分解时，辐照室空气中臭氧的平均浓度可表示为下式。 式中：Q(t) 辐照室内t时刻臭氧的平均浓度，mg/m3；Q0臭氧的产生率，mg/h；V 辐照室体积，m3。有效清除时间，h； tv换气一次所需时间， h；td臭氧的有效分解时间，0.83h。当t时，臭氧的饱和浓度Qs由下式计算。 停止辐照后的臭氧浓度降源停止辐照后，臭氧浓度随时间按指数下降 式中：Qf停止辐照时的臭氧浓度，mg/m3；tf 停止辐照后的时间，h。2.非正常情况下对环境的影响（1）钴源泄漏和贮源井水渗漏。由于源包壳密封性能欠佳或者长期浸泡在水中被腐蚀，造成钴源泄漏。微量放射性钴进入井水，使水中的放射性浓度逐渐升高。由于贮源井有不锈钢和混凝土两道防渗漏屏障，所以钴源泄漏对环境不直接造成影响。另外，这种泄漏的发展过程是缓慢的，只要及时监测。可以在泄漏发生的初期立即发现并妥善处理，控制事故产生的影响。对被污染的井水进行净化处理，净化系统的废离子交换树脂作为固体放射性废物送城市放射性废物库。贮源井水经环境保护部门监测达标排放。如果贮源井水也渗漏，因为井水渗漏属慢性渗漏，渗漏速率不会很大，可由液位信号计监测渗漏，一旦发生源泄漏和井水渗漏，要有足够时间把源取出送生产厂家处理。井水渗漏采取堵露的办法来补救。小面积焊补或大面积焊补不锈钢衬面均可达到补漏的目的。为防止钴源泄漏和井水渗漏，一定要加强源的验收与源井的施工管理、验收，确保质量。环保部门加强对贮源井水的监测，及早发现源的泄漏，避免事故的扩大。（2）源架卡住事故。发生源架卡住的概率十分小，一旦发生这种事故，采用迫降装置将源架降入贮源水井。源架卡住事故对辐照室周围环境几乎没有什么影响。但排除事故后要注意贮源井水的监测，以了解是否有异常水平出现。若有，说明源棒在排除事故时有破损，将按源棒破损事故处理。另外，一旦发生源架卡住故障，必须及时向有关部门通报，并在有关部门监督指导下排除事故。（3）着火。辐照装置本身不会着火，如果辐照物中含有易燃、易爆物质，由于机械、电器产生的火花会引起着火。着火时室内温度约为600800。若此时钴源处于辐照位置，钴源不锈钢包壳的燃点为1400。金属钴的熔点为1495，故辐照室着火一般情况下不可能造成钴源熔化而导致大面积污染环境的事故，但辐照室着火仍然是一种很危险的事故。要严加防范，杜绝发生着火的可能性。为此，要防止易燃易爆物品进入辐照室，禁止在装卸料现场进行明火操作或吸烟，要有着火时立即降源、风机自动关闭的联锁装置，要有感温感烟火灾报警系统并处于良好的工作状态，要确实做好消防安全工作。（4）爆炸。辐照室发生爆炸的可能性很小，但如果辐照物中含有易爆物质或者辐照室长时间不运行、不通风，钴源在井水中使水分解产生氢气。当氢气浓度积累到安全浓度以上，再次启动辐照装置时，由于静电效应、机械摩擦或其他原因产生的火花有可能引起爆炸。钴60放射源贮存于井下时，井水每吸收100eV辐射能量可产生0.45个氢分子，氢气在空气中的含量达到12（体积比）时即可爆炸，其控制值为4.1，可以估算出装源200万居里和500万居里时，氢气产生量分别约为每小时111L和277L，保守地假定氢气不溶于水而100的逸出水面进入辐照室空气中。1和2辐照室体积分别为652.8m3和413m3，当停止排风后，其达到爆炸控制值所需时间分别约为10d和2.6d左右。为安全起见，保守地规定：当1辐照室长期停止辐照运行时，辐照室每周必须通风换气一次，每次约0.5h；2辐照室即使不进行辐照每天也要通风换气一次，每次约1h。（5）人员误入事故。钴源处于辐照位置时，人员误入辐照室造成人员辐照事故。这种事故对人员构成的危害较大，严重地损害工作人员的身体健康。为防止此种事故的发生，辐照装置要设置有人员安全联锁系统，确保辐照源处于工作状态时，人员通道门不能被打开；当有人在辐照室时，辐照源不可能提升出贮源水井；同时在辐照室进出口门附近的迷道内设置有三道防人光电装置，一旦有人误入，光电装置动作，辐照源即降至贮源井内。第三节 加速器辐射危害与辐射防护基本要求一、 加速器的基本原理 加速器的类型很多，其基本原理都是利用电磁场使带电粒子（如电子、质子、氚核和氦核及其他重离子）获得高能量。粒子加速器是一种高技术工程设备，大体上由四个基本部分及若干辅助系统构成。（1）粒子源：用来提供待加速的各种带电粒子束，如各种类型的电子枪、离子源以及极化离子源等；（2）真空加速结构：这是一种装有加速结构的真空室，用以在真空中产生一