第 5 章 外照射防护 (External Radiation Protection)

第5章外照射防护 ExternalRadiationProtection 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 narrowbeam 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 Linearattenuationcoefficient 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 broadbeam 辐射的衰减 B 累积因子 build upfactor 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 e d 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 halfvaluethickness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 tenthvaluethickness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 2 103 查表得Co 60的 1 2 1 2cm则 n log2 103 log2 11R n 1 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 32Rm2 hCiR 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 05 105 0 25 2 02 106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 7 1014Bq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2 10 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 1s 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