辐射防护复习要点
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（一）Ⅰ类放射源为极高危险源。没有防护情况下，接触这类源几分钟到1小时就 可致人死亡； （二）II类放射源为高危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人 死亡； （三）III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； （四）Ⅳ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； （五）Ⅴ类放射源为极低危险源。不会对人造成永久性损伤。
复习课
辐射防护原则
辐射防护目标
“The aim of radiation protection should be prevent harmful deterministic effects, and to limit the probability of stochastic effects to levels believed to be acceptable” ICRP
剂量率＝
剂量 时间
& T =D & T D L L A A
□ 使用操作工具或遥控
距离 防护 应用：
□ 远距离监控 □ 转移至其他工作地点
距离10 MBq的β源2cm 时，剂量率达200 mSv/h；直接接触可达 1000Sv/h
□ 记住低剂量率地点并保证工作员工等待时 位于此处。 □ 进行γ测量时，使探测器远离躯干。
通风、废源自文库用水稀释
体内放射性核素去除
体内放射性核素的危害取决于：
• 放射性核素的量；核素理化状态，毒性大小 • 核素在体内的存留时间 • 放射性核素衰变释放的电离辐射种类和能量
存在于生物体内某特定组织中的放射性同位素，由于生物学的 过程，比如通过代谢或排泄就会使之从该组织中排出，在这种情 况下，当放射性同位素的量降到开始量的1/2时所需的时间就称为 生物半衰期。
例题1
将Co-60所产生的剂量减弱2000倍，所需铅防 护层厚度是多少？ 解：已知K=2×103， 查表得Co-60的△1/2 =1.2cm 则：n=（log 2×103)/log2=11 R=n×△1/2 =11 ×1.2=13.2cm
例题2
要建筑一个Co-60辐照室，源活度为3754 居里，墙外容许照射率为0.25mR/h,若用混凝土 建筑，需要屏蔽墙的厚度是多少？
辐射防护最优化的条件是
dV ⎛ dP dX dY ⎞ −⎜ + + ⎟ = 0 dS ⎝ dS dS dS ⎠
一 般 V 、 P 不随 S 变化； X 与 S 呈函数关 系；Y与S按线性无阈假设，呈正比。
（3）个人剂量限制
剂量限值 (annual radiation) dose limits
超过此值时应对其原因进行详细调查
干预水平(intervention levels):
超过此值时则应采取相应的措施（隐蔽、撤离）
辐射防护实践-外照射防护
辐射场内影响照射的因素（外照射防护三原则）：
（1）时间防护(Time) 累积剂量与受照时间成正比 措施：充分准备，减少受照时间 （2）距离防护(Distance) 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； 注意β射线防护 （3）屏蔽防护(Shielding) 设置屏蔽体 屏蔽材料和厚度的选择： 辐射源的类型、射线能量、活度等
屏蔽防护
屏蔽材料选择的一般原则
射线类 型 α β γ、X 中子 作用形式 电离、激发 电离、激发、韧致辐 射 光电、康普顿、电子 对效应 弹性、非弹性、吸收 材料选择原则 低Z材料 低Z材料＋高Z 材料 高Z材料 富H低Z材料、 含B材料 材料类型
部分材料对 β射线的吸收效果
采用屏蔽材料
铝、有机玻璃、混凝土、铅 铁、铅、钨、混凝土、砖 水、石蜡、含硼聚乙烯
两层 含义
避免高剂量产生的早期效应 限制由电离辐射造成的癌症或遗传效 应发生的可能性至公众可接受的范围
确定性效应剂量限值 随机性效应剂量限值
外照射防护原则 内照射防护原则
电离辐射的能量转移过程
◇直接作用 电离辐射直接引起靶 分子电离和激发而发生物理化学变 化,造成结构和功能损伤的过程。 ◇间接作用 电离辐射作用于生物分子的周围介质(主要是水)生成水解 自由基，这些自由基再作用于生物分子发生物理化学变化，如生成生 物分子自由基(次级自由基)，造成结构和功能损伤的过程。
辐射实践正当化 辐射防护最优化 ALARA
As Low As Reasonably Achievable
限制个人当量剂量
辐射实践正当化
是指在施行伴有辐射照射的任何实践之前要经过 充分论证，权衡利弊。只有当该项所带来的社会 总利益大于为其所付出的代价的时候，才认为该 项实践是正当的。 此项原则要求：实践的利益>付出的代价 利益：社会的总利益 代价：社会的总代价 （经济、健康、环境、心理等）
吸收份额 Sr-90（2.2 MeV） Tl-204（0.763 MeV） 100 100 60 60 80
玻璃 面罩 塑料工作服 橡胶手套 棉手套
95 80 10 10 0
屏蔽计算中常用的几个参数
减弱倍数K ： 辐射场中某点处没有设置屏蔽层时的当量剂 量率H0，与设置厚度为d的屏蔽层后的当量 剂量率H(d)的比值。 • • e μd K = H 0 / H(d) = BX ( E , μd ) 表示屏蔽材料对辐射的屏蔽能力。 无量纲。
由于利益和代价在群体中分布的不一致性，虽然辐射实践满足了正当性要求，辐 射防护也做到了最优化，但还不一定能够对每个个人提供足够的保护。 因此，对于给定的某项辐射实践，不论代价与利益的分析结果如何，必须用剂量 当量限值对个人所受照射加以限制
A)基本限值：有效剂量限值 B)导出限值 实行个人剂量限值规定，只是防护体系的一部 分，其目的在于考虑了经济及社会因素之后使剂 C)管理限值 量达到可以合理做到的尽量低的水平。所以，可 把个人剂量限值视为可忍受程度的上限。 D)参考水平
组织中存在的放射性同位素通过自发衰变和生物过程两方面使放射性减少此两 过程共同造成的使放射性强度降为开始时的1/2时所需的时间叫做有效半衰期（ effective half-life，Te）。射线对组织的作用是有效半衰期越长作用越大。如 果生物半衰期是Tb，物理半衰期为Tr，那么有效半衰期可由下式求出
解：A=3754Ci, Γ=1.32 Rm2/hCi P 300cm R=3m, X=0.25mR/h 无屏蔽时，墙外的照射量率为 A Γ 3754 × 1 .32 × 10 3 5 X0 = 2 = = 5 . 50 × 10 mR / h 2 R 3
减弱倍数为 K=X0/X=(5.05×105 )/0.25=2.02×106
屏蔽计算中常用的几个参数
¾透射率比
B X (E , μd ) η = H (d)/ H 0 = e μd
• •
¾ 半减弱厚度△1/2：half value thickness 将入射光子数减弱一半所需的屏蔽层厚度 ¾十倍减弱厚度△1/10 ：tenth value thickness
将入射光子数减弱到十分之一所需的 Δ1/10 = 3.32Δ1/ 2 屏蔽层厚度
1mSv（特殊情况下，
5 年均值为 1 mSv） 15 mSv 50 mSv
剂量限值为内外照射之和，但不包括天然本底照射和医疗照射
参考水平（reference levels）
不是限值，是为决定采取某行动而规定的水平。 记录水平(recording levels):
超过此值的结果应予以记录、存档。
调查水平(investigation levels):
辐射防护实践-内照射防护
内照射造成的特殊性：
内照射为连续照射的开放源：半衰期较长的核素将在身体内存
留较长时间且很难使其排出体外的速度加快。
部分核素将富集于某些组织 进入人体的内照射无法屏蔽，能量损伤沉积在器官 或组织中，部分核素还有化学毒性。
内照射防护的一般措施
包容 通风柜或手套箱 隔离 把操作人员与放射性物质隔离开 净化 稀释 把空气或水中的放射性物质的浓度降低到容许水平以下
有效剂量限值
受照群体 全身 放 射 工 作 人 员 眼晶体 其他单个器官或组织 孕妇 有计划的特殊照射 全身 一般公众 眼晶体 皮肤 照射条件
老标准： 老标准 50 mSv
剂量限值
20mSv(5 年平均，但其
中任何一年＜50 mSv) 150 mSv 500 mSv 2 mSv/余下妊娠期间 内照射＜1/20ALI 一次 100 mSv
电离辐射源
天然辐射本底
1、宇宙射线：初级宇宙射线和次级宇宙射线。 2、 原生放射性核素(primordial nuclides)：三大放射系 3、宇生放射性核素： 氚（H-3）、碳-14（C-14）、铍-7（Be-7）、钠-22（Na-22）；
人工放射源
衰变产生的放射性源：α、β、γ衰变 加速器放射源 核反应产生的放射性源 感生放射性
绝大多数工、农和医用放射源是密封放射源。某些供实验室用的、 强度较低的放射源 是非密封的。
按照辐射产生方式分为：放射性核素源、机器源、反应堆和中子源
放射源分类原则 (国家环保总局2005年第62号公告）
参照国际原子能机构的有关规定，按照放射源对人体健康和环境的潜在危 害程度，从高到低将放射源分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类，V类源的下限活度 值为该种核素的豁免活度。
查表：Co-60平均能量为1.25MeV, 需要混凝土的厚度约为145cm
分出截面法进行中子防护计算
简答： 采取何种措施能对中子进行有效防护或屏蔽？ 答：利用中子易与轻核作用发射带电粒子的反 应，因而可采用含16O、10B丰富的轻物质，然后 还要做好γ防护（因为生成核通常是不稳定的）。 采用含16O、10B丰富的轻物质是利用中子与轻核 间通过弹性散射能很快损失能量。这就是反应堆 的防护墙是由水、混凝土组成的原因。
2 & 倒数平方率的适用范围： DL = RA 2 □ 仅限于γ源。 & DA R L
□ 理论上，倒数平方率只适用于点源 □ 若γ辐射以束的形式存在，倒数平方率亦不适用。因为其不发散。 Always use tongs when you handle small beta sources. Never use tongues.
(2)防护的最优化
（optimization of radiation protection）
尽量减少辐射照射所致的健康危害，在考虑 社会和经济因素之后，保证个人的受照剂量、受 照人数、受照机会全部保持在可以合理做到的尽 量低的水平。 可合理做到的尽量低的原则。 (ALARA principle ？)
DNA损伤（分子水平）
G 单链断裂：
可以实现无差错 修复
G双链断裂：
C
错误修复
增殖死亡
细胞死亡 间期死亡 细胞水平损伤 细胞变异 癌症 细胞凋亡
电离效应依据效应-剂量关系分类 白内障、脱发等 确定性效应与随机性效应
“实践”与 “干预”
实践 对实践的防护要求
辐射防护三原则
辐射 防护 基本 原则
电离辐 射 源
辐射源（radiation source） 从广义上讲，凡能释放各种电离 辐射的物质或装置(如宇宙射线)均可视为辐射源。但习惯上 用于γ探伤、放射治疗和辐射加工等的放射性深度较高的放 射源称为辐射源。
放射源按所释放射线的类型可分为： α 放射源、β放射源、γ放射源和中子源等； 按照放射源的封装方式可分为： 密封放射源（放射性物质密封在符合一定要求的包壳中）和非密封放 射源(开放型放射源)。
Δ1/ 2 = 0.301Δ1/10
常用γ射线的△1/2， △1/10 （cm）
核素 Co-60 Cs137 Ra226 铅 △1/2 1.2 0.7 1.3 △1/10 4 2.2 4.4 钢铁 △1/2 2.0 1.5 2.1 △1/10 6.7 5.0 7.1 混凝土 △1/2 6.1 4.9 7.0 △1/10 20.3 16.3 23.3
时间防护
在辐射场内的人员所受照射的累积剂量与时间成正比，因此，在照射率 不变的情况下，缩短照射时间便可减少所接受的剂量，或者人们在限定的时 间内工作，就可能使他们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，确保人身 安全，从而达到防护目的。
• 使用模型对工作进行分析和演练 • 详尽计划 • 参考工作日志 • 确保所需工具和设备到位且工作正常 • 确认PAD报警限值设置正常 • 最大可能使用熟练工 • 团队协作 • 等待时确保位于安全区
复习课
辐射防护原则
辐射防护目标
“The aim of radiation protection should be prevent harmful deterministic effects, and to limit the probability of stochastic effects to levels believed to be acceptable” ICRP
剂量率＝
剂量 时间
& T =D & T D L L A A
□ 使用操作工具或遥控
距离 防护 应用：
□ 远距离监控 □ 转移至其他工作地点
距离10 MBq的β源2cm 时，剂量率达200 mSv/h；直接接触可达 1000Sv/h
□ 记住低剂量率地点并保证工作员工等待时 位于此处。 □ 进行γ测量时，使探测器远离躯干。
通风、废源自文库用水稀释
体内放射性核素去除
体内放射性核素的危害取决于：
• 放射性核素的量；核素理化状态，毒性大小 • 核素在体内的存留时间 • 放射性核素衰变释放的电离辐射种类和能量
存在于生物体内某特定组织中的放射性同位素，由于生物学的 过程，比如通过代谢或排泄就会使之从该组织中排出，在这种情 况下，当放射性同位素的量降到开始量的1/2时所需的时间就称为 生物半衰期。
例题1
将Co-60所产生的剂量减弱2000倍，所需铅防 护层厚度是多少？ 解：已知K=2×103， 查表得Co-60的△1/2 =1.2cm 则：n=（log 2×103)/log2=11 R=n×△1/2 =11 ×1.2=13.2cm
例题2
要建筑一个Co-60辐照室，源活度为3754 居里，墙外容许照射率为0.25mR/h,若用混凝土 建筑，需要屏蔽墙的厚度是多少？
辐射防护最优化的条件是
dV ⎛ dP dX dY ⎞ −⎜ + + ⎟ = 0 dS ⎝ dS dS dS ⎠
一 般 V 、 P 不随 S 变化； X 与 S 呈函数关 系；Y与S按线性无阈假设，呈正比。
（3）个人剂量限制
剂量限值 (annual radiation) dose limits
超过此值时应对其原因进行详细调查
干预水平(intervention levels):
超过此值时则应采取相应的措施（隐蔽、撤离）
辐射防护实践-外照射防护
辐射场内影响照射的因素（外照射防护三原则）：
（1）时间防护(Time) 累积剂量与受照时间成正比 措施：充分准备，减少受照时间 （2）距离防护(Distance) 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； 注意β射线防护 （3）屏蔽防护(Shielding) 设置屏蔽体 屏蔽材料和厚度的选择： 辐射源的类型、射线能量、活度等
屏蔽防护
屏蔽材料选择的一般原则
射线类 型 α β γ、X 中子 作用形式 电离、激发 电离、激发、韧致辐 射 光电、康普顿、电子 对效应 弹性、非弹性、吸收 材料选择原则 低Z材料 低Z材料＋高Z 材料 高Z材料 富H低Z材料、 含B材料 材料类型
部分材料对 β射线的吸收效果
采用屏蔽材料
铝、有机玻璃、混凝土、铅 铁、铅、钨、混凝土、砖 水、石蜡、含硼聚乙烯
两层 含义
避免高剂量产生的早期效应 限制由电离辐射造成的癌症或遗传效 应发生的可能性至公众可接受的范围
确定性效应剂量限值 随机性效应剂量限值
外照射防护原则 内照射防护原则
电离辐射的能量转移过程
◇直接作用 电离辐射直接引起靶 分子电离和激发而发生物理化学变 化,造成结构和功能损伤的过程。 ◇间接作用 电离辐射作用于生物分子的周围介质(主要是水)生成水解 自由基，这些自由基再作用于生物分子发生物理化学变化，如生成生 物分子自由基(次级自由基)，造成结构和功能损伤的过程。
辐射实践正当化 辐射防护最优化 ALARA
As Low As Reasonably Achievable
限制个人当量剂量
辐射实践正当化
是指在施行伴有辐射照射的任何实践之前要经过 充分论证，权衡利弊。只有当该项所带来的社会 总利益大于为其所付出的代价的时候，才认为该 项实践是正当的。 此项原则要求：实践的利益>付出的代价 利益：社会的总利益 代价：社会的总代价 （经济、健康、环境、心理等）
吸收份额 Sr-90（2.2 MeV） Tl-204（0.763 MeV） 100 100 60 60 80
玻璃 面罩 塑料工作服 橡胶手套 棉手套
95 80 10 10 0
屏蔽计算中常用的几个参数
减弱倍数K ： 辐射场中某点处没有设置屏蔽层时的当量剂 量率H0，与设置厚度为d的屏蔽层后的当量 剂量率H(d)的比值。 • • e μd K = H 0 / H(d) = BX ( E , μd ) 表示屏蔽材料对辐射的屏蔽能力。 无量纲。
由于利益和代价在群体中分布的不一致性，虽然辐射实践满足了正当性要求，辐 射防护也做到了最优化，但还不一定能够对每个个人提供足够的保护。 因此，对于给定的某项辐射实践，不论代价与利益的分析结果如何，必须用剂量 当量限值对个人所受照射加以限制
A)基本限值：有效剂量限值 B)导出限值 实行个人剂量限值规定，只是防护体系的一部 分，其目的在于考虑了经济及社会因素之后使剂 C)管理限值 量达到可以合理做到的尽量低的水平。所以，可 把个人剂量限值视为可忍受程度的上限。 D)参考水平
组织中存在的放射性同位素通过自发衰变和生物过程两方面使放射性减少此两 过程共同造成的使放射性强度降为开始时的1/2时所需的时间叫做有效半衰期（ effective half-life，Te）。射线对组织的作用是有效半衰期越长作用越大。如 果生物半衰期是Tb，物理半衰期为Tr，那么有效半衰期可由下式求出
解：A=3754Ci, Γ=1.32 Rm2/hCi P 300cm R=3m, X=0.25mR/h 无屏蔽时，墙外的照射量率为 A Γ 3754 × 1 .32 × 10 3 5 X0 = 2 = = 5 . 50 × 10 mR / h 2 R 3
减弱倍数为 K=X0/X=(5.05×105 )/0.25=2.02×106
屏蔽计算中常用的几个参数
¾透射率比
B X (E , μd ) η = H (d)/ H 0 = e μd
• •
¾ 半减弱厚度△1/2：half value thickness 将入射光子数减弱一半所需的屏蔽层厚度 ¾十倍减弱厚度△1/10 ：tenth value thickness
将入射光子数减弱到十分之一所需的 Δ1/10 = 3.32Δ1/ 2 屏蔽层厚度
1mSv（特殊情况下，
5 年均值为 1 mSv） 15 mSv 50 mSv
剂量限值为内外照射之和，但不包括天然本底照射和医疗照射
参考水平（reference levels）
不是限值，是为决定采取某行动而规定的水平。 记录水平(recording levels):
超过此值的结果应予以记录、存档。
调查水平(investigation levels):
辐射防护实践-内照射防护
内照射造成的特殊性：
内照射为连续照射的开放源：半衰期较长的核素将在身体内存
留较长时间且很难使其排出体外的速度加快。
部分核素将富集于某些组织 进入人体的内照射无法屏蔽，能量损伤沉积在器官 或组织中，部分核素还有化学毒性。
内照射防护的一般措施
包容 通风柜或手套箱 隔离 把操作人员与放射性物质隔离开 净化 稀释 把空气或水中的放射性物质的浓度降低到容许水平以下
有效剂量限值
受照群体 全身 放 射 工 作 人 员 眼晶体 其他单个器官或组织 孕妇 有计划的特殊照射 全身 一般公众 眼晶体 皮肤 照射条件
老标准： 老标准 50 mSv
剂量限值
20mSv(5 年平均，但其
中任何一年＜50 mSv) 150 mSv 500 mSv 2 mSv/余下妊娠期间 内照射＜1/20ALI 一次 100 mSv
电离辐射源
天然辐射本底
1、宇宙射线：初级宇宙射线和次级宇宙射线。 2、 原生放射性核素(primordial nuclides)：三大放射系 3、宇生放射性核素： 氚（H-3）、碳-14（C-14）、铍-7（Be-7）、钠-22（Na-22）；
人工放射源
衰变产生的放射性源：α、β、γ衰变 加速器放射源 核反应产生的放射性源 感生放射性
绝大多数工、农和医用放射源是密封放射源。某些供实验室用的、 强度较低的放射源 是非密封的。
按照辐射产生方式分为：放射性核素源、机器源、反应堆和中子源
放射源分类原则 (国家环保总局2005年第62号公告）
参照国际原子能机构的有关规定，按照放射源对人体健康和环境的潜在危 害程度，从高到低将放射源分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类，V类源的下限活度 值为该种核素的豁免活度。
查表：Co-60平均能量为1.25MeV, 需要混凝土的厚度约为145cm
分出截面法进行中子防护计算
简答： 采取何种措施能对中子进行有效防护或屏蔽？ 答：利用中子易与轻核作用发射带电粒子的反 应，因而可采用含16O、10B丰富的轻物质，然后 还要做好γ防护（因为生成核通常是不稳定的）。 采用含16O、10B丰富的轻物质是利用中子与轻核 间通过弹性散射能很快损失能量。这就是反应堆 的防护墙是由水、混凝土组成的原因。
2 & 倒数平方率的适用范围： DL = RA 2 □ 仅限于γ源。 & DA R L
□ 理论上，倒数平方率只适用于点源 □ 若γ辐射以束的形式存在，倒数平方率亦不适用。因为其不发散。 Always use tongs when you handle small beta sources. Never use tongues.
(2)防护的最优化
（optimization of radiation protection）
尽量减少辐射照射所致的健康危害，在考虑 社会和经济因素之后，保证个人的受照剂量、受 照人数、受照机会全部保持在可以合理做到的尽 量低的水平。 可合理做到的尽量低的原则。 (ALARA principle ？)
DNA损伤（分子水平）
G 单链断裂：
可以实现无差错 修复
G双链断裂：
C
错误修复
增殖死亡
细胞死亡 间期死亡 细胞水平损伤 细胞变异 癌症 细胞凋亡
电离效应依据效应-剂量关系分类 白内障、脱发等 确定性效应与随机性效应
“实践”与 “干预”
实践 对实践的防护要求
辐射防护三原则
辐射 防护 基本 原则
电离辐 射 源
辐射源（radiation source） 从广义上讲，凡能释放各种电离 辐射的物质或装置(如宇宙射线)均可视为辐射源。但习惯上 用于γ探伤、放射治疗和辐射加工等的放射性深度较高的放 射源称为辐射源。
放射源按所释放射线的类型可分为： α 放射源、β放射源、γ放射源和中子源等； 按照放射源的封装方式可分为： 密封放射源（放射性物质密封在符合一定要求的包壳中）和非密封放 射源(开放型放射源)。
Δ1/ 2 = 0.301Δ1/10
常用γ射线的△1/2， △1/10 （cm）
核素 Co-60 Cs137 Ra226 铅 △1/2 1.2 0.7 1.3 △1/10 4 2.2 4.4 钢铁 △1/2 2.0 1.5 2.1 △1/10 6.7 5.0 7.1 混凝土 △1/2 6.1 4.9 7.0 △1/10 20.3 16.3 23.3
时间防护
在辐射场内的人员所受照射的累积剂量与时间成正比，因此，在照射率 不变的情况下，缩短照射时间便可减少所接受的剂量，或者人们在限定的时 间内工作，就可能使他们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，确保人身 安全，从而达到防护目的。
• 使用模型对工作进行分析和演练 • 详尽计划 • 参考工作日志 • 确保所需工具和设备到位且工作正常 • 确认PAD报警限值设置正常 • 最大可能使用熟练工 • 团队协作 • 等待时确保位于安全区