辐射防护第三章2.ppt

第3章电离辐射对人体的危害及辐射防护标准,3.2辐射来源3.3辐射防护标准,式中：,WR辐射权重因子（表3.7）；DT,R器官、组织的平均剂量,（历史上曾用单位：雷姆rem，1rem0.01Sv）,一.与个体相关的辐射防护量,器官或组织T中的平均吸收剂量DT,R与辐射权重因子wR的乘积,（1）当量剂量HT,R,单位：希沃特，1Sv1J/kg,（2）标称概率系数（危险度）,参考人的器官或组织T收到单位当量剂量相应的辐射照射时诱发的有害效应的概率,全身均匀照射时的危险度度为,（3）有效剂量,为了计算受到辐射器官和组织带来的总的危险，相对随机性效应而言，引入有效剂量E,有效剂量表示了在非均匀照射下随机性效应发生率与均匀照射下发生率相同时所对应的全身均匀照射的当量剂量。有效剂量也可表示为身体各器官或组织的双叠加权的吸收剂量之和：,意义：评价随机效应的危险度，使辐射防护走向定量化。,SI单位：希沃特，Sv1Sv1J/kg,3.2辐射的来源,生活在地球上的人类每时每刻都受到各种辐射。天然放射性物质广泛地分布于整个环境中，就连我们的身体内，也存在着14C、40K之类的放射性核素。地球上的所有生命，是在此类辐射的背景下不断进化而来的。按照辐射的来源分为：天然辐射和人工辐射天然辐射包括宇宙射线，来自地球本身存在的天然放射性核素发出的射线，空气中氡及其衰变产物，以及包含在食物及饮料中的各种天然存在的放射性核素。人工辐射包括医用X射线，来自大气核武器试验的放射性尘埃、由核工业排放出的放射性废物、各种用途的人工放射源与射线装置等。,（一）天然辐射源,宇宙射线宇生放射性核素原生放射性核素,1宇宙辐射,宇宙射线来自外层空间，是许多种辐射的混合物，包括质子、粒子、电子以及其他各种奇特的高能粒子，所有这些高能粒子都与地球的大气层发生强烈的作用。宇宙辐射到达地面时，其主要成分变为各种介子、中子、电子、正电子和光子。宇宙射线按照来源分为银河系宇宙射线和太阳辐射。由于大气的吸收，达到地球表面的宇宙辐射大大减少。宇宙射线粒子的注量率在不同纬度和海拔高度有所不同。,2宇生放射性核素,定义：宇宙射线与大气层中的核素相互作用产生的放射性核素，有的是与地表中核素相互作用产生的。,3原生放射性核素,地球上生来就有的放射性核素。分为两大类：有衰变系列的核素，铀系、钍系、锕系。单次衰变的放射性核素，如40K、87Rb、138La、147Sm、176Lu,在全球范围内，天然辐射源的平均年有效剂量约2.4mSv，外照射占37.5%，内照射占62.5%。,原生放射性核素广泛存在于地球的岩石、土壤、江河、湖海中，其活度、浓度和分布随岩石构造的类型不同而变化。花岗岩中的活度、浓度最高；而土壤和岩石中所含的铀、钍、镭、钾等元素，以40K活度浓度最高。,（二）人工辐射源,定于：人类受到的来源于人类的实践活动的辐射主要来源于矿物的开采、核动力生产、核武器爆炸、放射性同位素的应用、射线装置、医疗照射等。,1矿物开采与应用对辐射水平的影响,伴生矿：矿物中的放射性物质含量达到一定比例。伴生矿资源利用分为三大类：半生矿的开采和精选、半生矿的冶炼、产品的使用。半生矿开发利用过程中，矿物中的天然放射性核素的迁移和扩散使环境中的辐射水平增高，从而增加了公众的照射剂量。,2核燃料循环对辐射水平的影响,铀矿的开采和加工235U的浓缩及燃料元件制造反应堆运行乏燃料后处理固体废物的处置和运输,铀矿的开采和加工,开采出来的矿石经放射性分选后，再经破磨、浸出、离子交换、萃取、沉淀和结晶等水冶工艺，制备出铀化学浓缩物和核纯产品。铀矿开采过程中主要的辐射危险来源于：吸入氡及其子体产生的内照射；吸入铀矿尘的内照射；来自矿石的、射线的外照射；表面污染导致的辐射照射。铀矿的加工就是对矿石的进行处理，把铀矿石变成化学浓缩物。工作人员在此过程中有可能受到一定的辐射照射。,235U的浓缩及燃料元件制造,铀的转化、浓缩和燃料元件制造过程中放射性核素的释放量很小，主要包括长寿命铀同位素234U、235U和238U，以及238U的短寿命子体234Th和234Pam，固体废物的产生量很少。,反应堆运行,在反应堆正常运行的情况下，燃料元件中的235U裂变而产生的各种气态及颗粒态裂变产物都包容在元件包壳内，但个别元件包壳的破损会使其扩散而向大气释放或进入冷却剂中。此外，堆结构材料和包壳材料的腐蚀产物在堆芯区也会被中子活化，由此导致冷却剂的污染。因此，各类反应堆都装有净化装置去除气载及液态放射性核素。除3H和14C外，绝大部分反应堆正常运行所致的集体剂量是由局部地区和区域范围内居民承受的。,乏燃料后处理,后处理产生的气载废物中主要含有反应堆运行过程中燃料元件内因活化和裂变反应而产生的惰性气体、3H、14C、129I和90Sr、137Cs、239Pu等，分别经贮存衰变、除碘和高效过滤装置净化处理，最后经高烟囱排入大气。反应堆和乏燃料后处理场气载及液态流出物中3H、14C、85Kr、129I易于迁移和弥散，可在全球范围内广泛分布，且具有足够长的寿命，可在几千年以至几千万年的时间内对全球公众造成照射。,固体废物的处置和运输,反应堆运行及乏燃料后处理中产生的中、低放射性固体废物一般在近地表设施内埋藏处置，高放固体废物则倾向于深地层地质处置，退役后的反应堆也将成为未来固体废物管理的一个组成部分。固体废物处置对公众造成照射的主要途径是废物体中所含的放射性核素在特殊情况下，被地下水浸出而造成的核素迁移。因此，中低放固体废物库的建造要求隔离地下水。各种放射性物质及废物的运输会对沿途公众产生小剂量的外照射。,3核爆炸及核试验对辐射水平的影响,4放射源及其应用,放射源：由许多放射性核素按照某种方式集成在一起。分类：密封源和非密封源源、源、源、中子源、轫致辐射源等,5射线装置及其应用,X射线机加速器,（三）辐射事故对辐射水平的影响和危害,核设施退役事故核技术应用中发生的事故放射性物质运输和废物贮存发生的事故半生矿事故,（四）放射性物质在环境中的迁移,放射性物质在大气中的迁移放射性物质在地表水体中的迁移放射性物质在岩石、土壤和地下水中的迁移放射性物质通过生物链向人的转移,1、目的和基本原则,辐射防护的目的,（1）防止确定性效应的发生；（2）减少随机性效应的发生率，使之达到可以接受的水平。,3.3、辐射防护标准,辐射防护的基本原则,（1）实践的正当化（justificationofpractice）,（2）防护的最优化（optimizationofradiationprotection）可合理做到的尽量低的原则(ALARA：aslowasreasonablyachievable),（3）个人剂量限值（doselimits）,（3）限制个人当量剂量,含义：对于给定的某项辐射实践，不论代价与利益的分析结果如何，必须用当量剂量限制对个人所受到照射加以限制。,对任何工作人员的职业照射水平进行控制，使之不超过下述限值：a)由审管部门决定的连续5年的年平均有效剂量(但不可作任何追溯性平均)，20mSv；b)任何一年中的有效剂量，50mSv；c)眼晶体的年当量剂量，150mSv；d)四肢(手和足)或皮肤的年当量剂量，500mSv。,职业照射,对于年龄为16岁一18岁接受涉及辐射照射就业培训的徒工和年龄为16岁一18岁在学习过程中需要使用放射源的学生，应控制其职业照射使之不超过下述限值：a)年有效剂量，6mSv；b)眼晶体的年当量剂量，50mSv；c)四肢(手和足)或皮肤的年当量剂量，150mSv。,在特殊情况下，可依据要求对剂量限值进行如下临时变更：a)依照审管部门的规定，可将剂量平均期破例延长到10个连续年；并且，在此期间内，任何工作人员所接受的年平均有效剂量不应超过20mSv，任何单一年份不应超过50mSv；此外，当任何一个工作人员自此延长平均期开始以来所接受的剂量累计达到100mSv时，应对这种情况进行审查；b)剂量限制的临时变更应遵循审管部门的规定，但任何一年内不得超过50mSv，临时变更的期限不得超过5年。,公众照射,实践使公众中有关关键人群组的成员所受到的平均剂量估计值不应超过下述限值：a)年有效剂量，1mSv；b)特殊情况下，如果5个连续年的年平均剂量不超过1mSv，则某一单一年份的有效剂量可提高到5mSv；c)眼晶体的年当量剂量，15mSv；d)皮肤的年当量剂量，50mSv。,上述规定的剂量限值不适用于患者的慰问者(例如，并非是他们的职责、明知会受到照射却自愿帮助护理、支持和探视、慰问正在接受医学诊断或治疗的患者的人员)。但是，应对患者的慰问者所受的照射加以约束，使他们在患者诊断或治疗期间所受的剂量不超过5mSv。应将探视食人放射性物质的患者的儿童所受的剂量限制于lmSv以下。,剂量限值,剂量限值为内外照射之和，但不包括天然本底照射和医疗照射,2、辐射防护体系中的一些重要概念,两类活动：实践与干预把人类活动分为两大类：(1)实践通过选择而承担的一种会引起总剂量增加的人类活动。核医学手段的应用，建立核电厂是实践的例子。(2)干预为了降低照射而针对辐照所采取的一种活动。对现有住房进行降氡改造是干预的例子。实践与干预都需符合正当性原则，其防护也应符合最优化原则。,三类照射(1)职业照射工作中遭受的暴露而不问其来源。但由于辐射无所不在，直接应用上述定义势将使所有工作人员均受到放射防护的管理，“职业照射”一词限于在正常场合下能合理地视作运行管理部门负有责任的那些情况下在工作中受到的照射。,为了给出一些实用的引导，ICRP委员会建议只对以下情况才要求天然源的照射包括在职业照射之内：(a)审管机构已宣布应注意氡气并已指明有关的工作场所的那些工作场所内的操作。(b)操作与贮存通常并不视为放射性物质，但含有显著的痕量天然放射性核素，并经审管机构认定的那些物料。(c)运行喷气飞机。(d)宇航。,2)医疗照射医疗照射限于作为其本身的医学诊断与治疗的一个组成部分的个人所受到的照射，以及知情并愿意在诊断或治疗中帮助扶持病人或使之舒适的人（不是职业照射）所受的照射。医疗照射不包括个人所受的其它源的照射，如诊治别人时的杂散辐射照射，也不包括任何工作人员的职业照射。生物医学研究计划中的志愿者所受的照射在系统中亦按医疗照射同样处理。,(3)公众照射公众照射包括职业照射及医疗照射以外的所有其它照射，来自天然源的照射是公众照射组分中远在其它组分之上的最大的一项，但不能因此认为有理由可以对较小的但较易控制的人工源的照射给予较少的注意。,参考水平许多辐射防护决策可以标准化，这样就不需要针对各个情况重复评价和决策过程。要做到这一点最简单的方法是采用一些可测量的或可评价的量来作为整个评价的替代物。这样一些值就称为参考水平。参考水平是被测定量的一些数值，高于它们时应当采取某些规定的行动或决定。它们包括：记录水平（高于它们时结果应当记录下来，低于它时被忽略）调查水平（高于它们时应当对结果的起因或含义进行考查）干预水平（某种确定的补救行动所避免的剂量）高于它时应当考虑补救行动。更一般的还有行动水平（高于它时应当采取某种行动）这些水平的利用可以避免不必要的或没有结果的工作，有助于有效利用资源。,体系的主要组成部分可以归纳为以下几个方面：实践它使人员的受照或受照人数增加干预它