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前言 我国核技术应用实际上已有80多年的历史 核技术应用给人类带来了巨大收益 对维护我国国防安全 促进国民经济和社会发展 增强我国的综合国力 起到了十分积极的作用 但也对社会安全造成了一定程度的影响和不应有的危害 近来来辐射安全事故时有发生 相对于常规工业安全事故 辐射安全事故突发性 难于感知性 难于修复性 公众和社会的极度敏感性等方面更加明显和突出 为了既保障职业人员 公众的健康和安全 保护其他物种的安全 保护环境 又使核技术应用得以健康发展 造福人类 实现经济效益 社会效益和环境效益的统一 就必须对辐射防护与安全进行严格管理 第一部分 核技术应用涉及内容 核技术应用项目目前涉及到工作领域的主要有两部分 其一为工业核技术应用项目 再有是医用核技术应用项目 其中工业应用项目有 工业辐照工业射线探伤 分为X射线探伤和r射线探伤 核仪表 核子秤 测厚仪 料位计 液位计 密度计 放射性核素测井医用核技术应用项目主要有 1 涉及射线装置的医用设备有 直线加速器 血管造影机 DSA 以及各种 类射线装置 2 涉及放射源的医用设备有 Co 60治疗机 伽玛刀 分为体部伽玛刀 头部伽玛刀 后装机以及回旋加速器和各种放射性同位素的应用等等 一 工业辐照装置 工业辐照可分为r射线辐照装置 主要使用Co 60放射源 和粒子加速器等辐照装置 主要运用在医疗用品消毒灭菌 食品保鲜 消灭昆虫或者辐射育种 高分子材料的辐射聚合等等方面 工作原理 不同的用途其方法和技术稍有不同 但是其工作原理基本相同 都是利用其发射的各种能量的射线对物体进行照射 从而达到预期的目的 医疗用品消毒灭菌辐射灭菌是指利用放射源发出的r射线 能量低于5Mev的X射线和10Mev以下的电子束等电离辐射装置对医疗产品已灭菌为目的的辐射处理 辐射育种辐射育种是利用辐射的照射 使种子或者植株发生遗传变异 在经过人工选种和培育 得到新的优良品种 食品保鲜通过射线对微生物的杀伤从而使食品保鲜 高分子材料的辐射聚合聚合体与射线相互作用 发生的主要化学及其结构变化是大分子链间交联键的生成和主链断裂 同时伴随着小分子产物的生成和不饱和度的变化 辐照装置辐射安全的特殊要求及检查项目 辐照产品的过程中将产生很高的剂量率 如果此时有人意外地出现在该强度的辐射区 在几分钟或者几秒钟将受到致死剂量的照射 因此监督检查人员要严格按照有关要求有针对性地进行检查 对于辐照装置辐射安全的特殊要求及检查项目可分为以下几种 1 钥匙控制 2 控制台上紧急止动装置 3 便携式辐射检测报警仪 4 固定式辐射监测仪 5 报警标志 6 辐照室人员通道门连锁装置 7 迷道内防人误入连锁装置 8 货物进出口门的控制 9 辐照室内紧急止动装置 10 贮源井水处理和自动补水系统 11 辐照室屋顶屏蔽塞联锁装置 12 通风装置 13 烟雾报警 14 断电降源 第一类辐照装置整装式干法贮源r辐照装置简图 第二类辐照装置宽视野干法贮源辐照装置 第三类辐照装置整装式湿法贮源辐照装置 第四类辐照装置宽视野湿法贮源辐照装置 二 工业X射线探伤应用 X射线探伤机分为定向和周向两种 两者工作原理相同 工作原理 X射线探伤机是利用X射线对物件进行透射拍片的检测装置 通过X射线管产生的X射线对受检工件焊缝处所贴的X线感光片进行照射 当射线在穿过裂缝时其衰减明显减少 胶片接受的辐射增大 在显影后的胶片上产生一个较黑的图像显示裂缝所在的位置 X射线探伤机就据此实现探伤目的 结构组成 X射线探伤机主要由X射线管和高压电源等组成 污染因子 X射线探伤机在开机时的主要污染因子为X射线 X射线探伤机可能的事故工况 射线设备性能不好 且没按照规定维护保养从而出现照射事故 操作人员违章操作造成误照射 警示标志不合理或射线报警器发生故障而使无关人员进入探伤室造成误照射 4 一室双机 配合失误受照 在同一个探伤室内 有两台探伤机工作 在一机停照而另一机仍在照射时 有人误入探伤室受到照射 5 检修故障受照 在检修探伤机的故障时 不注意防护而受到照射 对于X射线探伤事故防范措施 工作现场周围设置警戒线 并安排人员警戒 防止人员进入警戒区 X射线探伤仪必须妥善保管 每台设备固定存放仓库 库房管理要严格 防止丢失 主管领导必须清楚知道该设备的去向和状况 3 探伤屏蔽室外必须有警告标志并有中文说明 4 门及入口必须有联锁装置 5 屏蔽室门口要安装报警仪或者声光报警器当辐射源处于照射和X 射线装置运行期间应该激活可视警告装置 同时当门打开时应该有声音警报 6 需要进行现场探伤时 时间一般选择晚上为宜 进行透照检查时 必须考虑控制器与x射线管和被检物体的距离 照射方向 时间和屏蔽条件等因素 以保证探伤作业人员的受照射剂量低于剂量限值 并做到可合理达到的尽量低的水平 图例 防护门警示标志 警示灯 上图 剂量计 下图 三 工业 探伤射线探伤应用 探伤射线探伤 可分为手提式射线探伤 移动式射线探伤 固定式射线探伤等 移动式探伤 在室外 生产车间或安装现场用手提式或移动式 射线探伤机进行探伤的工作过程 固定式探伤 在专用 射线探伤室内用固定安装的或可有限移动的探伤机进行 射线探伤的工作过程 射线探伤室 放置 射线探伤机和被检物体进行 射线探伤并具有一定屏蔽作用的专用照射室 工作原理 射线探伤仪使用的一般使用Ir 192或者Co 60放射源固定在探伤仪内 人工将探伤仪放置于需要测量的球罐 压力容器等其它设施外壁 设定曝光时间 通过电缆控制放出放射源 进行 射线曝光 进而判断球罐 压力容器等其它设施是否有裂缝 曝光完毕放射源自动回入探伤仪内 组成 该机由探伤机主机 控制机构 输源管 准直器 支承架组成 图例 事故工况 对于放射源 可能发生放射源丢失 被盗 散落的放射源将对周围环境产生污染 裸露的放射源如果破损 有可能向周围环境扩散放射性物质 当人吸入或食入放射物质时 放射物质就会在人体造成内照射 虽然这种情况出现的可能性微乎其微 但仍应给予高度重视 可能产生的事故主要有 1 运输过程中 由于震动或冲击导致放射源密封材料开裂 造成放射源泄漏 2 使用过程中 由于仪器故障等意外因素造成的放射源裸露 放射源在工作过程中卡源 只是放射源无法正常返回储源罐内 致使周围 射线辐射水平增高 3 废源容器乱丢或浅土掩埋 导致放射源遗失与误受照射事故 射线探伤仪辐射防护要求 固定式探伤的放射防护要求 1 射线探伤室的建筑 包括辐射防护墙 门 窗 辐射防护迷路 应充分考虑直射 散射和屏蔽物材料和结构等各种因素并按本标准的要求确定防护厚度 2 辐射防护墙外5cm处剂量率应小于2 5 Gy h 1 3 辐射防护门入口处必须有固定的放射性危险标志 照射期间有醒目的 禁止入内 的警示标识 探伤室入口处及被探物件出入口处必须设置声光报警装置 该装置在 射线探伤机工作时应自动接通 并能在有人通过时自动将放射源收回源容器 辐射防护门的防护性能应与同侧墙相同 其外5cm处的剂量率应小于2 5 Gy h 1 并安装门 机联锁装置和工作指示灯 机房内适当位置安装固定式剂量仪 移动式探伤的辐射防护要求1 进行探伤作业前 必须先将工作场所划分为控制区和监督区 2 在其边界必须悬挂清晰可见的 禁止进入放射性工作场所 警示标识 未经许可人员不得进入该范围 可采用绳索 链条和类似的方法或安排监督人员实施人工管理 3 监督区位于控制区外 允许有关人员在此区活动 培训人员或探访者也可进入该区域 其边界剂量应不大于2 5 Gy h 1 边界处应有 当心 电离辐射 警示标识 公众不得进入该区域 4 进行探伤作业时 必须考虑 射线探伤机和被检物体的距离 照射方向 时间和屏蔽条件 以保证作业人员的受照剂量低于年剂量限值 并应达到可以合理做到的尽可能低的水平 放射源的风险防范措施 为了防止放射源丢失 公司必须建立严格的管理制度 放射源出库房必须有当事人签字和主管领导审批 现场工作中必须由专人负责放射源的安全 不得随意放置 使用完毕后应当及时送回库房 如果当天不能够送回库房 需要在施工现场过夜 则必须有人全时间段监控 为了减少放射源在工作状态下的卡源事故 公司应该严格要求设备操作 维护人员经常检查钢索和润滑油状况 发现问题及时解决 设备不能带病工作 如果发生卡源事故 工作人员不得擅自处理 封锁现场后由相关专家进行处理 同时将事故情况通报环保 卫生等主管部门 四 核子仪工业核技术应用 核子仪根据使用不同功能而有区别 密度测量 密度仪 料位探测 料位计 厚度测量 厚度仪 湿度测量 湿度仪 水分计 分析 流向分析 流量计 核子秤工作原理 是利用低能 源放出的 射线穿过物质时 射线的一部分被物料吸收 没有被吸收的一部分则穿透物料到达 探测器 探测器根据接收到的射线多少 产生与物料负荷相关的电信号 主机根据此电信号及输送带的速度计算出物料流量 从而实现累计计量及流量控制 配比控制 定量控制等 测厚仪工作原理 利用物体对射线吸收量 当放射源的射线照射到薄膜时 射线的一部分被薄膜吸收 没有被吸收的一部分穿透薄膜进入探测器内 探测器根据接收到的射线多少 在电场作用下输出信号 经调制放大后 进入计算机管理系统 系统根据同时收到的速度信号 计算出薄膜厚度 并进行配比控制 从而实现对生产质量的控制 料位计工作原理 是利用放射源发出的 射线穿过被测物料前后的强度变化按指数衰减的规律制作而成的 通过检测穿过待测物料的射线强度 再经过仪表内部的运算处理 即可准确测出物料的密度和生产线上的反应器内物料的位置 通常用一个或多个探测器和二次仪表作开关 来控制料箱或料斗中料位高低 大 厚壁容器可使用GBq级的60Co放射源 密度计工作原理 探测器探测穿过被检测物质射线的多少 一般采用GBq级的137Cs放射源 湿度 密度计工作原理 密度测量 将位于源棒末端的 源 137Cs 从屏蔽室推入待测物质中进行测量 湿度测量工作原理 仪器里中子源 通常为241Am Be 通过中子散射测定湿度 流量计工作原理 辐射源和探测器 安置在一个适当的支架上 探测杆 插入泥浆中进行分析 图例分析 料位计简图工艺从此图中可以看出 放射源的安装位置和容器的形状 针对使用核仪表的单位在进行放射源退役时要注意如何判断那个是放射源及其容器 那个是探测器 放射源及其容器 探测器 常见工作场所 放射源及其容器的位置 料位计简图 常见的还有这样的线状放射源 核子计简图 放射源 反散射式核子仪 放射源位于仪器底部内 水泥密度计 密度计实图 密度计实图 料位计简图 料位计实图续 核子仪应用可能发生的事故工况 1 在调试安装时 可能由于人为等因素导致放射源从仪器内掉出或者泄露 无屏蔽的 裸源 将对周围工作人员和事故处理人员造成近距离剂量外照射 2 可能发生放射源丢失 被盗 散落的放射源将对周围环境产生污染 裸露的放射源并有可能向周围环境扩散放射性物质 当人吸入或食入放射物质时 放射物质就会在人体造成内照射 虽然这种情况出现的可能性微乎其微 但仍应给予高度重视 辐射防治措施1 仪器安装后 应配备专职人员 负责放射源安全的管理 并在仪器工作厂房内设置明显的电离辐射标志 由工作人员进行巡视 定期检查 2 在放射源铅罐位置应设立标识牌 上面标明编号 型号 核素名称 活度 辐射类型 制造厂家 出厂日期及醒目的电离辐射标志 以便出现紧急情况及时应对 3 操作工必须在安全范围内操作 禁止手伸入C型架开口 必须擦洗时要用工具 手尽量远离放射源 4 建立个人工作时间纪录 工作人员应佩戴个人剂量计 5 仪器发生故障造成泄漏时 应及时遣散周围人员 通知有关部门 并将放射源移交仪器制造商或专业人员处理 严禁其他人员私拆放射源 6 完善各种安全管理规章制度和对事故的预防 处理等应急措施 培养工作人员的相关法律意识及辐射防护安全意识 定期对放射源及相关设备进行检查 消除一切可能的事故隐患 7 运送仪器过程中应配备专业人员随行 处理好仪器运输过程中放射源的安全问题 严格遵守国家有关放射性物质安全运输管理规定 8 放射源退役必须向辐射环境保护部门提出申请 退役辐射源应送贮到省放射性废物库进行处理或由生产厂家进行回收 五 放射性同位素测井应用 放射性同位素测井项目主要使用的核素有Ba 131和Cs 137 其应用分别如下 Ba 131核素测井应用工作原理 同位素测井吸水剖面主要用示踪法进行测井 再注水条件下将同位素注入井内 随着诸如水的流入 同位素滤积在注水层表面 用伽玛仪测取示踪曲线 曲线上显示的放射性强度的差异就代表了注入量的大小 该工艺采用放射性核素释放器携带放射性核素载体在预定的井深位置释放 载体与井筒内的注入水形成活化悬乳液 油层吸水时也吸收活化悬乳液 而放射性载体滤积在井壁地层表面 此时所测得伽玛曲线与释放核素前的自然伽马曲线对比 对应吸水层中二者的幅度差 即反映该地层的吸水状况 事故工况 Ba 131可能产生的事故有 1 Ba小球丢失 发生泄露等 2 同位素操作过程中操作不慎使同位素撒落等 造成操作场所受污染 3 同位素应用产生的固体废物管理不善 随处堆放 散落 造成周围环境的放射性污染 Ba 131同位素应用污染防治措施 1 放射性废物必须集中在专用地点 专用容器内存放 并做好后期处理工作 2 健全环保机构 做好工作人员的辐射防护工作 定期监测同位素分装存放地 放射性废物存放地 源库的 辐射剂量率和表面污染水平 接受各级环保部门的监督检查 3 工作人员应佩带个人剂量仪 并建立个人档案 保证工作人员的健康 4 工作过程中要有符合辐射防护要求的各种辅助防护用品 如专用工作服 专用工作鞋 橡胶手套 专有口罩 防护眼镜等 工作人员在接触放射源 同位素操作过程中穿戴防护用品 长柄钳进行操作 同时设备和仪器要做到统一保管和处理 5 同位素分装应在专用分装箱内操作 6 测井车上配备专用的铅罐用来装放射源和释放器等 7 野外测井时应配备表面污染监测仪器 测井完毕后对现场进行监测 发现现场被污染应及时进行处理 直至现场表面污染水平达到国家相关规定 8 测井产生的放射性固体废物应做好收集工作 衰变10个半衰期 经监测符合排放标准后 方可进行排放 未达到排放标准的应送放射性废物库处理 9 放射性废水应及时倒入衰变池或者专用容器内进行处理衰变 禁止随意排放 10 工作场所要经常湿式清扫 清扫工具不得与非放射性区混用 11 完善各项规章制度 操作规程和应急处理措施 做好事故的预防 处理工作 2 Cs 137同位素测井应用工作原理 利用 射线测井的基本原理如下图所示 装有 射线源和探测器的测井装置用滑车放进钻孔内 该装置可以沿着钻孔上下移动 射线源发出的 射线向钻孔四周的岩壁轰击 如果周围是煤层 由于煤的密度低 对射线的吸收能力弱 反射回来的 射线就多 探测器接收后输出的讯号就强 在记录仪器上就会看到明显的讯号峰 如果周围是岩石层 由于岩石的密度大吸收的射线就多 反射回来的射线相对就少 在记录仪器上显示出的曲线就比较平缓 这种方法在地质勘探行业中叫做 测井 利用 射线测井的基本原理图 Cs 137可能产生的事故有 1 在测井过程中 由于地层的复杂性可能发生卡源事故 造成放射源无法回收 从而对该施工区域造成长时间的放射环境影响 2 放射源丢失 造成污染扩散 散落的放射源将对周围环境产生严重污染 并有可能造成群众人身伤害事故 Cs 137同位素应用污染防治措施 1 由于测井仪现场作业时工作人员需要近距离接近放射源 虽然时间较短 但现场工作人员仍可能受到较大剂量照射 公司配备相应的 射线监测仪器及辐射防护设备 2 公司应成立辐射安全领导小组 要设有专 兼 职的辐射防护与安全工作人员 负责放射源安全的管理与监督 另外要做有放射源出 入库记录 并由检查人员签字 作为安全运行资料保存 3 放射源库建成后 周围应设置明显的电离辐射标志 加强对工作人员的宣传和管理 禁止无关人员进入放射源库房 4 放射源的现场操作应该由专业人员进行 同时使用 射线监测仪器做好人员受照剂量监控 禁止无关人员在周围10米内活动 5 发生卡源 放射源无法收回 事故后 应立即向当地辐射环境保护部门和上级主管部门汇报 同时做好标记和记录 6 完善各种安全管理规章制度和对事故的预防 处理等应急措施 定期对放射源和相关设备进行检查 消除一切可能的事故隐患 做好防火 防盗工作 7 单位要与放射源厂家签订放射源回收协议 放射源退役后由厂家直接回收 六 医用核技术应用项目 涉及射线装置的医用设备有 直线加速器 血管造影机 DSA 以及各种 类射线装置等等 涉及放射源的医用设备有 Co 60治疗机 伽玛刀 分为体部伽玛刀 头部伽玛刀 后装机以及回旋加速器和各种放射性同位素的应用等等 以下我们主要分为两部分 射线装置和含密封源设备进行分析 1 射线装置的医用设备直线加速器 工作原理 医用直线加速器是产生高能电子束的装置 为远距离放射性治疗机 电子枪产生的电子由微波加速波导管加速后进入偏转磁场 所形成的电子束由电子窗口射出 经调制 准直后射向患者病灶 或者通过2cm左右的空气射到金属钨靶 产生大量高能X线 其最大能量为电子束的最大能量 经一级准直器和滤线器形成剂量均匀稳定的X线束 再通过监测电离室和二次准直器限束 最后到达患者病灶实现治疗目的 因此 医用电子直线加速器既可利用电子束对患者病灶进行照射 也可利用X线束对患者病灶进行照射 杀伤肿瘤细胞 设备组成医用电子直线加速器是以磁控管为微波功率源的驻波型直线加速器 它的结构单元为 加速管 电子枪 微波系统 调制器 束流传输系统及准直系统 真空系统 恒温水冷系统和控制保护系统 污染因子医用电子直线加速器既可利用电子束 也可利用X线对患者病灶进行照射 电子束的穿透能力很弱 故应考虑X线的防护问题 同时高能X线与空气等物质发生光核反应 放出中子 高能电子与空气中的氧分子作用还会产生臭氧 因此 直线加速器在开机期间 除了X射线成为加速器污染环境的主要因子 还应该考虑中子及臭氧 数字减影血管造影机 DSA 工作原理DSA 数字减影血管造影 是由电子计算机进行影像处理的先进的X线诊断技术 是继CT之后 在X线诊断技术方面又一重大突破 在血管造影时 X射线照射人体后产生的影像 经影像增强器强化 由摄像机接收并把它变成模拟信号输入模一数转换器 把模拟信号转变成数字信号 然后把数字信号存入存贮器 同时电子计算机图像处理系统把图像分成许多像素 并通过数 模转换器把数字信号变成模拟信号 再输入监视器 从监视器屏幕上就可见到实时纯血管的图像 设备主要组成a 带有影像增强器电视系统的X线诊断机b 高压注射器 c 电子计算机图像处理系统 d 操作台 用来输入数据 控制采像 贮存及显示图像 e 磁盘或磁带机 用来存储图像信息 f 多幅照相机 把显示的图像用胶片拍摄下来以便诊断和存档之用 污染因子分析在开机期间 X射线成为污染环境的主要因子 CT和其它普通X光机 工作原理 普通X线机是利用X射线对人体不同组织穿透力不同的原理 寻找病灶部位 形状及体积大小并予以定位 摄影 经过数字化仪表 将影象数据输入计算机 在进行放射诊疗时精确划定靶区位置及范围 以供制订诊疗方案时使用 设备组成X射线装置的主要设备组成为 X射线球管 高频逆变高压发生器 金属影象增强器 数据图像处理器 床体系统等 X射线机能提供高分辨率 高清晰度 高品质的数字图像 可提供多幅图像显示 具有数字点片及常规胶片点片系统 胸部摄影无需立式摄影架 普通X线机结构示意图 污染因子由X射线装置的工作原理可知 X射线随机器的开 关而产生和消失 非诊疗状态下不产生射线 只有在开机并处于出线状态时才会发出X射线 开机期间 X射线为污染环境的主要因子 以上均为医用射线装置 根据其工作原理和污染因子在运行时可能发生的事故状态有 1 安全联锁装置发生故障 人员误入正在运行的治疗室而造成X射线误照射 2 工作人员或病人家属在防护门关闭后尚未撤离治疗室 加速器运行 会对工作人员或病人家属产生不必要的X射线照射 3 工作人员在治疗室内为患者摆位或其它准备工作 控制台处操作人员误开机出束 发生事故性出束 对工作人员造成辐射伤害 4 控制系统出现故障 照射治疗不能停止 病人受到计划外照射 5 维修期间的事故 维修工程师在检修期间误开机出束 造成辐射伤害 6 意外事故如停电 火灾等一般不会对环境造成辐射影响 X射线的随机性效应 是指其发生概率 而非严重程度 与照射剂量的大小有关的一类效应 这种效应发生的概率正比于照射剂量 在放射防护感兴趣的小剂量范围内不存在剂量阈值 如X射线等电离辐射诱发癌症以及遗传病患都属于随机性效应 X射线的确定性效应 是指其严重程度取决于受照射剂量大小 并且存在有剂量阈值的一类效应 例如单次照射睾丸0 15Sv可导致暂时不育 3 5 6 0Sv可导致永久不育 眼晶体0 5 2 0Sv可致混浊 5 0Sv可致白内障 医用直线加速器及DSA等射线装置事故风险分析 1 如果工作人员或病人家属在防护门关闭后尚未撤离治疗室 则可利用治疗室防护门内与控制室设置的人工紧急停机 开门按钮 只要未撤离人员了解该按钮的作用 可避免此类事故的发生 因此 在机房内应设置此按钮醒目的指示和说明 便于在紧急情况下使用 2 如果安全联锁装置或报警系统发生故障状况下 人员误入正在运行的仪器辐照室 仪器机房防护门与设备之间设有门机联锁装置 防护门上设有警示信号灯 每当打开防护门时 立即断电并停机 不致出现误照射 只有当联锁装置或报警系统发生故障情况时 医务人员强行运行机器 才可能发生此类事故 因此 医务人员必须严格按照仪器操作程序进行诊疗 有效防止事故照射的发生 为避免此类事故的发生 要求工作人员每次上班时首先要检查防护门上的联锁装置和报警系统是否正常 如果报警系统失灵 应立即修理 恢复正常 2 医用含放射源的设备应用Co 60治疗机 工作原理 Co 60治疗机是利用置于机器中的Co 60放射源发出的 射线对患者肿瘤部位进行照射的治疗设备 Co 60放射源平时贮存在治疗机屏蔽构件内 进行治疗时 Co 60源将被提升至工作位置 并引出高强度准直 射线对病人的肿瘤部位进行照射 杀死肿瘤细胞从而达到治疗的目的 污染因子 治疗机使用的放射源为Co 60 其半衰期为5 26年 在发生 衰变时同时发射两种能量分别为1 173MeV和1 332MeV的 射线 由工作原理可知 在非治疗状态下 放射源贮存在治疗机内的铅制贮源容器内 治疗状态下 在放射源对患者肿瘤进行照射治疗的同时 也对周围环境产生 射线辐射污染 因此Co 60放射源衰变产生 射线为Co 60治疗机的主要污染因子 Ir 192后装机 工作原理 该设备应用属近距离放射治疗 为给肿瘤以足够的辐射剂量 采用不同的途径 紧挨肿瘤植入一个小的放射源 即将密封放射源置于病灶附近 提高局部剂量 利用 射线的生物效应对肿瘤进行治疗 这种方式可用于治疗人体各种腔道周围的肿瘤 因所选取核素的射线能量较低 并以射线的距离衰减效应减少正常组织的损伤 同时也减少了操作人员接受的辐射剂量 后装机 设备组成 该设备所使用的放射源是Ir 192 依据患者诊断数据 由计算机制定治疗计划并实施对后装机的操作控制 根据 先插管后装源 的技术原理 由电脑选择18个输源管和施源器中最合适的一组 插入需要治疗的腔道并进行靶区定位 通过分度头的引导控制 将放射源送达治疗区域 按计划实施治疗 污染因子 近距离遥控后装治疗系统的放射性核素Ir 192为密封源 治疗时由施源器将其顺着输源管释放至病变部位进行照射 近距离遥控后装治疗系统使用的主要射线是 射线 射线即成为该治疗设备的主要污染因子 陀螺刀 伽玛刀 可分为体部伽玛刀和头部伽玛刀 等设备 陀螺刀是采用能产生伽玛射线的钴 60作为放射源 利用航天陀螺仪原理实现射线的三次动静聚焦 在精确的立体定向情况下 将经过规划的大剂量伽玛线集中照射于体内预选靶点 病灶 经过一次或多次照射 治疗 后摧毁靶点组织 以达到外科手术切除或毁损肿瘤病灶的治疗效果 同时保护了病灶周围的正常组织 图例Co 60治疗机 治疗程序 治疗前专家会诊确定适应证后作治疗前准备 安装立体定向框架 获取扫描图象 制定治疗计划 此时病员暂休息 治疗 治疗结束 污染因子 在正常运行条件下 陀螺刀使用60Co密封源 设备停用后将会有报废60Co密封源产生 整个使用过程中设备不会产生放射性液体和气体 但放射源在自身衰变过程中产生高能量的 射线 射线能够穿过一定厚度的屏蔽层而对环境造成影响 当关机时 由于该设备本身具有较好的自屏蔽装置 陀螺刀使用的60Co密封源产生的 射线大部分已经被屏蔽掉 机身表面存在散漏射线 且剂量已经很小 设备在关机状态下所发出散漏射线经屏蔽墙屏蔽后 到达墙外的剂量很小 能够满足环境保护的要求 因此 该项目的重点是设备在开机状态下所发出的 射线以及产生的臭氧 陀螺刀主机直观视图 陀螺刀事故状态 a 联锁装置失灵 人员误入 b 断电事故 c 卡源事故 事故状态分析 联锁装置失灵 人员误入 放射源开启的整个过程中 治疗机房门口有明显的声 光 电警示提示 控制室操作人员通过监视器防止人员误入 在操作台和治疗室内都有急停按钮开关 按下此开关可以让放射源立刻关闭 系统中配有环境辐射剂量报警仪 任何时候都可据此判别放射源是否打开 在治疗中屏蔽门如被打开 设备会强制将放射源关闭 未开始治疗时 如果屏蔽门没有关好 则治疗不能开始 断电事故 1 设备中配备有UPS 当在治疗过程中发生供电电源中断时 系统会立刻关闭放射源 三维床沿Z轴方退出 源开关关闭 2 设备中有治疗故障恢复的功能 当在治疗过程中发生断电或其它故障导致治疗中断时 可利用此功能重新生成故障恢复数据 继续将病人未完成的治疗完成 3 如果外部停电 同时UPS电源也损坏 人只有进入治疗室手动关源 操作过程和源无法关闭时的手动关源操作相同 卡源事故 钴60治疗系统的卡源和传统的钴 60治疗机的卡源不同 钴 60源在安装好以后 位置即固定 所以没有像钴机那样的卡源现象 它所指的卡源 是指同轴旋转的准直体和源体不能回归零位 即治疗结束后源始终处于照射状态 出现这种情况是由于控制系统失控或同轴旋转的源体和准直体之间出现故障 这种故障出现与机器的磨损 维护 检修以及质量有关系 在这种情况下 工作人员可立即用控制室的手动系统将源摇回准直体屏蔽位置 人员可不必进入治疗室 若手摇也无法将源回归零位 则工作人员须迅速进入治疗室用手摇装置屏蔽门关闭 再找专业人员或厂家修理 这种事故下工作人员进入治疗室可能造成受照剂量增加 但只要合理控制现场处理的时间则相对影响很小 对周围环境而言 由于屏蔽门关闭 不会造成环境辐射影响 我国放射事故发生的主要原因 从事故中吸取具体教训不够 放疗实践中事故发生率高 同类事故重复发生等都与本原因有关 质量保证工作不到位 例如机器出了故障或检修后再使用时必须进行输出量检查这项工作虽然在规定中明确写上了 但实际运行中做得很不严格 医务人员安全素养差 防护知识缺乏 安全意识差 发现异常情况后不能联想到会否有事故发生 也不向技术负责人请示 有的领导对异常情况甚至不能作出正确判断等就是安全素养差的种种表现 监督监测不得力 安全防护设备缺乏 放射源不在贮存 安全 位置的事故是完全可以通过工作人员的个人剂量报警仪发现的 我国放疗领域中辐射事故有以下几个特点 事故发生率高 如上述分析的 钴治疗机是7 医用加速器的事故次数不多 但受害人群是很大的 同类事故重复发生 如丢源事故在近距离放疗实践中很明显 由于输出量不准确而造成的事故时有发生 多人受照事故较多 监督设备不健全而使事故不能及时发现的多人受照事故较多 根据我国经济状况 在解决了认识问题后完全有能力配备齐监督性监测设备 如果监督性监测设备比较齐全严格投入使用 我国的事故发生率和严重程度可以大大下降 人为因素事故比例较高 人为因素中 主要是监督管理不严 不深入 其次是人员安全素养差 开放性放射性同位素医学应用放射性同位素在医学上常见核素可见下表 分装箱 工作原理 Sr 90敷贴器利用放射源衰变产生的射线对病灶部位进行近距离的治疗 该项目的污染因子有 表面污染 治疗完成产生的废弃32P敷贴器 I 131和P 32可以做放射性标记药物 通过口服等方式进入体内 聚集于病变部位 利用放射源衰变产生的射线对病灶部位进行近距离的治疗 射线是该项目的主要污染因子 另外 还有 表面污染 废液 废水和固体废弃物中的I131 Sr 89 Sm 153 Tl 201通过静脉注射高度选择性聚集在病变部位 放射性药物所发射出的射程很短的 粒子对病变的集中照射 可以达到止痛和破坏肿瘤的目的 从而治疗多发转移性骨肿瘤患者的骨性疼痛 射线是该项目的污染因子 另外 还有 表面污染 废液 废水和固体废弃物中的核素 Tc 99m Ga 67通过分装 99mTc 口服 注射等方式进入体内 聚集于病灶部位 通过显像装置探测核素发射的射线在体内的分布状态并还原成图像 可以显示病变的位置 大小 有助于疾病的早期诊断 该项目污染因子是 射线 放射性废液 放射性废气 放射性固体废弃物和 表面污染 放射性同位素应用可能发生的事故 1 根据各个项目使用操作方式 故放射性核素I131 Tc99m等将会附着在一次性用品 容器 针头 注射器等 表面 如果操作不慎还有可能洒落在操作台面上 2 一次性用品和台面清洁物作为放射性废物如果管理不好 随处堆放 散落 将造成周围环境的放射性污染 3 由于管理不善 发生失窃事故 造成放射性污染事故 4 由于操作不慎 所用试剂瓶被打破 造成放射性污染事故 开放性同位素应用污染防治措施 1 核医学开放性同位素应用场所的布局要合理 对工作场所严格按控制区 监督区和非限制区进行划分 对于控制区严格限制除工作人员外的其他人员活动 监督区严格限制无关人员公众进入 病人家属在非限制区等候 2 从事门诊核素检查的房间 应考虑病人进出方便 尽可能安排在实验室入口的附近 从事核素治疗的房间属放射性核素日操作量较大 易造成环境污染的区域 易安排在远离非放射区的另一端 设立带卫生设备的单人房间 避免造成不必要的污染和病人接受治疗后的相互照射 3 开放性同位素应用使用的放射性药物应有专人保管 健全账目和领用登记制度 放射性原液罐应放置在储源柜内 常用的放射源应按不同品种分类 置于储源室通风橱内 标志要鲜明以防发生差错 4 固体放射性废物放于加有屏蔽的污物桶内 不可与非放射性废物混在一起 污物桶应有外防护层和电离辐射标记 放置点应避开工作人员作业和经常走动的地方 存放时在废物桶显著位置标上废物类型 核素种类 存放日期等 短半衰期核素废物经由资质单位监测比活度降低到7 4 104Bq kg以下后 即可作为一般医疗废物处置 5 同位素分装 注射过程中产生的废液 含放射性的清洗废水统一排入专用衰变池内 衰变池应有防雨水倒灌系统 防止雨水流入衰变池 6 对注射或服用放射性药物的病人应有专用厕所 对其排泄物实施统一收采和管理 储存10个半衰期后排入下水道系统 7 健全环保机构 做好工作人员的辐射防护工作 定期监测同位素分装室 病人服药场所 放射性废物存放地的 辐射剂量率和表面污染水平 接受各级环保部门的监督检查 8 工作人员应佩带个人剂量仪 并建立个人档案 保证工作人员的健康 9 核医学科要有符合防护要求的各种辅助防护用品 如专用防护服 防护手套 专有口罩 防护眼镜等 操作时穿戴防护服 防护手套 工作人员与放射性药物之间增加铅屏蔽防护 铅板 铅屏风 铅玻璃等 10 完善各项规章制度 操作规程和应急处理措施 做好事故的预防工作 第二部分 辐射防护与安全要求 1 辐射防护的目的电离辐射是能使物质的原子或者原子团产生电离的电磁辐射和微粒辐射 辐射对人体有危害 辐射照射对人们及其后代最终产生的总伤害 成为辐射危害 应用人工源同样伴随着辐射危害 而辐射对人体产生的危害可以分为确定性效应和随机性效应 因此放射防护的目的是避免发生有害的确定性效应 并把随机性效应的发生概率限制到可以接受的水平 2 辐射防护的三原则实践正当性原则放射防护最优化原则个人剂量限值 3 辐射防护的基本实施方法时间防护距离防护屏蔽防护 4 辐射防护纲要为了实现可合理达到的尽可能底的原则 必须制定和建立一个最优化的辐射防护纲要 一般包括 健全的辐射防护安全组织 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 有效的监测计划和周密的应急计划 辐射安全组织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 其中可包括 个人剂量档案 包括外照射和内照射 工作场所监测记录 流出物监测资料 训练计划和情况 建立放射性同位素与射线装置的台帐 记载放射性同位素的核素名称 出厂时间和活度 标号 编码 来源和去向 及射线装置的名称 型号 射线种类 类别 用途 来源和去向等事项 说明放射性物质的贮存 消耗和处理情况 设施设计和运行的安全评价 运行故障和事故 质量保证记录 b 辐射安全教育培训辐射安全教育的内容 与教育对象和培训的目的有关 对职业性工作人员通常的要求如下 放射性和放射性衰变 电离辐射 照射的急性效应 与职业有关的危险 当量剂量限值 当量剂量的确定 照射方式 内照射与外照射 基本防护措施 时间 距离 屏蔽 基本防护监测仪表 辐射监测纲要和方法 污染控制 防护衣具和设备 工作场所的设计 人身去污 应急措施 警告信号 报警 工作人员和组织的责任 与辐射安全管理和组织的责任 使照射达到可合理做到的尽可能低的特殊方法 5 实例分析 a 放射性同位素生产单位的防护与安全要求 密封放射源生产场所基本信息包括 工作场所名称 工作场所级别 地址 主要操作核素 放射源生产类别 年产量以及负责人 非密封放射性物质生产场所基本信息包括 工作场所名称 工作场所级别 地址 主要操作核素 放射源生产类别 年产量以及负责人 管理制度与台帐包括 放射性同位素安全管理制度 废旧放射源安全管理制度 放射性同位素生产台帐 放射性同位素销售台帐 进出口台帐 回收台帐 处理台帐等等 辐射安全防护设施与运行包括 编码设备 生产 贮存与包装场所及设施 监测设备 包装容器 运输工具 防护器材 应急物资等等 b 使用探伤装置的单位的防护与安全要求 至少有1名以上专职人员负责辐射安全管理工作 每台探伤装置应配备专职的操作人员 操作人员应参加辐射防护与安全培训并考核合格 必须取得环境保护主管部门颁发的辐射安全许可证 明确2名以上工作人员专职负责放射源库的保管工作 放射源库应有报警装置和监视器 源库门应双人双锁 探伤装置用毕不能及时返回本单位放射源库保管的 应保护现场 要求专人进行保安措施 制定探伤装置的领取 归还和登记制度 放射源台帐和定期清点检查制度 每个月对探伤装置的配件进行检查 维修 发现问题及时维修 并做好记录 工作人员现场操作要使用个人剂量计 并定期送交有资质的监测部门进行检测 并建立个人档案 每次探伤工作前 操作人员应检查探伤装置的安全连锁装置 位置指示灯 驱动装置等性能 探伤装置必须专车运输 专人押运 押运人员须全程监护探伤装置 室外作业时 应设定控制区 并设置明显的警戒线和辐射警示标识 专人看守 监测控制区的剂量水平 涉及放射源转让 转移活动 使用单位应当按照有关规定履行审批和备案手续 发生或者发现辐射事故后 当事人应立即向单位的辐射安全负责人报告 事故单位应立即启动事故应急预案 配合管理部门对事故进行妥善处理 探伤装置的安全使用期限为10年 禁止使用超过10年的探伤装置 c 放射治疗装置的防护与安全要求 操纵台控制1 操作室控制台上是否使用钥匙开关 钥匙有专人控制2 操作室内是否配备观察窗或监视器 且监视器影像清晰3 操作室内是否设对讲设备并经测试有效 辐射剂量监测设备工作人员是否佩戴个人剂量计和个人剂量报警仪 报警仪是否有效 安全连锁是否设置门机联锁并是否有效 辐射工作场所入口处是否设置规范的电离辐射警告标志和工作指示灯 是否设有防盗功能的放射源专用贮存室 并实行双人双锁 治疗室内是否有良好的通风和照明灯其他要求 d 医用直线加速器的防护和安全要求 操作室1 操作室控制台上是否是否使用总开机钥匙 钥匙有专人控制 2 操作室内是否有紧急停机按钮 3 操作室内是否配备观察窗或者监视器 且监视器影像清晰 4 操作室内是否设对讲设备并经测试有效 辐射剂量监测设备工作人员是否佩戴个人剂量计和个人剂量报警仪 报警仪是否有效 治疗室1 治疗室内是否设置紧急停机按钮 2 治疗室内人员出口处是否有应急出门按钮 3 治疗室内是否安装固定式辐射剂量监测报警仪器 4 治疗室内是否设置入室迷路 安全联锁是否设置门与加速器的连锁并有效 辐射工作场所入口处是否设置规范的电离辐射警告标志和工作指示灯 治疗室内是否有良好的通风和照明等其他要求 第三部分 辐射安全与防护监督检查 随着核技术的应用与发展 由此产生的环境污染问题日益突出 为保护环境 保障公众安全 应加强对核技术应用项目的环境保护日常监督管理工作 现场监督检查是重要的环节 1 监督检查的目的通过监督检查活动 确认辐射设施的质量和安全状态 并及时发现存在的问题 提出监督检查要求 促使辐射设施营运单位及时采取纠正措施 保证辐射设施的建造质量和运行安全 以确认 1 保证辐射源的安全 2 防止辐射事故和事件的发生 3 保证辐射防护最优化 使接受的职业照射和公众照射保持在可合理达到的 尽可能低的水平 2 监督检查的主要内容 营运单位是否按照法规和质保大纲对辐射设施的有关活动进行了有效的管理 设施 设备和工作业绩是否满足要求 对出现的安全相关问题或事件是否及时采取纠正或响应行动 并严格遵守报告制度 相关人员是否按计划进行培训和再培训 3 监督检查的形式对核技术应用项目的环境保护监督检查按实施检查的主体不同可分为监督检查和自行检查 3 1 监督检查 1 核技术应用建设项目环境影响评价文件审批前及其安全和防护设施的 三同时 制度执行情况 竣工验收审批前的监督检查 2 辐射安全许可证申请前的现场监督检查 3 对辐射工作单位的日常监督检查 4 事故情况下的现场监督检查 5 不定期的抽查或任务相关检查 3 2自行检查 自行检查是业主根据环境保护主管部门的要求和内部管理制度对本单位核技术应用项目环境保护法律 法规的执行情况 内部管理制度的落实情况和项目的运行情况进行的检查 发现问题及时上报 同时自行检查辐射工作单位为了确保本单位所从事的辐射工作正常运行应做的常规工作 其频度和参与人员的组成应与本辐射工作的规模和辐射安全风险程度相适应 单位负责人应对上交的检查报告的正确性 真实性和及时性负责任 上报的检查报告必须由单位负责人签字并加盖公章 该报告是辐射工作单位得到每次许可证审核通过取得下阶段有效许可证的重要依据 自我检查的检查程序分为准备 检查和报告三个阶段 整个检查工作由业主负责组织实施 并对检查内容的全面性和真实性负全责 准备准备阶段的工作主要是根据监管部门和本单位辐射安全防护管理的规定确定检查组织与检查对象 将检查时的人力与时间安排列入本单位辐射工作的总体安排之中 检查自我检查应按检查报告格式与内容要求即档案检查与现场检查的内容逐项进行 档案检查的各部分要具体查阅并核对 现场检查时应由业主组织检查小组 参检人员按本导则中的检查表逐项 或抽选相关项目 进行检查 并做好记录 每个项目的检查应至少有二人同时参与并判断确定结果 其中一人必须是该项目的经监管部门备案的安全负责人 每份检查结果都应有参检人员签字才有效 报告全部检查基本结束后 由检查组组长负责编制完成检查报告 经单位负责人审定签字并盖公章后按规定时间送达有关监管部门 4 监督检查的程序 4 1 监督检查前的准备 1 查阅档案记录需要查阅的档案记录主要包括与项目有关的申请 报告 审批 验收文件 环境影响报告书 表 及批复文件 事件 事故报告 历次检查记录等 为明确检查的重点 增强检查的针对性 应做到熟悉以下内容 a 业主的基本情况 如单位名称 法人代表 联系方式 所有制性质 上级主管部门 安防环保负责人 项目或装置概况等情况 b 业主提交的申请报告 环境影响报告书 表 以及环境保护主管部门的批复 意见 c 业主历史上出现的事件 事故报告及调查处理情况 d 历次检查记录 了解历次检查特别是上次检查中曾出现的问题及冶理情况 2 制定检查计划 确定待查单位 确定检查人员 检查组由二人以上组成 指定负责人 持证上岗 确定检查重点 尤其是对出现过事件 事故的单位或常见 易出现差错的环节 明确检查人员的分工 做到责任明确 确定检查时间 3 准备监测仪器根据不同的检查对象 准备监测仪器和取证设备 并保持良好状态 4 学习环保法律法规和专业知识检查人员要有针对性地重温对环境保护有关法律法规和待查装置的专业知识 努力提高检查水平 确保做到依法行政 5 书面通知将有关检查事宜书面通知业主 告之检查时间 内容 程序及涉及人员等 通知的内容应包括 检查的依据 和背景 时间 程序 重点和业主所要做的准备和报告的主要内容4 2 检查的实施a 检查前会议b 表明身份说明来意 首先由检查组负责人向业主应表明检查人员身份并出示监察证 说明检查目的 检查程序和内容 c 业主报告 由业主报告项目运行 管理和环境保护工作情况 特别是书面通知中所要求的内容 d 检查e 档案检查 按本手册档案检查部分的要求逐项进行 f 现场检查 根据分工 参检人员按照检查表的内容逐项 或抽样 进行检查 做好记录 g 制作笔录h 检查后会议 4 3总结处理4 3 1制作笔录现场检查结束后 检查组进行讨论 交换意见 并制作检查笔录 4 3 2检查后会议检查结束后 双方可在会议中充分交换意见 检查组将检查笔录交被查单位代表人阅读后当场签字 检查组长宣布检查情况并尽可能当场宣布检查结果 对情况复杂的重大疑难问题可由环保主管部门研究决定后再形成处理意见 如 限期整改 通报批评 行政处罚直至追究刑事责任 对开展环境保护工作成绩突出的单位可予以表彰或奖励 4 3 3检查报告环保主管部门在检查结束后一个月之内将检查报告送达被检查单位 4 3 4后续处理对存在问题的单位应随时跟踪其整改情况 并在一定期限内进行复查 监督检查的流程图详见下图 5 监督检查管理部门职责分工 5 1环保部门 核安全主管部门 负责放射源的生产 进出口 销售 使用 运输 贮存和废弃处置安全的统一监管 制定和组织实施放射源安全的法律法规和技术标准 建立并实施放射源登记管理制度 根据涉源单位提供的环境影响评价报告书 表 辐射安全评价报告书和职业病危害评价报告书等核发放射源安全许可证 并通报同级公安部门 负责放射源的生产 进出口 销售 使用 运输 贮存和废弃处置领域从事辐射安全关键岗位工作的专业技术人员的资格管理 负责放射源的放射性污染事故的应急 调查处理和定级定性工作 并将有关情况通报国家核事故应急协调委员会 协助公安部门监控追缴丢失 被盗的放射源 组织开展放射源安全技术研究 5 2卫生部门 负责放射源的职业病危害评价管理工作 负责放射源诊疗技术和医用辐射机构的准入管理 负责放射源的放射性污染事故的医疗应急 参与放射源的放射性污染事故应急工作 5 3公安部门 负责对放射源的安全保卫和道路运输安全的监管 负责丢失和被盗放射源的立案 侦察和追缴 参与放射源的放射性污染事故应急工作 5 4其他部门 商务部门会同环保部门 核安全主管部门