放射化学实验

【实验一】实验安全及设备简介【实验目的】了解放射化学实验室的一般行为规则，安全防护规则，掌握放射性安全防护方法及放射性污染去除方法，及放射性废物处置方法，操作常识。

【实验内容】通过老师讲解和学生现场认识，了解放射化学实验室的一般规则，安全防护规则和防护实验室放射性污染的去除与废物处理常识，认识放射化学实验常用仪器及设备，了解与这些设备相关的原理及使用方法。

化学实验室一般规则1、根据理论与实践统一的原则，实验前要预习，明确实验目的和实验方法。

2、遵守纪律，准时上课，对号就位，保持安静，注意安全，听从指导，注意节约,，按需取量。

3、要正确操作，仔细观察，积极思考问题，及时做好记录。

4、根据原始记录，联系理论知识，深入分析问题，认真整理数据，按时写好实验报告。

5、爱护公共财物，实验前后应对本组仪器进行检查（包括数量，完好程度及清洁情况），在实验中如有破损，要及时登记补领（如拒不登记，经查出则加重经济赔偿分量）。

6、纸屑、棉花、火柴梗等固体废物，以及具有强腐蚀性、强毒性的废液，应投入废液缸（桶）里。

7、实验完毕，必须清洗玻璃仪器，按原定位置有序放置好，清洁桌面，洗净凉好毛巾，对水、电进行安全检查，最后由值日生清理废液缸（桶），拖洗地面，关好门窗。

放射化学实验室安全防护守则1、进入实验室必须穿上工作服和工作鞋，戴好工作帽，必要时戴好口罩，进入实验室工件前，一般应先通风五分钟。

2、严格遵守放射源领用制度，放射源应由专人妥善保管，严防丢失。

3、实验室内应明显划分活性区和非活性区，并体好标志，不得把与实验无关的仪器、图书及其它用品带入室内。

必要的讲义、记录本应在指定地方记录存放；不得把放化实验室的物品带到其它地方(非放化实验室)去。

严禁在实验室内进食，饮水，吸烟或存放食物。

4、操作放射性时必须戴上乳胶手套，必要时应戴上有机玻璃或铅玻璃的防护眼镜。

所有操作均应在铺有吸水纸的瓷盘中进行，凡存放或操作放射性物质的器皿，都必须作好放射性标志。

严禁戴了沾污的手套任意接触非放射性的器皿或公用仪器。

5、操作0.5毫居里γ放射性物质及0.5毫居里以上能量较高的β放射性物质时都必须有防护屏，或其它防护措施。

使外照射剂量降低到剂量当量限值以下。

在进行强放射性操作前，一股都要先做无放射性物质的模拟试验（以叫冷试验），待操作熟练后才能进行放射性物质的试验。

6、放射性废物必须同普通垃圾严格分开，分别存放于“放射性”废物桶内或“非放射性”废物桶内。

放射性废水严禁倒入普通水槽中。

存放放射性废物应按种类，状态，活度分开存放，并应分别贴好详细的标签。

7、实验中发生放射性事故时(包括盛有放射性溶液的器皿破碎、打翻，放射性物质溅出，洒落，以及桌面、地面和人身的沾污等），应保持镇定，立即报告指导教师，在教师的指导下进行放射性去污。

8、工作人员皮肤暴露部位的伤口未愈时．一般不得操作放射性物质。

9、要有良好的工作作风，实验室应经常保持请洁整齐，每天实验后必须进行湿法打扫，禁止使用易扬尘的器具，定期进行全面大扫除，工具必须专用。

实验室内工作台面、地面、墙壁及仪器等必须经常用剂量仪器进行检查，发现有沽污的地方及时去污，清洗。

10、工作人员离开实验空前，必须仔细洗手，仪器检查，如发现自身部份有沾污，应立即清洗，直至本底为止。

放射性防护的方法人们受电离辐射照射有两种情队一种是辐射源在人体外面，它所发出的射线照射人体，称为外照射：另一种是放射性物质进入人体内部，它所发出的射线照射人体组织及器官，这种情况称为内照射。

针对这二种照射，有两种完全不同的防护方法，下面将分别作一简单的介绍。

1．外照射防护外照射剂量是与放射源的活度、操作时间成正比，而与操作距离的平方成反比的。

因此，外照射防护的三个最基本的原则是．尽可能地增大操作距离、缩短操作时间和采取适当的屏蔽。

现按射线性质的不同，分别简述α，β，γ射线的外照射防护：(1) α射线的外熙射防护。

射经的射程很短，几厘米厚的空气层即可将它吸较掉，因此在工作时只要戴上手套，不直接用手接触放射源，就不会有外照射的危害，α粒子在组织中的射程仅几十微米，即使它射在皮肤上(当然应当避免)，也容易被表皮所吸收而不会深入体内对内组织有所危害。

(2)β射线的外照射防护β射线比α射线具有较大的穿透能力．在空气中射程可达几米，但它容易被铝、有机玻璃所吸收。

大量β粒子在人体组织的表面层中披完全吸收时．会对皮肤产生根大的破坏作用，尤其对照睛的角膜影响更大。

如用手直接拿取几十毫居β源时会引起严重而难愈的烫伤，β射线在体内照射时的危害次于α粒子，其外照射的危害又次于γ射线。

β射线的防护措施，尽可能降低操作放射源活度，增加操作距离以及缩短操作时间都可能使照射剂量在剂量当量极限以下。

在操作较强的源时，比较好的防护方法还是使用防护屏和操作钳。

防护屏的材料可用铝，有机破璃，玻璃等，但以有机玻璃最好。

如果查得β射线在铝中的最大射程Rβmax,则它在有机玻璃或其他物质中的最大射程d(厘米)为：d＝Rβmax/ρρ为有机玻璃或其他物质的密度(克／厘米3)，如ρ有机玻璃=1.18克/cm3。

在使用防护屏财要考虑韧致幅射的影响问题，韧致辐射的能谱也是连续分布的，最大能量可等于β粒子的能量，然而平均能量远小于最大能量。

但在设计强源的屏蔽时要考虑到韧致辐射的影响。

(3)γ射线的外照射防护我们经常使用的放射源大多数均伴有γ射线的发射，而γ射线的穿透能力强，对人体容易引起内部损伤，因此在外照射的防护中最重要的是γ射线的防护。

通常在实验中可用剂量仪器来测量放射源所产生的剂量率，必要时也可根据放射源活度和操作距离与时间来估算所受的剂量。

对于较强的放射源，一般应该使用远距离躁作，如用长柄操作钳或机械手等，使人体离源尽可能远一些，这种方法对于毫居级的放射源是十分有效的。

若放射源较强，最好在γ手套箱内操作，或者使用防护屏。

在屏蔽防护中要选择适当的防护材料并计算所需的防护层厚度。

这方面的计算可查阅有关著作和手册。

屏蔽γ射线应使用密度大的材料，如铅、铁、混凝土、铅玻璃等。

(4) 同位素中子源的防护同位紊中子源通常可分为(α，n)和(γ，n)二类，一般(α，n)和(γ，n)同位素中子源均由两种材料组成。

一种是发射α或γ射线的放射性同位素，另一种是作为靶核的稳定同位素。

例如228Ra—Be中子源。

是利用228Ra及其子体的α放射性，以Be作靶物质所制成的一种中子源。

某些人造重元素具有很强的自发裂变中子发射率，可用作中子源。

现将同位素中子源及其待性列于表33-2。

(5) 中子辐射的防护中子的生物效应很大，为了减少工作人员所接受的辐射剂量，需要采用各种防护措施。

除了注意控制操作时间及距离以外，最有效的手段是对中子源进行屏蔽。

对于慢中子，可以用中子吸收截面较大的材料来屏蔽。

对于快中子，由于其与各种物质相互作用的截面都比较小，所以需用慢化材料使它的能量降低到热中子再加以吸收。

因此中子的防护问题归结起来实为快中子的减速和热中子的吸收问题。

1)减速剂的选择 快中子的慢化主要依靠于与原子核的弹性散射。

中子与原子核的弹性碰撞会引起中子运动方向的改变和中子一部分能量的损失。

比较好的减速剂是轻元素。

其中慢化能力最强的是氢，故一般选用效果好、价廉易得的水和石腊作为中子屏蔽的慢化剂。

2) 吸收剂的选择 对于慢中子的吸收，除了要求吸收剂吸收截面大以外，还要求它们在俘获中子后放出的次级γ光子能量低，易于防护。

但大部分元素当捕获中子时所放出的γ光子的能量均为6兆电子伏左右，这样就需要另加防护。

只有锂、硼等元素能符合上述要求。

M e V He Li MeV He Li n B MeVHe H n Li 78.2427334.2427367.4{1010542311063++++→+++→+ 锂俘获中子时放出的γ射线很少，可以忽略。

硼在95%的俘获事件中放出0.47MeV 的γ射线，较易屏蔽，通常在没有特珠要求时可使用价格较低的硼酸或硼砂(以硼酸较好，因为硼砂含有钠，在热中子作用下会产生能量为2.754MeV 的γ光子)。

最简单的屏蔽体可以单独用水或石腊，其次可以把几层慢化体和几层吸收体相间排列使用，还可以把两者均匀混合起来。

如硼酸水溶液或含硼砂的石腊。

如果中子能量很高(如中子发生器常用的14MeV 中子)，则最好是先用一层铁作屏蔽，然后再用含氢材料。

因为这种中子在中重核上的非弹性散射损失能量更快，这样可以缩小屏蔽体积。

2．内照射防护在操作和使用放射性物质时有两种情况，一种是使用“封闭性”的放射源，只利用它所发出的射线，这时可不考虑内照射问题，另一种是操作“开放性”的放射性物质，如放射性溶液、气体或粉尘的加热、蒸发、转移等。

这些开放性操作有可能产生内照射问题。

一旦当放射性物质进入人体内部，就会均匀分布于全身或积聚在某些紧要器官中，它就会不停地放出射线照射人体组织及器官，因此防止放射性物质进入体内是一个十分重要的问题。

放射性物质进入体内，大致有三种途径1) 从消化道进入体内当手受放射性污染时，不经去污就吃东西或吸烟，以及当食物或饮食用具受到污染时，很容易使放射性物质从口经过消化系统进入体内。

2) 从呼吸道进入体内当空气中有放射性气体或气溶胶时，则可能通过呼吸道进入肺部，有的长期滞留在肺部，有的可溶入血液再到体内各部份。

3)通过皮肤上的伤口或从皮肤渗透进入体内。

如果工作人员皮肤有外伤，伤口受放射性物质沾污时，很容易进入体内。

所以内照射防护的主要问题是采取必要的措施以防止或尽量减少放射性物质通过上述途径进入体内。

(1)防止由消化系统进入体内1) 在实验室用移液管移液时．不可用口吸取，不可在放射性工作场所饮食或吸烟。

2）必要时要戴手套口罩，口罩和手套内部要保持高度的清洗，带了手套后不要到处乱摸。

3) 要防止放射性物质散布造成的污染，放射性物质不要到处乱放，应妥善放置和保管。

放射性废物应贮存在专用的污物桶内，并按期加以处置。

4) 离开放射性工作场所必须很好洗手或洗澡、并用仪器测量检查，发现沾污及时洗净；(2) 防止通过呼吸系统进入体内1）最重要的是防止放射性粉尘，射气或气溶胶进入体内内，因此放射性物质煮沸、洪干、蒸发等应在通风柜或手套箱内进行，操作粉末或毒性大的放射性物质时，应在装有橡皮手套的密闭手套箱内进行。

2) 工作场所应有良好的通风，使空气中的放射性在最大容许浓度以下，并尽可能减少，大量的放射性物质不可存放在工作场所，而应放置在装有通风设备的专用地方。

3) 工作必要时，要戴过滤性能良好的口罩。

(3) 防止通过皮肤进入体内1) 小心操佩要避免皮肤被割破，特别要防止被带有放射性的东西割破。

2) 手上如有很小伤口应妥善包扎后戴上乳胶手套再工作，伤口严重需要停止工作。

3) 不要用有机溶剂洗手，否则会增加放射性物质对皮肤的渗透性。