核与辐射危害及防护.ppt

1、核与辐射危害及防护,河南省中学人防教育师资培训班,日本福岛核泄漏,日本是大核（大和）民族,中国是盐荒（炎黄）子孙,有碘（点）意思,日本福岛核泄漏引发抢盐闹剧,主 要 内 容,教学方法和常见问题探讨,一、核与辐射威胁,日常生活中受到的辐射,吃饭 看电视 房间内居住 用微波炉 打手机 医疗X照射,会,不会,1. 日常生活中的辐射威胁,（一）核与辐射威胁样式,（一）核与辐射威胁样式,1. 日常生活中的辐射威胁,天然辐射源,（一）核与辐射威胁样式,1. 日常生活中的辐射威胁,人工辐射源与核相关的人为活动引起的对 公众的照射，主要包括： （1）核武器生产、试验； （2）核能生产； （3）核技术应用； （

2、4）核事故； （5）电离辐射在医学诊断和治疗中的应用 大气层核试验是地域分布最广的人工辐射源（人人有份）；医疗照射是公众接受人工照射的最大来源，约占所有人工辐射照射的95%。,（一）核与辐射威胁样式,1. 日常生活中的辐射威胁,人工辐射源,（一）核与辐射威胁样式,1. 日常生活中的辐射威胁,1万米高空乘客每小时所接受的宇宙射线剂量约为5Sv,（一）核与辐射威胁样式,1. 日常生活中的辐射威胁,（一）核与辐射威胁样式,2. 核辐射事故,核辐射事故是由于核裂变反应失控、放射性物质失控外逸，对环境或人员造成的任何意外危害事故的统称。,核与辐射应用事故,核反应堆事故,辐射装置事故,放射源丢失事故,核材

3、料临界事故,超剂量照射事故,（一）核与辐射威胁样式,1986年4月26日，位于前苏联乌克兰境内的切尔诺贝利核电站的4号机组，在进行透平发电机试验时，由于人为失误导致一系列突发的功率波动，堆芯迅速溶化，并造成了蒸汽爆炸和化学爆炸,大量放射性物质释放到大气中。,切尔诺贝利核事故,（一）核与辐射威胁样式,切尔诺贝利核事故,眺望事故后20年的切尔诺贝利核电站,用水泥封筑起来的石棺,工人们正在修补裂缝的石棺,（一）核与辐射威胁样式,切尔诺贝利核事故,1 Ci = 3.7 1010 Bq,（一）核与辐射威胁样式,切尔诺贝利核事故后果,释放出来的8吨放射性物质随大气扩散，造成6万多平方公里的面积遭受直接污染

4、，320多万人受到辐射。 事故后从白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯三国撤离了11.6万人，最后避迁移居了21万公众； 现场急性放射病死亡28人，非辐照原因死亡3人，其中1人死于冠脉栓塞，总计现场死亡人数为31人； 事故发生15年内有6-8万人死亡，13.4万人遭受各种程度的辐射疾病折磨；,（一）核与辐射威胁样式,切尔诺贝利核事故后果,最严重的健康效应是儿童中的甲状腺癌发病率上升，到1995年确诊约800例。 最严重的是公众精神压力加大，心理损伤严重，焦虑、忧愁、宿命论和“受害者”心态滋生、社会心理影响强烈、严重和长期持续； 社会、经济、政治和制度上都产生了深远影响，甚至有人说促进了苏联解体； 很长一段

5、时间公众对建设核电存在很大恐惧，在一些国家有谈“核”色变之虑。,（一）核与辐射威胁样式,日本福岛核事故,（一）核与辐射危害样式,日本福岛核事故,强烈地震 控制棒上插 停堆 余热状态 应急柴油机工作 安注系统向堆芯内注水 海啸发生 柴油机工作停止 备用蓄电池工作 蓄电池电量耗尽 移动式柴油机接口不兼容 堆芯冷却停止,（一）核与辐射危害样式,日本福岛核事故,压力容器卸压 放射性核素碘和铯释放 燃料包壳损坏 首相视察 卸压中断 安全壳内温度和压力上升 堆芯裸露产生大量氢气 当地时间12日下午3点10分，1号机组反应堆厂房顶盖被爆炸摧毁，剩下钢结构,（一）核与辐射危害样式,日本福岛核事故,14日11点

6、1分左右，福岛第一核电站3号机组反应堆发生爆炸； 15日6时10分左右，福岛第一核电站2号反应堆爆炸； 15日11时，福岛第一核电站的4号机组发生火灾，12时左右发生爆炸，16日清晨5时45分，再次发生火情。,（一）核与辐射威胁样式,日本福岛核事故,日本经济产业省原子能安全保安院与原子能安全委员会称：,3月12日：事故等级初步定为级； 3月18日：13号机组的等级为5级，4号机组的等级为3级； 4月12日：提高到最高级7级。与切尔诺贝利核电站同样的等级。,距离核电站20公里半径范围内的20多万居民全部撤离； 2030公里半径范围内的居民需要举家隐蔽。,（一）核与辐射威胁样式,日本福岛核事故,（

7、一）核与辐射威胁样式,日本福岛核事故,4月12日，福岛第一核电站释放到大气中的放射性物质量，日本原子能安全保安院估算为37万万亿Bq，而原子能安全委员会则估算为63 万万亿Bq。两项数据均远高于划定为国际核能事件分级表（INES）7级标准的数万万亿Bq。虽仅为切尔诺贝利核电站释放量的10%，但目前仍在释放中。,（一）核与辐射威胁样式,我国核电站分布,我国现约有放射性同位素与辐射技术应用的各类放射源7万8万枚，其中废源约有2.5万枚（完全失控的“孤儿”源据估算约2000枚）。 存在发生“脏弹”核恐怖事件的潜在危险性,（一）核与辐射威胁样式,现代版杞人忧天,（一）核与辐射威胁样式,3. 核武器直接

8、袭击,早在2002年，美国就曾宣布：台海发生战事，是美国使用核武器的重要时机。2005年，美国政府再次宣称，将我国列为准备使用核武器的7个目标国之一。2006年6月，美国太平洋司令部根据美国国防部长和参谋长联席会议指令，制定了代号为“5077-04”干预台海战事作战计划。在该作战计划中，美军较为详细地计划了使用核武器阻止我对台作战行动的内容。,（一）核与辐射威胁样式,4. 次生核危害,战场次生核危害，是指战争中的某一方使用非核化武器对另一方的核设施进行破坏、摧毁而引发大量放射性物质的泄漏、扩散和传播，导致出现大范围的放射性物质污染，形成具有使用核武器后所呈现的某些伤害特征的战场核环境。,（二）

9、世界核威胁形势,国际核裁军取得突破性进展,现实的核威胁将是无法消除的，并且存在着由威胁向有限规模使用转化的可能。,（二）世界核威胁形势,1.越来越多的国家和地区拥有或掌握核武器或核技术,目前世界上有8个国家公开承认拥有核武器.而朝鲜、伊朗、日本、伊拉克、埃及、南非、阿根廷、巴西等国家和台湾地区都有制造核武器的材料和技术。,（二）世界核威胁形势,2.世界上还没有一个禁止使用核武器的公约，当前美、俄两个核大国坚持不做出不首先使用核武器的承诺。,如果俄面临生死攸关的选择，俄将使用包括核武器在内的所有手段。 俄前参谋长 克瓦什宁,美国可以在接到袭击警报、来袭的弹头爆炸之前发射核武器，同时也将在冲突中首

10、先使用核武器。 美前总统 克林顿,无论以何种方式放下核武器都是轻率的举动。 英首相 布朗,（二）世界核威胁形势,3. 核武器的扩散增大了使用的可能性,朝鲜核问题,伊朗核危机,（三）我国面临的核威胁,据不完全统计，与我国接壤的国家和地区中，拥有核武器的国家有三个（另外，印度、巴基斯坦也已成为事实拥有国），掌握核技术和贮存化学武器的国家和地区就达五六个之多，我国基本是处于核化武器包围之中。,俄,越,（三）我国面临的核威胁,俄罗斯的战略威慑力量仍足够强大，如果需要俄罗斯仍然可以在任何地方、任何地点，多次消灭任何敌人，并具备同时与多个核强国进行核战争的能力。 普京,（三）我国面临的核威胁,只有核武器才

11、能保证印度的大国地位和安全。 瓦杰帕伊,（三）我国面临的核威胁,朝鲜2003年1月10日单方面宣布退出不扩散核武器条约组织，重新启动其核计划。 朝核六方会谈陷入僵局。,二、核武器伤害及防护,二、核武器危害及其防护,核武器是利用能自持进行核裂变或聚变反应瞬间释放的巨大能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。主要包括原子弹、氢弹和中子弹。,（一）核武器的类型,内爆式原子弹,化学炸药 外壳体 雷管 内壳体 核装料 中子反射层 导槽,1.原子弹,原子弹是利用易裂变重原子核发生裂变链式反应，瞬间释放出巨大能量，造成杀伤破坏作用的核武器，也称裂变弹。,枪式原子弹,1945年8月6日、9日

12、，美军使用轰炸机分别在日本的广岛、长崎各投下一枚原子弹，这是迄今世界上仅有的两次核武器袭击。,“胖子”，当量约21千吨，投于长崎,“小男孩”，当量约15千吨，投于广岛,美国在日本的广岛、长崎投下的核弹外观,（一）核武器的类型,1.原子弹,（一）核武器的类型,1.原子弹,核袭击后的广岛,核袭击前的广岛,（一）核武器的类型,1.原子弹,（一）核武器的类型,2.氢弹,氢弹主要是利用氘、氚等轻原子核的自持聚变反应瞬时放出巨大能量，造成杀伤破坏作用的核武器，又称聚变弹、热核弹、三相弹。,（一）核武器的类型,3.中子弹,中子弹是以高能中子辐射为主要杀伤因素，且相对减弱冲击波和光辐射效应的一种特殊设计的小型

13、氢弹，又称为增强辐射弹。,（一）核武器的类型,3.中子弹,（一）核武器的类型,4.新型核弹,（1）冲击波弹 （2）增强射线弹 （3）感生放射性弹 （4）核电磁脉冲弹 （5）核钻地弹 （6）核激励X射线激光器 （7）射线激光器,金属氢武器核同质异能素武器反物质武器,（一）核武器的类型,5.第四代核武器,（二）核武器的威力,核武器的威力用“梯恩梯当量”表示，简称当量。当量就是指核爆炸时放出的能量相当于多少重量的梯恩梯炸药爆炸时放出的能量。 核武器威力等级可以按当量吨位、当量大小和作战任务分类。,（三）核武器的爆炸方式和外观景象,空中爆炸,低空爆炸中空爆炸高空爆炸超高空爆炸,地面（水面）爆炸,地下（

14、水下）爆炸,（三）核武器的爆炸方式和外观景象,（四）核武器的杀伤破坏因素,核武器产生光辐射、冲击波、早期核辐射、核电磁脉冲和放射性沾染等五种杀伤破坏因素。前四种是在爆后几秒至几十秒内起作用的，叫瞬时杀伤破坏作用；放射性沾染则在较长时间内起作用，称作剩余核辐射。,（四）核武器的杀伤破坏因素,1.光辐射能焚物的光,光辐射是从核爆炸闪光和火球中放出的强光和热。核爆炸火球内部温度高达30004000万度，表面温度达8000度。,（四）核武器的杀伤破坏因素,2.冲击波能毁物的风,冲击波是核爆炸产生的高速高压气浪，是核武器的主要杀伤破坏因素。,3.早期核辐射无形杀手,早期核辐射是核爆炸后15秒内从火球和烟

15、云中放出的射线和中子流，是核武器特有的杀伤破坏因素。,（四）核武器的杀伤破坏因素,4.核电磁脉冲性似闪电,（四）核武器的杀伤破坏因素,核电磁脉冲是核武器爆炸时，产生的强脉冲瞬发射线与周围空气物质相互作用而形成的辐射瞬变电磁场。,5.放射性沾染貌似尘埃,（四）核武器的杀伤破坏因素,放射性沾染是指核爆炸产生的放射性物质对地面、水域、空气和各种物体的污染，是核武器特有的杀伤破坏因素之一。,（五）核武器危害防护,1.对瞬时杀伤破坏因素的防护,（五）核武器危害防护,2.对放射性沾染的防护,防护方法有：扎三口、全身防护、使用防护工事、控制人员行动和停留时间、防止侵入体内、减少放射性物质在体内停留、对食品进

16、行处理。,三、辐射危害及防护,按照辐射性质的不同（按载体分），将辐射区分为电磁辐射和粒子辐射；按辐射能否引起传播介质的电离（按能量分），又可将辐射分为电离辐射和非电离辐射。,按辐射载体分,电磁辐射,无线电波 红外线 可见光 紫外线 x射线 射线,粒子辐射,按辐射能量分,非电离辐射,电离辐射,中子 质子 电子 粒子 粒子,什么是辐射？核辐射如何产生？,（一）辐射的性质,代表元素的原子核组成,元素,原子核内具有相同核电荷数的同一类原子称为元素。,原子核的质子数代表核电荷数，称为原子序数，用Z表示。原子核内的质子数和中子数之和称为质量数，用A表示。,（一）辐射的性质,具有特定质量数、原子序数及核能态

17、，且其平均寿命长到足以被观察到的一类原子统称为核素。某些核素自发地放射、粒子或射线或在轨道电子俘获后放出射线，甚至有些核素会发生自发裂变，所有这样的核素都被称为放射性核素。,放射性核素,（一）辐射的性质,核辐射,核辐射是指放射性核素的原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或能量状态过程中所释放出来的微粒子流。简单说就是放射性物质以波或微粒形式发射出能量叫核辐射。它可使物质引起电离或激发，亦称为电离辐射。,（一）辐射的性质,半衰期T1/2：一定量的放射性核素原子数目减少到其最初数目的一半时所需要的时间。 半衰期越长，说明衰变得越慢；半衰期越短，说明衰变的越快。半衰期是放射性核素的特征常数

18、，不同的放射性核素有不同的半衰期，如核素238U的半衰期是4.47109a，而239U的半衰期是23.5min。半衰期不会随时间、温度、压力等外界条件变化。,（一）辐射的性质,0,1620 年,1 个半衰期,3240 年,2 个半衰期,4860 年,3 个半衰期,40 106,20 106,20 106,10 106,30 106,5 106,35 106,氡-222,镭-226,0 106,（一）辐射的性质,庄子.天下篇：一尺之锤，日取其半，万世不竭。,1. 看不见、摸不着、嗅不到，只能用专门仪器才能探测到； 2.放射性衰变是自发性的； 3.辐射强度随时间的增加而递减；,（一）辐射的性质,4

19、.不同的辐射有不同的穿透能力（、Xn ）和电离能力（n、X ）；,5.电离辐射会对人的健康产生影响，但一般不会立即得病。,（一）辐射的性质,（二）辐射危害的度量,描述放射性衰变的量,(放射性)活度A 定义：放射源在单位时间内发生衰变的原子核数目。,常用单位：贝可（Bq），居里（Ci） 1 Ci = 3.7 1010 Bq,表面活度：单位面积的放射性物质具有的放射性活度。贝可/厘米（Bq/cm2） 质量活度：单位质量的放射性物质具有的放射性活度。贝可/千克（Bq/kg） 体积活度：单位体积的放射性物质具有的放射性活度。贝可/升（Bq/L）,（二）辐射危害的度量,吸收剂量D,吸收剂量（简称剂量）：

20、单位质量物质吸收的电离辐射能量。 SI单位专名：戈瑞，符号Gy(焦耳/千克)。,吸收剂量率（简称剂量率）：单位时间内的吸收剂量。, SI单位专名：戈瑞/秒，符号Gy/s 。,当量剂量H,（二）辐射危害的度量,同样的吸收剂量未必产生同样程度的生物效应，因为辐射生物效应除了与吸收剂量有关系外，还与电离辐射类型、能量、照射条件等因素有关，因此，为了比较不同类型辐射引起的有害效应，引入此概念。,当量剂量H：组织或器官内所关心的某一点的吸收剂量与辐射品质因子的乘积。 SI单位专名： 西弗，符号Sv。, SI单位专名：西弗/秒，符号Sv/s 。,当量剂量率：单位时间内的当量剂量。,（二）辐射危害的度量,品

21、质因数与射线类型、种类的关系,由于人体各种组织器官对辐射的敏感度不同，所以虽接受相同的当量剂量，但造成的健康损失（患癌症或不良遗传）的风险（概率）却不同，也就是说不同的组织器官，照射相同的辐射所造成的伤害不同。因此又订定出组织权重因数（WT）来代表各组织器官接受辐射对健康损失的概率,因此引入此概念。,有效剂量E,有效剂量E：体内所有组织和器官的加权当量剂量之和。,E代表全身的辐射剂量，用来评估辐射可能造成我们健康效应的风险，单位也是希沃特（Sv）.,（二）辐射危害的度量,（二）辐射危害的度量,各组织器官权重因子,（二）辐射危害的度量,（三）辐射的伤害,1.效应类型,生物体内有大量的各种分子，分

22、子内部的化学键一般键能为二到十个电子伏。核辐射的各种微观粒子带有的能量都比化学键的键能高，因此有一定的可能性破坏人体内分子的化学键，造成分子的性质改变。,（三）辐射的伤害,1.效应类型,（三）辐射的伤害,2.效应的影响因素,辐射致生物效应与许多外部条件和机体内在因素有关。影响辐射生物效应的因素可分为三类：一是辐照因素，包括照射剂量、射线性质、照射剂量时间分布(包括剂量率、分次或间歇照射)和空间分布(包括均匀照射、不均匀照射或微剂量)、照射方式(包括体外、体表、体内照射)等；二是生物因素，主要指细胞、组织器官、个体等辐射敏感性；三是介质因素的影响，如氧效应、温度等。,（三）辐射的伤害,辐射因素,

23、辐射因素与辐射类型和照射条件有关 -电离能力、电离密度 电离能力越强、电离密度越大其给生物体造成的生物效应越明显。同一射线类型其能量不同造成的生物效应也不同。 -吸收剂量 吸收剂量越大，生物效应越明显。 -剂量率 剂量率越高，生物效应越明显。 -照射条件 受照范围越大，生物效应越明显。内照射比外照射更严重。,（三）辐射的伤害,生物因素,-组织或器官对辐射的敏感性 不同的组织或器官对辐射的敏感性不同。 -生物种系 不同生物种系对辐射的敏感性不同,生物种系的演化程度越高,机体结构越复杂,对辐射的敏感性越高。 -生物个体 生物个体的差异也会影响辐射的生物效应。如：年龄、性别、健康状况、精神状态和营养

24、状况等。,（三）辐射的伤害,介质因素,-温度效应 机体受照射时，其内外环境温度的变化，可直接影响辐射生物学效应。 -氧效应 受照组织、细胞或溶液系统的辐射效应随周围介质中氧浓度的增加而增加。 -防护效应 化学物质在溶液体系中，由于其他物质的存在而使一定剂量的辐射对溶质的损伤效应降低。,（三）辐射的伤害,3.辐射致生物效应的特点,1.低吸收能量引起高生物效应,70kg的人接受了达10Gy的致死剂量后，人体温度只因所吸收700j的能量而升高0.02，而这个剂量却可使全部受照者死亡。,2.短暂作用既可以引起短期效应也可引 起长期效应,急性效应可以在几小时到几天内出现，而远期效应一般都在几年以后出现。

25、,（四）辐射危害的特点,1.无色、无味，伤人于无形,2.有多种照射途径,烟羽外照射 吸入内照射 地面沉积外照射 食入内照射 吸入由沉积放射性物质再悬浮产生的内照射 沉积于皮肤、衣服等表面的放射性物质产生的外照射,（四）辐射危害的特点,3.危害效果有累积特性,4.辐射危害的作用时间长,（1）辐射危害的远期效应，特别是致癌和遗传效应，要进行数十年甚至终生观察才能作出科学评价。 （2）辐射危害对环境造成的辐射污染可能需要几十年，上百年才能得到恢复。,（四）辐射危害的特点,5.影响范围广，涉及人数多,辐射危害事故，特别是大量放射性物质释放情况下，由于烟羽漂移，辐射影响的范围往往较广泛，受照的人数也较多

26、，因而需采取防护措施的地区也大。,（四）辐射危害的特点,6.可造成较大的社会和心理影响,可严重影响人们的身体与心理健康 ； 可干扰、破坏正常的生产和生活秩序 ； 可造成重大经济损失 ； 在政治上可造成严重冲击与破坏 。,1.辐射防护标准,辐射虽然可能对身体细胞和组织造成损害，不过除非所吸收的剂量很高，否则对健康的影响可谓微不足道。然而，在现今的社会，辐射的应用日趋普遍。我们在享受辐射应用所带来的好处的同时，亦需要注意这些人为造成的辐射照射可能会对人体健康造成一定的危害，并需设法减低辐射的照射量。,（五）辐射防护,辐射防护标准自X射线发现第二年至今经过四个阶段的演变,其趋势是标准愈来愈严,剂量限

27、值愈来愈小.,1.辐射防护标准,（五）辐射防护,辐射防护标准的演变,（五）辐射防护,1.辐射防护标准,国家辐射防护标准（GB188712002）,（五）辐射防护,1.辐射防护标准,战时参战人员辐射控制标准,1. 全身外照射月累积剂量一般不应超过0.5Gy;,2. 全身外照射年累积剂量一般不应超过1.5Gy;,3. 全身外照射终生累积剂量一般不应超过2.5Gy.,（五）辐射防护,1.辐射防护标准,（五）辐射防护,一旦出现核与辐射突发事件，公众首先必须尽可能多地获取关于突发事件的可靠信息，应通过各种手段（电视、广播、电话）了解政府部门的决定、通知，应按照地方政府的通知，迅速采取必要的防护措施。切不

28、可轻信谣言或小道信息。一定要做好个人防护，总的防护原则是“内外兼防”。,（五）辐射防护,2.辐射防护方法,（二）辐射防护方法,尽可能缩短被照射时间（时间 防护）； 尽可能远离放射源（距离防护）；,外照射防护方法,不同材料的半减弱厚度,注意屏蔽，对源屏蔽或人员自身屏蔽（屏蔽防护）。,（五）辐射防护,2.辐射防护方法,缩短接触污染物的时间； 穿戴个人防护衣具及用品； 在污染场所内不得饮食和吸烟； 尽可能杜绝受伤的可能性； 若发生放射性污染，应立即清洗去污； 离开污染区时应进行沾染检查和沾染消除； 宜多饮食，增加排泄次数，以清除体内可能遭受的污染。,内照射防护方法,（五）辐射防护,2.辐射防护方法,有效防护具体措施,（1）采取隐蔽措施以减少直接的外照射和污染空气的吸入 可以选用就近的建筑物进行隐蔽（当今的各种建筑物均具有隐蔽功能，地下室或高层建筑的隐蔽性能更好）。应关闭门窗及通风设备（如空调、风扇）; 但当污染的空气过去后，迅速打开门窗和通风装置。,（五）辐射防护,2.辐射防护方法,（2）根据地方政府的安排实施撤离 撤离一定要有