放射性基础知识及工业辐射安全防护1

1、放射性基础知识及工业辐射安全防护,烯烃公司安全环保部 张爱芳 2013.03,目录 一、放射性基础知识 二、工业辐射装置工作原理及防护,一、放射性基础知识 （一）有关放射性的概念 （二）核衰变的类型 （三）放射性活度的单位 （四）辐照的类型 （五）辐射效应 （六）放射源、射线装置的分类 （七）辐射防护的基本方法,(一) 有关放射性的概念 放射性：某些核素自发地放出粒子或射线，或在发生轨道电子俘获之后放出射线，或发生自发裂变的性质。 在自然界原子核大多属于稳定性同位素，有一些是放射性同位素，一般在元素周期表中，原子序数大于83的元素是具有放射性的天然同位素。 钴60，铯137 等是通过核反应由人

2、工制造出来的同位素，一般用于工业中比较多。,电离辐射：放射性又称为“电离辐射”，即可以引起物质电离的辐射。电离辐射源包括放射性同位素与射线装置。,辐射的分类 非电离辐射：能量小于10eV，如紫外线、可见光、 红外线和射频辐射 电离辐射： 能量大于10eV，如射线、 中子射线、 射线、射线等。,(二) 射线种类 粒子、粒子、射线、X射线和中子 粒子、粒子、射线是由核素衰变产生的，X射线通常是在高电压下释放出的电子束。中子是核素的原子核分裂释放中子形成。,(三) 放射性活度的单位,.习惯上采用“居里”作为放射性活度的单位，记作Ci或C 。 它的国际制单位是“贝可勒尔”，简称“贝可”，记作Bq。 .

3、此外还有kBq（千贝可）、MBq（兆贝可）、Bq（吉贝可，109Bq）、Bq（太贝可，1012Bq）、PBq（拍贝可， 1015Bq ）、EBq（艾贝可，1018Bq）等。 比如：0.5Bq=0.5109Bq= 5108Bq .居里与贝克勒尔的换算关系为： 1Ci=3.71010Bq、1mCi=3.7107Bq。,(四 ) 辐照类型,1.内照射 放射性物质通过食入、吸入、经过皮肤表面深入等途径进入人体内。 2.外照射 体外源的照射。对于X射线、 射线，由于其特性，主要考虑外照射所带来的危害。,(五 ) 辐射效应 辐射效应：辐射照射人体后可以引起人体发生某些生物学效应，称之为辐射效应。 分类：分

4、为躯体效应和遗传效应。,1.躯体效应：辐射所致的、出现在受照者本人身上的有害效应。 2.遗传效应：辐射所致的、出现在受照者后代身上的有害效应。,辐射对人体的危害,剂量与效应的关系： 确定性的躯体效应存在着阈剂量，当受照剂量超过某一剂量值时，会引起急性损伤的一些效应，在受照者身上出现相应的症状。 人体受照剂量的大小，受许多因素的影响，如射线的种类、剂量率、受照的时间（单次还是多次照射）、受照部位和面积等，在受照的总剂量相同的情况下，这些因素不同，则损伤的程度可能有较大的区别。如一次接受3Gy的照射，有可能导致严重的症状，甚至死亡；而当3Gy是在5年内多次照射的累积剂量，则不会导致明显的症状。 下

5、表给出的是一次全身照射后引起的症状。,日常生活中辐射剂量统计,我国各类X射线检查频度，1次检查的器官剂量和有效剂量,14,（六）放射源、射线装置的分类,1.分类原则 由于放射源的应用领域广泛，活度的变化范围很大，高活度源能在短期内对人体产生严重的确定性效应，而低活度源不可能产生这种效应。所以必须有一个放射源分类系统，才能将放射源的安全管理与辐射风险联系在一起，作为与放射源安全和保安等许多相关活动的一个基础。,15,2.分类标准 按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，将放射源分为5类 -类放射源为极高危险源。没有防护情下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡； -类放射源为高危险源。没有防护

6、情况下，接触这类源几小时至几天可致人死亡；,16,3.分类标准（续） 类放射源为危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡； 类放射源为低危险源。基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤； 类放射源为极低危险源。不大可能对人造成永久性损伤 。,17,放 射 源 分 类 表（常用） 核素名称 I类源 II类源 III类源 IV类源 V类源 （贝可） （贝可） （贝可） （贝可） （贝可） Am-241 61013 61011 61010 6108 1104 Am-241/Be 61013 61011

7、 61010 6108 1104 Au-198 21014 21012 21011 2109 1106 Ba-133 21014 21012 21011 2109 1106 C-14 51016 51014 51013 51011 1107 Cd-109 21016 21014 21013 21011 1106 Cf-252 21013 21011 21010 2108 1104 Cl-36 21016 21014 21013 21011 1106 Co-57 71014 71012 71011 7109 1106 Co-60 31013 31011 31010 3108 1105 811居里

8、 8.11居里 0.811居里 8.11毫居 2.7微居 Cr-51 21015 21013 21012 21010 1107 Cs-134 41013 41011 41010 4108 1104,18,放 射 源 分 类 表（部分 ）（ 续） 核素名称 I类源 II类源 III类源 IV类源 V类源 （贝可） （贝可） （贝可） （贝可） （贝可） Cs-137 11014 11012 11011 1109 1104 Eu-152 61013 61011 61010 6108 1106 Eu-154 61013 61011 61010 6108 1106 Fe-55 81017 81015

9、81014 81012 1106 Ge-68 71014 71012 71011 7109 1105 H-3 21018 21016 21015 21013 1109 I-125 21014 21012 21011 2109 1106 I-131 21014 21012 21011 2109 1106 Ir-192 81013 81011 81010 8108 1104 2162居里 21.62居里 2.16居里 21.6毫居 0.27微居 Kr-85 31016 31014 31013 31011 1104 Mo-99 31014 31012 31011 3109 1106 Nb-95 91

10、013 91011 91010 9108 1106 Ni-63 61016 61014 61013 61011 1108,19,2、射线装置的分类,国际上未对射线装置进行分类 根据射线装置对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将射线装置分为类、类、类。 -类为高危险射线装置，事故时可以使短时间受照射人员产生严重放射损伤，甚至死亡,或对环境可能造成严重影响； -类为中危险射线装置，事故时可以使受照人员产生较严重放射损伤，大剂量照射甚至导致死亡； -类为低危险射线装置，事故时一般不会造成受照人员的放射损伤。 国家环境保护总局公告, 关于发布射线装置分类办法的公告,国家环境保护总局公告 2006年

11、 第26号,20,射 线 装 置 分 类 表,21,射 线 装 置 分 类 表（续）,(七) 辐射防护的基本方法,1.辐射防护的基本原则 () 有效剂量E 当人处在单一能量的辐射场中，其全身所受的有效剂量E ，定义为下式： E=WtHt 式中Ht是组织或器官的剂量当量，Wt是组织或器官的权重因子。 有效剂量的专用名称为希沃特（Sv）。,组织权重因子,辐射防护的量及其单位,辐射防护的量及其单位,（5）当量剂量(HT) 表示辐射对人体某一组织或器官T的吸收剂量的平均值，并按辐射的质加权，由下式定义： 。 HT=WRDTR 式中： DT.R 是某组织或器官中的平均吸收剂量， WR 是某器官或组织的权

12、重因子。 单位：希伏特（Sievert），符号Sv。 专用单位：雷姆”（rem） 1 Sv = 1 J/kg = 100 rem,辐射权重因子wR,辐射防护的量及其单位,（3）吸收剂量 定义：被单位质量物质吸收（或授与单位质量物质、或单位质量沉积）的任何致电离辐射的平均能量 。符号为D。 D =d E / dM dE是电离辐射授与某一体积元中质量为dm的物质的平均能量 单位：SI单位：焦耳 / 千克（J / Kg） 专用名：戈瑞（Gray）, 符号：Gy,辐射防护的量及其单位,吸收剂量的专用单位：拉德（rad） 表示电离辐射授与1克受照物质的平均辐射能量为100尔格（erg）。 1 rad =

13、 100 erg / g = 0.01 J / Kg 单位换算：1 Gy 100 rad 1 cGy 吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，但在提到吸收剂量时，必须要指明是那种辐射对何种物质造成的吸收剂量。,辐射防护的量及其单位,表6-2 ICRP建议的剂量限值 GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准,对个人剂量限值的说明： 该剂量限值适用于在规定期间内外照射引起的剂量和在同一期间内摄入所致的待积剂量的和。 为确认是否遵守剂量限值，应利用规定期间内贯穿辐射所致的外照射个人剂量当量与同一期间内摄入的放射性物质所致的待积有效剂量的和（可以查GB18871-2002电离辐射防护与辐

14、射源安全基本标准）。 而前面计算有效剂量E时，考虑的只是外照射的情况，因为绝大多数情况下只有外照射。 二者都是不可接受的下限值，而不是可以接受的上限值。,时间防护 距离防护 屏蔽防护,2. 辐射防护的基本方法,二、工业辐射装置工作原理及防护 （一）工业探伤机工作原理及辐射安全防护 （二）同位素仪表工作原理及辐射安全防护,（一）工业探伤机工作原理及辐射安全防护 在施工中，用于检测探伤用的一般都是移动式的。,射线探伤,33,三个主要部件： X线管 控制板 高压电缆,X射线探伤设备,伽马探伤装置,36,“S”通道型探伤机结构原理 美国铱-192 880型,焊接屏蔽容器,S型钛合金管,源辫,柱塞锁,锁

15、结构,贫铀屏蔽,出口,遥控连接器,导向管连接器,2. 设备结构原理,37,源导向管,出口,屏蔽,锁结构,遥控手柄,控制缆,探伤装置,源辫,密封源,（二） 移动式探伤的辐射安全防护 移动式探伤包括x 探伤和探伤。 移动式探伤的特点: 没有固定的作业场所和屏蔽防护设施，工作人员只能通过增加操纵距离、利用地形地物屏蔽和缩短照射时间来达到防护的目的。此外，从事射线探伤时，必须注意放射源的安全运输和妥善保管。探伤机中的放射源多为类和类放射源。,辐射防护的量及其单位,1.距离防护 对于职业工作人员，应尽可能增大与辐射源的距离，可采用远距离控制操作、使用长柄器械等。 为了保证公众的安全，进行探伤作业前，必须

16、先将工作场所划分为控制区和监督区，并设置警戒线和标志，设置明显的警告标识。探伤时间一般选在晚上为宜。 在人员密集或来往频繁地区应设专人负责警戒，以防无关人员进入辐射现场。,(2)监督区的确定 取监督区空气比释动能率为2.5Gy/h。 在实施探伤前必须根据作业条件划分出控制区和监督区，并在各自的边界上设置电离辐射警告标志。,现场警示区域标识,2.屏蔽防护 一般屏蔽方式：采用简易屏障如铅防护屏、铅堡等进行防护。也可利用地形地物如钢板、墙体、工件等屏蔽。 射线探伤现场不可忽视的屏蔽： 注意在其上方工作的吊车司机、维修工和其它人员的安全，以及向天空散射对相临地区的影响，必要时也应给予屏蔽。,3.时间防

17、护 不能采取远距离操作和屏蔽措施时，防护的办法是缩短或限制操作时间。 时间防护措施： 操作必须十分熟练准确； 照射前做好全部准备工作。,(二) 同位素仪表的辐射安全防护 同位素仪表也称核辐射式检测仪表。它包括利用放射性同位素做放射源的各种检测和控制仪表。如放射性同位素厚度仪、料位计、密度计等。 由于放射源能发射出、等射线，因此，必须加强同位素仪表的放射防护。 核检测仪表所用放射源多为类和类放射源。,通常一个或多个仪器和探测器被用作“开/关”，用来控制料箱或料斗中物料的位置等，大、厚壁容器可能使用GBq的 60Co 。,物位测量仪 Level Gauges,源Sources,固定核子测量料位计,

18、2.使用同位素仪表的安全防护 同位素仪表的组成：一般由放射源、探测器、电信号变换器和显示装置等四部分组成。 放射源是这种仪表的重要组成部分。 ()对放射源外防护铅罐的要求 铅罐：放射源的防护容器对射线起屏蔽防护作用，同时也对内防护容器起保护作用。外防护容器一般用铅、铁或铅铁混合物等材料制成，俗称铅罐。,对铅罐的要求： 一般要求有足够的厚度，照射孔的大小要适当。 距源铅罐1米处的照射量率小于100R/h； 在开箱时，要求小心观察铅罐开关。有开关的铅罐，应当配锁，以保证安全。,(2)含密封源仪表的贮存要求： 建立密封源台帐明细，制定出入库登记制度，要定期清点放射源。 根据放射源情况，设计可靠的贮源

19、室、贮源柜等。 贮源室应符合屏蔽防护要求，实行双人双锁管理。 贮源室应设置符合要求的贮源坑。 贮源室应设置醒目的电离辐射警示标志。 贮源室应有足够的面积，并保持良好的通风和照明。 贮源室、贮源柜等均应有防火、防水、防爆、防腐蚀与防盗等安全措施。,(4)放射源的安装调试 安装调试步骤： 放射源一般需单独固定安装，可以设置固定防护装置。 安装调试前，应了解放射源的名称、规格、活度、出厂年月等等。 对于调拨来的放射源，需要重新计算放射源的活度。 先利用携带式辐射仪测定放射源铅罐表面、距源1米处、把手、吊钩、手柄等处的照射量率。 制定出安装调试方案。,安装调试时的安全防护工作： 在源操作现场按可能的最低剂量划出警戒区； 在其入口处设置明显的标志及控