第二讲：辐射防护

一、辐射防护的基本原则二、辐射防护标准和各种限值三、外照射及其防护

四、内照射及其防护

主要内容一.辐射防护的基本原则(一)、辐射防护的目的辐射防护的目的:是在保证不对伴随辐射照射的有益实践造成过度限制的情况下为人类提供合适的保护。具体来讲就是要防止有害的非随机性效应(确定性效应)。限制随机性效应的发生率，使之合理达到尽可能低的水平。(二)、辐射防护要求1.实践的正当性

对于一项实践，只有在考虑了社会、经济和其他有关因素之后，其对受照个人或社会所带来的利益足以弥补其可能引起的辐射危害时，该实践才是正当的。对于不具有正当性的实践及该实践中的源，不应予以批准。

2.剂量限制和潜在照射危险限制

1)应对个人受到的正常照射加以限制。以保证由来自各项获准实践的综合照射所致的个人总有效剂量和有关器官或组织的总当量剂量不超过GB18871—2002中规定的相应剂量限值。不应将剂量限值应用于获准实践中的医疗照射。

2)应对个人所受到的潜在照射危险加以限制，使来自各项获准实践的所有潜在照射所致的个人危险与正常照射剂量限值所相应的健康危险处于同一数量级水平。在正常情况下，年剂量是一定存在的。但是也存在这样的情况，这种照射可能不存在，甚至产生照射的概率很小，有一定把握预期不会受到但可能会因源的事故或某种具有偶然性质的事件或事件序列(包括设备故障和操作错误)所引起的照射。这就是潜在照射。3.防护与安全的最优化

对于来自一项实践中的任一特定源的照射，应使防护与安全最优化，使得在考虑了经济和社会因素之后，个人受照剂量的大小、受照射的人数以及受照射的可能性均保持在可合理达到的尽量低水平。4.剂量约束和潜在照射危险约束

除了医疗照射之外，对于一项实践中的任一特定的源，其剂量约束和潜在照射危险约束应不大于审管部门对这类源规定或认可的值，并不大于可能导致超过剂量限值和潜在照射危险限值的值。5.医疗照射指导水平

应制定供执业医师使用的医疗照射指导水平。参照GB18871—2002二.辐射防护标准和各种限值

(一)、剂量限值(基本限值)规定的剂量限值适用于实践所引起的照射，不适用于医疗照射，也不适用于无任何主要责任方负责的天然源的照射。1.职业照射应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，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。对于年龄为16岁-18岁接受涉及辐射照射就业培训的徒工和年龄为16岁-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：年有效剂量，6mSv；眼晶体的年当量剂量，50mSv；四肢（手和足）或皮肤的年当量剂量，150mSv。2.公众照射公众成员所受到的平均剂量估计值不应超过下述限值：年有效剂量，1mSv；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；眼晶体的年当量剂量，15mSv；皮肤的年当量剂量，50mSv。(二)、导出限值根据基本限值，通过一定的模式导出一个供辐射防护监测结果比较用的限值，这种限值称为导出限值。在实际工作中，可以针对辐射监测中测量的任一个量（如工作场所的剂量当量率、空气放射性浓度、表面污染和环境污染等）推导相应的导出限值。例如:导出空气浓度(derivedairconcentration,DAC)就是工作场所空气中放射性浓度限值。参考人呼吸率:0.02m3/min，年工作50周，每周工作40小时，年总工作时间为2000小时，年呼入空气量:ALI(annuallimitonintake)(Bq)是用于内照射的年摄入量限值，是指一年内单次或多次摄入(吸入或食入)某种放射性核素的最大允许活度值。摄入这种最大活度值的某一种放射性核素后，工作人员受到的待积有效剂量将等于为职业性照射所规定的年有效剂量限值。

表面类型α放射性物质β放射性物质极毒性其他工作台、设备、墙壁、地面控制区1)44×104×10监督区4×10-144工作服、手套、工作鞋控制区监督区4×10-14×10-14手、皮肤、内衣、工作袜4×10-24×10-24×10-11)该区内的高污染子区除外工作场所的放射性表面污染控制水平单位：Bq/cm2ICRP建议以年当量剂量限值或年摄入量限值的十分之一作为记录水平标准，在监测过程中，超过此水平的测量结果，被认为有较大意义而应记录存档，低于此水平的可不予记录，在评价年当量剂量或摄入量时，可当作零看待。以年当量剂量限值或年摄入量限值的十分之三作为调查水平标准。干预水平标准可参阅国标GB18871—2002的附录E和附录H。

。三.外照射及其防护

外照射的控制原则及方法辐射源在人体外对人体形成的照射，叫做外照射。外照射主要是由γ射线、中子和β射线引起的。外照射的防护就是采用一定的方法减小工作人员的外照射剂量。因为:(外照射)剂量=剂量率×时间因此，只要能减小工作场所的剂量率或(和)减少受照时间都能有效地减小外照射剂量。一般而言，外照射的防护方法有:(1)时间防护法;(2)距离防护法;(3)屏蔽防护法;1．时间防护法

所谓时间防护法，就是尽量减少人员受照射的时间以减少受照剂量。一般说来，减少受照时间有下述几种方法：(1)在进入控制区前做好准备工作,包括：一工作文件(规程、图纸、工作票等)的准备;一工作器具、设备和材料的准备;一工作现场的准备(保证现场照明,通风和隔离等满足安全的要求);一防护措施和防护用品的准备，等等。总之做好一切可能做到的准备工作，进入工作现场后就可立即开展工作，顺利地完成任务，避免在放射性区域内无谓的等待和滞留。(2)良好的工作组织良好的工作组织能在尽可能少的时间内保质保量地完成任务。因此，工作负责人应:一尽量以最少的人数来完成工作任务;一作业前认真检查作业条件符合规程的要求;一确保班组成员遵守辐射防护的有关规定;一确保与各有关单位进行良好的协调与配合;一合理安排现场工作人员和调配人力。必要时，可采用“剂量分担”的工作方式，使每一个人(组)的工作时间少一些。但是不必要的或过于频繁的轮换工作，虽然减少了每个工作人员的受照时间，却因为工作人员进出控制区，进出工作现场和相互交接工作而造成总体受照时间的增加，反而导致该工作项目集体剂量增加。(3)个人的防护意识工作人员应遵守辐射防护的有关规定，以减少人员受照射的时间，如:一不在作业现场无故滞留;一不在辐射“热点”附近逗留；一不在辐射水平高的地方休息。(4)提高技能、技巧，熟练操作对于难度较大的操作，应事先组织培训。进行模拟练习,达到熟练自如的程度，以期熟能生巧，事半功倍。2.距离防护法所谓距离防护法，就是尽量增加人体与辐射源之间的距离，以减少人体受照的剂量。在辐射源为点源的情况下，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。对任何形状的辐射源，当考察点与源的距离比辐射源本身的最大尺寸大5倍以上时，可将该辐射源视为点源

工作人员应注意工作条件和设备状态的改变，可能会造成“热点”位置的改变，从而及时改变自己的工作位置。工作现场情况较复杂，辐射可能来自四面八方，辐射源形状也各种各样，但从提高防护的观点出发，无论什么形状的辐射源，通常离源远一点，剂量率就会小一点。在实际操作中，可以利用机械手或远距离控制装置等以尽量增加人与辐射源之间的距离，或操作时应选择合适的工作位置，尽量远离“热点”等，以减小工作处的剂量率，从而减少受照剂量。3.屏蔽防护法1)X或γ射线的外照射防护由于光电效应、康普顿效应和电子对效应的截面都是随靶物质原子序数的增加而增加，故屏蔽X或γ射线需用高原子序数的物质。常用的X或γ射线屏蔽材料有以下几种：铅—原子序数82、密度11.34g·cm-3，有很好的抗腐蚀特性，在射线照射下不易损坏。铅对低能和高能X或γ射线有很高的减弱能力，是X或γ射线屏蔽的理想材料。铅的缺点是成本高，结构强度差，并且不耐高温。常用于作铅容器、活动屏、铅砖。用铅做较大容器和设备时要用钢材作结构骨架，否则会因自重而坍塌。混凝土—普通混凝土(水泥1:砂子2:碎石2:水0.5)有效原子序数为18、密度2.3g·cm-3。价格便易，且有良好的结构性能。在工程中多用作固定的防护屏蔽。有时，为了减少屏蔽厚度、缩小体积，使用高密度的混凝土(称为重混凝土)。其办法是用铅砂、铁砂代替普通砂子，用重晶石矿石(含Ba)、铁矿石以至铸铁块、废钢块代替碎石，这样，混凝土的密度可高达6g·cm-3。不过，这类混凝土成本往往很高，不是特别需要时，一般不随意采用重混疑土。铁—原子序数26、密度7.89g·cm-3（钢）、7.2g·g·cm-3（铸铁），成本低，且易获得。屏蔽性能比铅差。一般，若对X或γ射线进行相同的减弱，铁的重量大约比铅重30%。铁（钢）的机械强度很高，易加工，多用于防护铁门、地沟盖板。水—有效原子序数7.4、密度1g·cm-3。屏蔽X或γ射线性能自然比上述的铅、铁以及混凝土的都差。但它具有特殊的优点，即透明度好和可随意将物品放入其中，因此常以水井、水池形式来贮存或分装固体γ辐射源。特别需要指出的是，如水中含有可溶性盐类时，在强辐射作用下，水会出现辐射分解现象，会生成有害气体，因此，为屏蔽目的，宜用去离子水。2)带电粒子外照射的防护对于重带电粒子的防护，由于其射程较短，一般无外照射危险。β射线与物质作用将产生轫致辐射。轫致辐射的强度与β射线的能量、屏蔽材料的有效原子序数有关。其最大能量近似等于初级β粒子的最大能量。对β射线的屏蔽通常第一层用低原子序数的材料屏蔽β射线，第二层用高原子序数的材料屏蔽轫致辐射。选用低原子序数的材料屏蔽β射线，可以减少轫致辐射，常用的材料有烯基塑料、有机玻璃及铝等。屏蔽轫致辐射的材料，常用铅板、铁板等。3)中子外照射的防护中子按能量可分为：高能中子能量大于10MeV快中子100keV------10MeV中能中子1keV--------100keV慢中子0-------1keV（热中子----与周围物质处于热平衡的中子。在常温20.40C下，热中子的平均能量为0.0253eV）对中子的屏蔽分为慢化和吸收两步，在中子屏蔽层中，常常掺入重元素与轻元素组成交替屏蔽。轻元素（特别是氢）是良好的快中子减速剂，其中重元素具有吸收γ射线和使较高能量的中子减速(与重元素的物质发生非弹性碰撞损失能量较大)的双重作用。混凝土是一种有效的屏蔽材料，因为它含有水的成分，同时又有高密度物质对于减速后的中子，能与各种物质发生俘获反应，但并不是任何物质都适宜用来吸收热中子的，因为许多物质吸收热中子后，常伴有高能的γ辐射。

镉可作为热中子吸收剂，镉的俘获截面很大,但镉放出的γ射线的能量较高为9.05MeV，硼和锂作为中子的减速剂和吸收剂，则更理想，虽然硼吸收热中子后还伴有γ辐射，但其能量很底为0.478MeV，易于屏蔽。常用的中子屏蔽材料有下列几种：水—水中含有大量的氢，所以是一种非常好的中子慢化剂。氢的热中子俘获截面为332mb，氢的俘获γ辐射能量较低，只有2.2MeV。在屏蔽体中为慢化快中子而含有的氢，常足以捕获屏蔽材料中存在的热中子。由于水缺乏结构性能，故很少单独应用，但可把它灌注在水门、水箱屏蔽体里，此时必须注意避免容器破裂，导致水的泄漏而酿成事故。混凝土—普通混凝土密度为2.3g·cm-3

，它是多种元素的混合物。它既含有轻元素，也含有较重的元素和一定数量的水分，所以，它对中子和光子都有较好的屏蔽作用。混凝土具有良好的结构性能，是一种较好的建筑材料，多用作固定的屏蔽体。在需要提高混凝土的屏蔽能力时，还可以在混凝士中加重材料组分（如重晶石、铸铁块等）以制成密度较大的重混凝土。所以，它的应用是很广泛的。但要注意，混凝土长期使用会失水，从而降低了它对中子的防护性能。石蜡—含有大量氢，价格便宜，容易成型，是很好的中子慢化剂。但是，气温高时易软化，气温低时，大块石蜡容易收缩、干裂，因之，结构性能较差；它还怕火，易燃，对γ的防护性能很差，所以，往往和其它屏蔽材料配合使用。聚乙烯—含氢丰富，是较好的中子防护材料。它易于加工成型。但是在温度高于1000C时，容易软化，易燃。常和其它结构材料配合使用。泥土—含水也较多，是一种廉价材料，为充分利用它的防护性能，有时就将一些中子发生装置建造在地下或半地下室。锂和硼—作为慢中子的吸收体，除了要求吸收截面大以外，还要它们在俘获中子后不放出贯穿性的次级γ辐射，这样易于防护。为此，中子屏蔽中常会用到锂（6Li）和硼（10B）。它们的热中子吸收截面分别为940和3837b左右。锂俘获中子后放出的γ辐射很少，可以忽略不计;硼虽在95%的俘获事件中放出0.47MeV的γ辐射，但较易屏蔽。个人防护用品

个人防护用品各类防护服个人防护用品个人防护用品三联防护屏铅玻璃与

铅玻璃窗铅砖铅玻璃四、内照射及其防护

1.概述体内放射性核素产生的照射为内照射。放射性物质进入人体的途径和排出人体的途径(定性)1)进入途径(1).吸入放射性气体、液体或固体微粒都可以通过污染空气经呼吸道吸入体内。被吸入体内的含有放射性的液体或固体，在空气中均以气溶胶形式存在。在此所指的气溶胶就是悬浮在空气中的固体或液体的微粒。(2).食入工作人员或公众食入放射性物质(入口的器具或入口的食品被放射性物质污染)，一般只发生在一个短时间内。但当环境介质受到放射性物质污染时，则有导致较长时间食入放射性物质的可能。(3).通过皮肤吸收完好的皮肤提供了一个有效的防止大部分放射性物质进入体内的天然屏障。但是也有两个具有实际意义的例外，这就是蒸汽态或液态的氧化氚和碘蒸汽、碘溶液或碘化合物溶液，它们能通过完好皮肤而被吸收。(4).通过伤口进入当皮肤破裂、刺伤或擦伤时，放射性物质可能透入皮下组织，然后被吸收进入体液。2)排出途径进入人体的放射性核素，可以通过呼出、汗、尿、粪几条途径排出体外。2.内照射的防护没有包壳、有可能向周围环境扩散的放射性物质，称为非密封放射性物质。从事开放型放射性物质的操作，称为非密封放射工作。进行开放型放射工作时，除了考虑缩短操作时间、增大与源距离和设置防护屏障，防止放射性射线对人体过量外照射外，还应考虑防止放射性物质进入人体所造成的内照射危害。内照射防护的一般措施:1)包容—是指在操作过程中，将放射性物质密闭起来，如采用通风橱、手套箱等，均属于这一类措施。在操作强放射性物质时，应在密闭的热室内用机械手操作。对于工作人员，可用工作服、鞋、帽、口罩、手套、围裙、气衣等方法，将操作人员围封起来，以防止放射性物质进入体内。通风橱、手套箱是开放型放射性实验室的重要设备，目的是把放射性物质限制在更小的范围内。一般化学实验室都配备有通风橱，从前面面板上开口进行操作，实验室内空气从开口进入通风橱，再经排风口排出，这样的气流保证了操作时散出的放射性物质不会散布到实验室中来手套箱是用有机玻璃或镶有玻璃以供观察的不锈钢做成，箱子上至少固定有一双长臂手套，通过手套进行操作，手套箱内保持略低于大气压力的负压，从而使内部的放射性物质不大可能向外泄漏。手套箱内部通风糸统一般有两个过滤器。一个装在气流入口处，把进入手套箱的空气中的灰