核安全综合知识(核能和核技术应用)

《核安全综合知识》
加速器生产放射性同位素 基本原理 放射性药物生产过程 加速器生产放射性同位素的特点
加速器生产的放射性同位素与反应堆生产的放射性同位素相比，具有以下 一些特点： （1）反应堆中主要用（n，γ）反应生产同位素，所生成的同位素与靶材料 一般是同一元素。加速器用（p，n）、（d，n）、（α，n）等反应生产 同位素，所生产的放射性同位素与靶材料元素一般不相同，故易于化学分 离，可进行无载体同位素的生产，从而获得高纯度、高比度放射性同位素。 （2）加速器生产的同位素都是缺中子同位素，衰变时大多是电子俘获（ EC） 或发射正电子（β+），不发射其它带电粒子（α、β等），所以可用γ相机 或正电子发射计算机断层扫描（PET）进行医学诊断，病人所受的剂量小。 例如甲状腺诊断采用加速器生产的I23I，病人所受的剂量只有用反应堆生产 的131I的1%。 （3）构成生物机体的主要元素C、N、O的（n，γ）反应截面很小，用反应 堆不能有效地生产临床诊断上很需要的这类同位素，而用小型回旋加速器 很容易制备11C、13N、15O等短寿命同位素，并可设置在医院内就近使用， 十分方便。 （4）加速器操作简单，可以随时启动或停机，工作安全，检查维修方便，工 作中放射性污染的危险性小。
核安全综合知识
注册核安全工程师考试复习 2009年6月
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第二章 核能和核技术应用 考试要求：
熟悉辐射源的种类。 了解放射性同位素的基本特性。 了解反应堆和加速器生产同位素的基本知识。 了解放射性同位素在医学、农业、工业、食品加工等行业的 应用。 熟悉放射性同位素在医学、农业、工业、食品加工等行业的 应用中的辐射安全问题。 了解辐射产生器/设施的应用。 熟悉辐射产生器/设施在应用中的核与辐射安全问题。 了解与核燃料循环设施有关的基本知识。 熟悉核燃料循环设施核与辐射安全方面的主要问题。
对工作人员、患者和公众的防护
γ 射线远距治疗机对病人进行照射时，除接受治疗的患者外，治疗 室内不应有其他人员。治疗室必须与控制室分开。设计屏蔽厚度时 应使相邻及附近地区的工作人员和居民所受的照射低于国家规定的 限值。
辐射监测
对放射性工作人员应进行个人剂量监测并建立个人剂量档案。 每次照射完后，应用剂量仪检查治疗室内的辐射水平，以判断源是 否回到安全贮存位置，以免发生意外。
生产线核仪表安装、使用、维修和储存中的辐射安全
应选择合适的安装地点，使射线束避开人员停留和经常经过的区域。 源与工作人员的距离应大于0.5m并便于安装、拆卸和检修。安装 工作完成后，要检测放射源周围的辐射剂量情况，如剂量过高，要 采取必要的防护措施。 仪表要经常维护，检查源的密封性，检查控制和安全保护系统的可 靠性等。需在源附近长时间检修时，应将源锁在安全位置，必要时， 可将源移至其它防护容器内暂时贮存。 放射源不再使用时，要存放在源库中，加强安全保卫，防止丢失被 盗，并及时返回生产厂家或送城市放射性废物库。
放射源使用和贮存的安全
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放射性同位素在医学应用中的辐射安全问题 放射性废物（源）的处理处置
放射性废水除了操作工艺中可能产生少量放射性废水外，还有清洗 器皿、工具等的废水，以及病人排泄物，一般采用衰变池或容器贮 存衰变方法，经检测达标后排放。 放射性药物的制备、分装等，在密闭的手套箱或通风柜中进行操作。 通风柜操作口的风速和通风管道的高度等应满足规定要求，必要时 通风系统加高效过滤器。
核燃料循环设施 ，
核燃料循环设施包括核燃料生产、加工、贮存和后处理设施等。 后处理主要内容有：（1）除掉裂变产物；（2）回收未燃烧的 燃料；（3）回收生成的可裂变物质（如钚）等。
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人工辐射源
核技术应用 密封源 ，
α放射源 ：α放射源主要用于烟雾报警器、静电消除器和 放射性避雷器等的离子发生器。常用的α放射性 核素有210Po、238Pu、239Pu、241Am、235U、 238U等。 β放射源 ： 低能光子源 ： γ放射源 ： 中子源 ：
在使用放射性同位素和放射源进行医学诊断和治疗时，要选 择合适的放射源，制定合理的照射方案，仔细计算所需的照 射剂量，防止病人接受过量照射。
对注射放射性药物的病人的管理
设立注射放射性药物后的病人专用候诊室，病人必须在专用 候诊室候诊，不得随意走动，病人家属和慰问者尽量远离患 者，避免不必要的照射。也还应避免病人之间相互影响。对 接受了131I治疗的患者，其体内的放射性活度降至低于400 MBq 之前不得出院。
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放射性同位素在农业和食品工业应用中的辐射安全 外照射的防护
放射性同位素在农业和食品工业应用中的辐射安全问题主要针对γ 辐射装置。 γ 辐照装置的装源量比较大，活度从1012Bq（102Ci）量级至1016Bq（106Ci） 量级不等。 为了防止人员受到大剂量的射线照射，应该加强外照射的防护。设计屏蔽时， 除了要保证工作人员自身接受的剂量低于剂量限值外，还必须保证周围公众 所接受的剂量不超过规定的限值。要设置安全可靠的安全联锁和警告、报警 装置，防止人员误照射。 为了保证工作人员和附近居民的安全，可在有用的照射区外划出一定范围作 为控制区，设有醒目的辐射危险标志，控制区外边界上的辐射剂量应低于对 公众的剂量限值。
2.8 核动力厂和其他反应堆
2.9 核动力厂和其他反应堆的安全问题
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2.1 辐射源种类
知识要点： 天然辐射源
宇宙射线 宇生放射性核素 原生放射性核素
人工辐射源
核设施 反应堆辐射源，
γ 辐射源 ：瞬发、缓发、其他(俘获、n非弹散激发)γ 射线 中子源：瞬发(2-3/fi,2MeV,峰值约0.8MeV，1012-1015n/s.cm2)、 缓发中子(0.0158 /fi，能量较低)
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放射性同位素在工业应用中的辐射安全问题
野外和施工现场作业时的辐射安全 在野外和施工现场使用辐射仪表时，特别是辐射剂量较大的 仪表（如γ射线探伤机等），要根据射线的辐射范围，划出 一定范围的警戒区域，并设置警戒线和标志，必要时须有专 人负责警戒，以防无关人员进入辐射现场。 在离道路、居民区和办公区较近地点进行辐照工作时，要尽 量选择夜间或人员较少的时间进行工作，必要时，可与有关 部门联系疏散人员后再开始工作。 工作结束，放射源使用完毕后，一定要检查放射源是否已收 回防护容器，经监测确认放射源已收回防护容器后，才能离 开现场。 废放射源的安全处置 对已不能满足使用或不再使用的闲置源，不得自行处理，特 别是不能任意丢弃、掩埋和挪做他用，应妥善保管，及时返 回厂家或送城市放射性废物库。对关并停转的企业和单位， 要有专人负责放射源的安全保卫工作，直至将放射源进行了 安全处置。
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2.2 反应堆和加速器生产放射性同位素基本知识
知识要点： 反应堆生产放射性同位素
基本原理， 反应堆生产放射性同位素的产额， 辐照同位素过程中的辐射防护，
辐照同位素操作过程中必须采取一系列安全措施。其中包括：
(1) 必须使用远距离操作系统（如机械手）从反应堆的辐照管道（或辐照室）提取同位素 的样品盒，操作系统必须安全、可靠； (2) 不管是用机械的、气动的还是用液压的方法，从辐照管道（或辐照室）内提取辐照样 品时，都不应损坏样品盒，使放射性物质逸出； (3) 从堆内提取的样品盒，在运输过程中应有监测仪器进行监测； (4) 样品盒应严格密封，特别是对于那些容易泄漏的气态或挥发性的同位素，如3H和 131I的样品盒，对其密封性必须进行严格的检查，必要时要采用双层密封； (5) 对于有腐蚀性的靶材，必须选用耐腐蚀性的样品盒。如生产203Hg时，由于汞能腐蚀 金属，它的泄漏会直接影响反应堆的安全，必须予以充分重视； (6) 选择靶材时，必须全面考虑在受辐照后，其物理、化学性能的变化。如由于辐照分解、 气体析出等引起样品盒内温度、压力的变化。在辐照时样品盒的爆炸将直接影响反应 堆的安全； (7) 样品盒的结构形式及机械强度应便于提取和运输； (8) 在辐照管道（或辐照室）的排风管或其它适当的位置上应设置连续工作的放射性气体 或微尘的监测装置，以便能及时发现样品盒的泄漏，并采取适当的安全措施。
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放射性同位素在工业上的应用
核仪表
核子秤 料位计 测厚仪 核子湿度密度仪
放射性测井 γ射线照相（探伤）机 其它应用
通过辐射接枝交联技术进行改性，得到新的高分子化合物； 利用放射性同位素210Po、238Pu等制作的放射性静电消除器， 具有结构简单、安装容易、使用方便和不用电等优点； 利用放射性同位素发出的α射线使空气电离，中和静电而达 到消除静电的目的，可清除唱片、幻灯片、照相底片、摄影 镜头等上的灰尘。
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人工辐射源
非密封源 ，
工作场所分级 ：甲、乙、丙三个等级 放射性核素毒性分组 ：放射性核素毒性分组详见 （GB18871―2002）附录D。
射线装置 ，
χ 射线机 ：χ 射线机的种类很多，如诊断χ 射线机、治疗χ 射线机、工业探伤χ 射线机、χ 射线分析仪等。 加速器 ：利用电磁场使带电粒子（如电子、质子、氘核及重 离子等）获得高能量的装置。按能量区分，有高能、 中能和低能加速器。主要讨论低能加速器辐射源。 韧致辐射、中子、感生放射性。产生的辐射有瞬发 辐射和缓发辐射 。 中子发生器 ：利用直流电压，能量在1MeV以下，通过（d，n） 反应产生快中子的小型加速器。中子发生器加速离 子的能量不高，多数在 400KeV 以下，也有的到 600 KeV。它的电源电流容量较大，一般能达到毫安数量 级，高的可达数十毫安。利用 D （ d ， n ） 3He 和 T （ d ， n）4He反应获得2.5MeV和14MeV能量的单能中子。强 流中子发生器的中子产额可达到1012―1014n/s。
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放射性同位素在ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ业上的应用
辐射育种 进行辐射育种的辐射可以是χ 射线、γ 射线和中子，用得最 多的是60Coγ 源。χ 射线和γ 射线辐照时，一般使用的剂量 范围为1.3×102―3.5×102Gy ；对于中子辐照，一般使用的 剂量范围为 1010―1013n/cm2。 农药、化肥示踪 农副产品的辐照保鲜 辐照保鲜用源主要为60Co，活度3.7×1014Bq（1万Ci）以上。 刺激生物体生长
放射性同位素在食品加工中的应用
放射性同位素在食品加工中主要用于灭菌保鲜。 辐照过的酒可提高醇香度，相当于放置几年或几十年。 用放射性同位素辐照过的猪肉，保鲜期延长而味道不变。
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2.4 放射性同位素应用中的辐射安全问题
知识要点：
放射性同位素在医学应用中的辐射安全问题 放射源和辐照剂量的选择、控制
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2.3 放射性同位素在医学、工业、农业、食品加工等
行业的应用 知识要点：
放射性同位素在医学上的应用
放射性药物影像诊断 ，
γ照相机
发射型计算机断层扫描仪（ECT） 正电子发射计算机断层扫描仪（PET） 骨密度仪
放射源治疗
近距离治疗 远距治疗
体外放射免疫分析
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第二章 核能和核技术应用 复习内容
2.1 辐射源种类 2.2 反应堆和加速器生产放射性同位素基本知识 2.3 放射性同位素在医学、工业、农业、食品加工等行业的应用 2.4 2.5 2.6 2.7 放射性同位素应用中的辐射安全问题 射线装置在医学、工业、农业等行业的应用 射线装置应用中的辐射安全问题 核燃料循环设施
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放射性同位素在工业应用中的辐射安全问题
辐射防护容器的设计和防护性能检验
设计防护容器时，保护和操纵机构要灵活、可靠，要保证在使用过 程中放射源不会松脱，更不能掉出来。既要使放射源便于安装、更 换，又要使无关人员无法打开。 对辐射源防护容器，要在设计的最大装源量条件下，对防护容器的 防护性能进行检验，确保符合国家标准。不符合安全性能要求的不 应出厂。