放射防护基础2015-7-10 曹磊

1、放射防护放射防护基础知识基础知识（二）核衰变与衰变方式（二）核衰变与衰变方式一种核素自发地放出射线转变为另一种核素自发地放出射线转变为另一种核素的现象称为核衰变。一种核素的现象称为核衰变。1 1、衰变衰变发出发出粒子，即氦粒子，即氦离子离子2 2、- -衰变衰变发出发出- -粒子，即电粒子，即电子子3 3、衰变衰变发出发出 光子光子（三）核衰变规律（三）核衰变规律 A= A=dNdN/ /dtdt=-=-NN= =NNo oe e-t-t A= A=A Ao oe e-t-t 式中式中A Ao o代表代表t to o时刻的放射性活度。时刻的放射性活度。放射性活度决定于放射性核素原子放射性活度决

2、定于放射性核素原子核的数目以及衰变常数核的数目以及衰变常数。放射性。放射性活度按指数规律衰减。活度按指数规律衰减。 物理半衰期物理半衰期T T =0.693/ 标志放射性核素标志放射性核素减减少一半少一半所需时间所需时间 射线与射线与物质的相互作用物质的相互作用带带 电电 粒粒 子子 x 、 射 线中 子射射 线线 与与 物物 质质 的的 相相 互互 作作 用用电电 离离 、 激激 发发 轫轫 致致 辐辐 射射 碰碰 撞撞 发发 热热带 电 粒 子光光 电电 效效 应应 康康 普普 顿顿 - - 吴吴 有有 训训 效效 应应 电电 子子 对对 生生 成成x 光 子碰撞生热碰撞生热中子 常用辐射

3、量常用辐射量 与单位与单位( (一一) )、放射性活度、放射性活度A A放射性活度简称放射性活度简称活度活度, ,有有时也称强度。在实际应用时也称强度。在实际应用中用来表示放射性的强弱中用来表示放射性的强弱, ,以以A A表示。放射性活度可表示。放射性活度可简单定义为某核素单位时简单定义为某核素单位时间内的核衰变数的期望值。间内的核衰变数的期望值。A=dN/dt=-N=NA=dN/dt=-N=No oe e-t-tA=AA=Ao oe e-t-t式中式中A Ao o代表代表t to o时刻的放射时刻的放射性活度。放射性活度决定性活度。放射性活度决定于放射性核素原子核的数于放射性核素原子核的数目

4、以及衰变常数目以及衰变常数。放射。放射性活度按指数规律衰减。性活度按指数规律衰减。放射性活度的法定单位是放射性活度的法定单位是1/1/秒秒(1/S(1/S。其专门名称为贝。其专门名称为贝可勒尔可勒尔, ,简称贝可简称贝可(Bq(Bq。lBq=lslBq=ls-l-l活度原常用的单位是居里活度原常用的单位是居里CiCi, ,现己废除不再使用现己废除不再使用, ,居里和贝可换算关系是居里和贝可换算关系是: :l l居里居里=3.7=3.7lOlOlOlO贝可贝可lCi=3.7lCi=3.710101010Bq=37GBqBq=37GBq1 1贝可贝可=ls=ls-l-l =2.703 =2.703

5、1010- -1111居里居里(Ci)(Ci)l l贝可放射性活度表示每贝可放射性活度表示每秒有一次核衰变秒有一次核衰变( (三三) )吸收剂量吸收剂量D(D(剂量剂量) )吸收剂量吸收剂量D=dq/dm D=dq/dm 式中式中:D:D是电离辐射给予质量为是电离辐射给予质量为dmdm物质的物质的平均能量。平均能量。吸收剂量的法定单位吸收剂量的法定单位: :焦耳焦耳/ /千千克克(J/kg)(J/kg)专名是戈瑞专名是戈瑞(Gy)(Gy)它与它与废除的原吸收剂量拉德废除的原吸收剂量拉德(rad)(rad)之间的关系是之间的关系是: :lGy=l00rad=l J/kg lGy=l00rad=l

6、 J/kg lrad=10lrad=10-2-2GyGyD D适用于任何类型的电离辐射及适用于任何类型的电离辐射及任何物质。由于吸收剂量与吸任何物质。由于吸收剂量与吸收介质有关收介质有关, ,故必须明确说明故必须明确说明介介质名称质名称。如空气吸收剂量。如空气吸收剂量, ,某某某某组织吸收组织吸收剂量等。剂量等。场所检测的辐射实用量场所检测的辐射实用量1 1、周围剂量当量、周围剂量当量H H* *(d):(d): 辐射场某点辐射场某点r r处的周围剂量当量处的周围剂量当量H H* *r,dr,d是与是与r r点处实际辐射场相应的齐向点处实际辐射场相应的齐向扩展场扩展场 在在ICRUICRU球中

7、对着齐向场方向的半球中对着齐向场方向的半径上深度径上深度d d处的剂量当量。通常用于强贯处的剂量当量。通常用于强贯穿辐射的监测穿辐射的监测, ,此时关心的深度此时关心的深度d d取取lOmm,lOmm,在此情况下在此情况下, ,周围剂量当量就记为周围剂量当量就记为H H* *(10)(10)。此值可作为仪器所此值可作为仪器所在位置上人体在位置上人体有效剂有效剂量合理的估计值。量合理的估计值。天天 然然 辐辐 射射人 工 辐 射电 离 辐 射宇宇 宙宙 辐辐 射射 地地 球球 辐辐 射射天天 然然 辐辐 射射核核 试试 验验核核 能能 生生 产产医医 疗疗 照照 射射 其其 他他 人人 工工 辐

8、辐 射射人 工 辐 射躯躯 体体 效效 应应 - - - -出出 现现 在在 受受 照照 者者 本本 人人包包 括括 全全 身身 和和 局局 部部遗遗 传传 效效 应应影影 响响 到到 受受 照照 者者 后后 代代按按 对对 象象 分分 类类随随 机机 性性 效效 应应 确确 定定 性性 效效 应应按按 发发 生生 规规 律律 分分 类类 放射防护放射防护的基本原的基本原则则1、放射防护目的、放射防护目的防止防止有害的确定性效应，有害的确定性效应，限制限制随机性效应的发生随机性效应的发生率并降低到可以接受的率并降低到可以接受的水平。水平。2、放射防护体系（放射、放射防护体系（放射防护三原则）防

9、护三原则） 实践的实践的正当性正当性 防护的防护的最优化最优化 个人剂量限值个人剂量限值 随机性效应随机性效应与确定性效应与确定性效应 随机性效应随机性效应 辐射效应辐射效应发生几率发生几率（而（而非其严重程度非其严重程度）与剂量相）与剂量相关的效应，并认为他不存关的效应，并认为他不存在阈值。在阈值。 如辐射遗传效应和辐射如辐射遗传效应和辐射致癌。致癌。 确定性效应确定性效应 辐射效应的辐射效应的严重程度严重程度与与剂量大小相关的效应，可剂量大小相关的效应，可能存在阈值。能存在阈值。 如急性放射病、放射性如急性放射病、放射性白内障等。白内障等。电离辐射防护与电离辐射防护与辐射源安全基本标辐射源

10、安全基本标准准 GB18871-2002 2003年年4月月1日起实施日起实施 现行现行放射防护标准放射防护标准GB18871-2002 剂量限值剂量限值1 1、放射工作人员、放射工作人员全身有效剂量全身有效剂量20mSv/20mSv/年年( (五年平均五年平均) )全身有效剂量全身有效剂量50mSv/50mSv/年（任何一年）年（任何一年）眼晶体剂量当量眼晶体剂量当量150mSv/150mSv/年年四肢（手和足）或皮肤四肢（手和足）或皮肤500mSv/500mSv/年年剂量限值不是剂量限值不是安全与危险的分界线安全与危险的分界线，而是而是可以接受的上限值可以接受的上限值。（不包括。（不包括医

11、疗和天然照射）医疗和天然照射）2 2、16-1816-18岁徒工或学生岁徒工或学生全身有效剂量全身有效剂量6mSv/6mSv/年年眼晶体剂量当量眼晶体剂量当量50mSv/50mSv/年年四肢（手和足）或皮肤四肢（手和足）或皮肤150mSv/150mSv/年年2 2、公众、公众全身平均有效剂量全身平均有效剂量1mSv/1mSv/年年特殊情况，满足上述条件时，特殊情况，满足上述条件时，某一年全身有效剂量某一年全身有效剂量5mSv/5mSv/年年眼晶体剂量当量眼晶体剂量当量15mSv/15mSv/年年四肢（手和足）或皮肤四肢（手和足）或皮肤 50mSv/50mSv/年年控制区控制区在这种区域内要求或

12、可能要在这种区域内要求或可能要求采取专门的防护手段和安全求采取专门的防护手段和安全措施，以便：在正常工作条件措施，以便：在正常工作条件下控制正常照射或防止污染扩下控制正常照射或防止污染扩散；防止潜在照射或限制其程散；防止潜在照射或限制其程度。度。监督区监督区通常不需要采取专门通常不需要采取专门防护手段和安全措施但防护手段和安全措施但要不断检查其职业照射要不断检查其职业照射条件的任何区域条件的任何区域外照射外照射效应与防护效应与防护一、外照射的定义一、外照射的定义外照射是指电离辐射外照射是指电离辐射源源存在与机体之外存在与机体之外，由其所发生的射线从由其所发生的射线从外部外部对机体产生照射对机体

13、产生照射的一种方式。的一种方式。二、外照射的特点二、外照射的特点1 1、时间长、时间长剂量大剂量大2 2、距离近、距离近剂量大剂量大3 3、无屏蔽、无屏蔽剂量大剂量大职业外照射职业外照射 的来源的来源密 封 源开 放 源放 射 源X射 线 机加 速 器 等射射线线 装装 置置职职业业 外外 照照 射射 的的 来来 源源外照射防护外照射防护的基本方法的基本方法1 1、选择合适的源、选择合适的源2 2、时间防护、时间防护3 3、距离防护、距离防护4 4、屏蔽防护、屏蔽防护 防护材料防护材料的选择原则的选择原则1 1、有效有效所用材料能有效地屏蔽放射线所用材料能有效地屏蔽放射线2 2、经济经济在满足

14、有效的前提下，有合适在满足有效的前提下，有合适的价格的价格3 3、方便方便施工、安装和使用者都方便施工、安装和使用者都方便 常用常用屏蔽材料屏蔽材料 1 1、防、防射线射线比较简单，比较简单，一张厚纸即可但要注意对伴一张厚纸即可但要注意对伴生生线的防护线的防护 2 2、防、防射线射线先用轻质先用轻质材料如铝，外用铁、铅等重材料如铝，外用铁、铅等重材料屏蔽轫致辐射材料屏蔽轫致辐射线线 3 3、防、防X X、射线射线 固定式固定式土、砖、混凝土、土、砖、混凝土、铅、水等铅、水等 活动式活动式铁、铅等铁、铅等 4 4、防中子、防中子先用水、石蜡先用水、石蜡等轻材料，外用铁、铅等重材料等轻材料，外用铁

15、、铅等重材料屏蔽轫致辐射屏蔽轫致辐射线线 1、内照射定义：、内照射定义： 内照射是指放射性物质内照射是指放射性物质进入人体后，放射性物质进入人体后，放射性物质发出的射线由机体内对机发出的射线由机体内对机体的照射。体的照射。 2、内照射的特点：、内照射的特点： 呈呈持续性照射持续性照射核素全部核素全部衰变完或全部排出体外才停衰变完或全部排出体外才停止照射。止照射。 呈呈选择性照射选择性照射核素可被核素可被器官和组织有选择性的吸收、器官和组织有选择性的吸收、分布和蓄积。分布和蓄积。 放射性核素放射性核素进入人体的途径进入人体的途径食食 入入吸吸 入入 皮皮 肤肤 粘粘 膜膜 吸吸 收收 伤伤 口口放放 射射 性性 核核 素素 进进 入入 人人 体体 的的 途途 径径 内照射内照射防护措施防护措施场所防护场所防护个人防护个人防护内照射防护措施内照射防护措施围 封 隔 离 净净 化化 通通 风风密密 闭闭 包包 容容场 所