辐射防护与屏蔽

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其中将受照人员分为两类: 辐射工作人员 公众成员
1、辐射防护标准(2)
随机效应:发生的概率与剂量大小有关,但严重 程度与剂量大小无关。如遗传效应及某些躯体效 应(癌症)等。
非随机效应:当剂量超过某一閾值后才发生,效 应的严重程度随剂量大小而异。如眼晶体引起白 内障、皮肤良性损伤等。
反应堆及其装置的屏蔽:压水堆的典型屏蔽尺寸(常用 混凝土):
反应堆一次屏蔽
-200厘米
围绕一回路的二次屏蔽
-90 厘米
混凝土安全壳墙
-100厘米
混凝土安全壳顶
-90 厘米
结束
半衰期:
天然放射性系:
釷系、铀-镭系和锕系
感生放射性:
核粒子轰击较轻的元素可以产生放射性元素
例如:
2579Co n,
60 27
Co

60 28
Ni
1.3、核辐射的相互作用
辐射
X和
中子
过程 与束缚电子发生非弹性碰撞 1、与原子电子发生非弹性碰撞 2、在原子核场中减速
1、光电效应 2、康普顿效应 3、产生电子对
1、弹性散射 2、非弹性散射 3、俘获过程
1.4、核辐射的特性
辐射
X和 快中子 热中子
质量
4 1/1840
0 1 1
电荷
+2 -1(+1)
0 0 0
在空气中的射程 在生物组织中的射程
0.03米 3米 很大 很大 很大
0.04毫米 5毫米
穿过人体 穿过人体
0.15米
1.5、几个重要概念
1.5.1、放射性活度
1.5.2、照射量
1.5.3、吸收剂量
1.5.4、剂量当量

源 场

1.5.1、放射性活度
定义:一定量放射性物质(核素)单位时间内发生的核 衰变数,称为该物质(核素)的放射性活度。
单位(SI):贝克勒尔、贝克,Bq,任何放射性物质每 秒发生1次衰变的放射性活度为1贝克。 1 Bq=1 s-1
放射性活度老的专用单位是居里(Ci),任何放射性物 质每秒发生3.71010次衰变的放射性活度称为1居里。 1 Ci= 3.71010 Bq
注意:贝克指的是衰变率,而不是每秒发射的粒子数。
1.5.2、照射量(1)
照射量是专对或X射线而言的物理量。 或X射线通过物质时,由光电效应、康普顿效
吸收剂量率:单位时间的吸收剂量称为吸收剂量 率D 单位:戈瑞/秒,Gy/s 老的单位:拉德(rad)/秒,毫拉德/小时,等。
1.5.4、剂量当量(1)
因为不同种类或能量的辐照下,不同机体组织、器官即 使吸收剂量相同辐射所生的有害影响并不相同, 例如: 在1伦琴照射量的照射下,每千克人体组织、骨骼及水 所吸收的能量分别为9.6510-3J,1.610-2J ,1.010-2 J 。所以在未加说明的情况下单用吸收剂量D并不能对辐 射引起的健康方面的有害效应作出正确估计。
则:X= dQ/dm
单位(SI):库/千克,C/kg, 或X射线在1千克干燥的、 标准状态下的空气中产生电离电荷为1库伦的正离子和 等量负离子的照射量,称为1库/千克。
照射量是用电离电荷的数量来衡量的。因为在空气中产 生一对离子所需吸收射线的能量是一定的,所以照射量 与空气对射线的能量吸收密度有对应的关系。
外照射防护的基本原则: 时间防护、距离防护、屏蔽防护
内照射防护的基本原则: 把放射性物质密闭起来、把工作人员密闭起来
三、屏蔽(自学内容)
射线的屏蔽:一般都用质量衰减系数较大的铅等材料。
中子的屏蔽:常用的材料为加有适量硼元素的含氢较多
的材料如石蜡、水以及混凝土,再配合使用一些铁、铅 等重元素。
生殖腺受辐照而引起的遗传效应的危险度是很不 确定的。大约每毫希沃特剂量每百万人中有8个 严重效应。
二、防护
1、辐射防护标准 2、辐射防护原则
1、辐射防护标准(1)
我国标准: 1960年颁布了《放射性工作卫生防护暂行规定》 1974年公布了试行的《放射防护规定(GBJ8-74)》 1988年制定了《放射防护规定(GB8703-88)》
生物阶段:在这个阶段,时间长短从几十分钟变化到机 十年,这要看特定的症状而定。可能导致:细胞早期死 亡;阻止细胞分裂或延迟细胞分裂;细胞永久性的变形, 一直可持续到子代细胞。
2.4、辐射的躯体效应(1)
早期效应和缓发效应:早期效应目前仅在急性大剂量全身照射下可 以观察到,它们在照射后几分钟到几天内出现,临床上称为急性放 射病。缓发效应在照射后的几年乃至二、三十年内出现,在大剂量 及高剂量率照射下,也已观察到这种效应。
第六章:辐射防护与屏蔽
核反应堆工程概论
一、辐射
1、辐射量概念 2、辐射的生物效应
1、辐射量概念
1.1、物质结构 1.2、放射性与辐射 1.3、核辐射的相互作用 1.4、核辐射的特性 1.5、几个重要概念
1.1、物质结构
原子 原子结构 质子数 原子序数 同位素
1.2、放射性与辐射(1)
单位(SI):戈瑞(Gy),每千克物质吸收辐 射能量为1焦耳的吸收剂量为1戈瑞。 1Gy=1J/kg
吸收剂量老的单位为拉德(rad),每千克物质 吸收辐射能量为0.01焦耳的吸收剂量为1拉德。 1rad=0.01Gy
1.5.3、吸收剂量(2)
与照射量的概念相比,生物效应与吸收剂量的概 念联系的更紧密一些。
2.1、人体生物学基础
红细胞 (红血球) 白细胞 (白血球和淋巴) 血小板 (凝血细胞)
鼻 嘴
气管

空气




小肠
分泌液
大肠
肺 动 脉 心脏
人体各 种组织

膀胱
排出粪便
排出尿
2.2、细胞生物学
细胞膜(控制可溶物质的摄取量和排泄量)
核膜
细胞核(含有DNA染色体和基因) 细胞质(含有很多独立成分的液体状物质)
近似的照射量或照射率 7.5毫伦/1.8米远处、1000小时
30毫伦/年 4毫伦/小时
200毫伦 5伦(每次)
30伦 50伦 3000-7000伦 30-100毫伦/年 100毫伦/天
2.5、辐射的遗传效应
辐射对生殖细胞的照射可能引起子代性别比例变 化,死产及流产率增加、婴儿死亡率增加、胎儿 畸形等遗传病。
H E 外 50mSv


j

Ij ALI

j
1
事先计划的特殊照射所受的有效剂量当量在一次事件中 不得超过100mSv(10rem),在一生中不得超过 250mSv(25rem),而各器官或组织的年剂量当量仍按 上述限值加以限制。育龄妇女及未满18岁者不得接受事 先计划的特殊照射。
2、辐射防护原则
2.3、辐射与细胞的相互作用
最初的物理阶段:只持续很短的时间(-10-16秒),在 这一瞬间能量沉积在细胞内并引起电离。
物理-化学阶段:大约持续10-16秒。在这段时间中,离 子与其他水分子相互作用形成一些新产物。
化学阶段:持续几秒钟,在此期间,反应产物与细胞的 重要有机分子相互作用。自由基和氧化剂可能破坏构成 染色体的复杂分子。
分倍数:在原来单位之前加上词头毫(m)(千 分之一),及加上微()(百万分之一)
1.5.4、剂量当量(3)
辐射类型 X、、射线
热中子 快中子和质子
粒子
Q值 1 2.3 10 20
剂量当量率:单位时间的剂量当量。 单位:Sv/s,rem/m
2、辐射的生物效应
2.1、人体生物学基础 2.2、细胞生物学 2.3、辐射与细胞的相互作用 2.4、辐射的躯体效应 2.5、辐射的遗传效应
1Sv:5% 2Sv:50%
3小时
3Sv:100% 2小时
100% 1小时
造血系统
中度白细胞 重度白细胞减少;出血;感染;
减少
紫瘢;大于3Sv脱发wk.baidu.com

4-6周
保守疗法、 输血;抗生素 血液学检查
考虑骨髓 移植
极好

保留
几周
1-12个月


0-80%
80-100%

2个月

出血;感染
致死范围 >10Sv
公众成员的年有效剂量当量极限值为1mSv(0.1rem) 内照射的次级极限值用年摄入量极限(ALI)表示。职业
性内照射的次级极限值小于ALI,公众取ALI值的五十分 之一。
1、辐射防护标准(4)
辐射工作人员在一年内既受外照射又受内照射,除各器 官或组织的照射不得超过上述限值外,还应满足:
10-50Sv
>50Sv
治疗有可能缓解症状
100%
30分钟
胃肠道
中枢神经
腹泻;发热;电介 惊阙;震颤;运
质平衡紊乱
动失调;嗜眠
5-14天
1-48小时
维持电介质平 衡
镇静剂
没希望

90-100%
2周
2天
循环系统 衰竭
呼吸系统衰竭; 脑水肿
某些常见辐射源(X或)的辐射水平
辐射源 彩色电视 宇宙射线 7620米高空飞行 胸部X线透视 牙齿X线照相 肠胃系统X线检查 怀孕的X线检查 肿瘤治疗(局部照射) 泥土的天然放射性辐射 手表表盘上放射性物质的辐射
定义:设机体组织中某一点的剂量当量为H,
则:H=DQN
D为吸收剂量,Q为品质因数,N为其他修正因数的乘积
1.5.4、剂量当量(2)
单位(SI):希沃特,Sv 剂量当量(Sv)=吸收剂量(Gy)Q N
老的单位:雷姆,rem 剂量当量(rem)=吸收剂量(rad)Q 1 Sv=1J/kg=100 rem (ICRP指定N为1)
全身受电离辐射急性照射后的临床效应
剂量范围
呕吐 发生率 延缓时间 主损伤器官 特异症状
受照后至极 期的时间
疗法
预后 恢复期 死亡发生率 死亡时间 死亡原因
亚临床 范围 0-1Sv

- 无 无

保守疗法
极好 无 无 - -
治疗范围 1-10Sv
1-2Sv
2-6Sv
6-10Sv
临床护理 治疗有效 治疗可能有效
2.4、辐射的躯体效应(2)
小剂量外照射与慢性内照射:小剂量外照射,大体上指吸收 剂量小于1Gy的照射。 一次小剂量外照射:当天可发生轻微症状,如头晕、疲劳、 食欲减退等。在1-2天内自行消失。 小剂量反复照射:只有当累积剂量达到一定水平时,才会出 现一些慢性辐照损伤。如果剂量控制在一定容许水平以下, 则很难发现明显变化。不过染色体畸变率可高于正常人。 慢性内照射:辐射性物质超量进入体内可能会引起慢性内照 射损伤。进入体内的途经:呼吸道、消化道、伤口。放射性 核素进入体内后按物理、化学性质和代谢特点的不同,有的 在体内分布比较均匀,有的则集聚在某些特殊器官之中。如 神经衰弱;骨质稀疏、变形、坏死、骨折;肿瘤、白血病等
1.5.2、照射量(3)
照射量的老的专用单位是伦琴(R), 1伦琴(R)=2.58 10-4库/千克
照射量率:单位时间内的照射量 单位:库/千克. 秒,C/kg.s 老的专用单位:伦琴/时,微伦/秒
1.5.3、吸收剂量(1)
定义:设致电离辐射给予某物质质量元dm的平
均能量为d ,则称 D= d / dm 为吸收剂量。
急性大剂量全身照射:一般在原子战争或平时偶然性严重放射性事 故中,特点是剂量大,剂量率也高。急性放射病的大体情况如下:
人体受辐照剂量当量: <1Sv,看不到明显症状 <5Sv,出现以造血系统损伤为主的放射病 >8Sv,出现以消化道损伤为主的胃肠急性放射病,症状在几小时内出现,一周或稍 长时间内死亡。 >10Sv,出现以脑损伤为主的放射病,可在几分钟或几小时内死亡。
ALI:放射性核素的年摄入量限值,Bq/a。
1、辐射防护标准(3)
为限制随机效应,规定辐射工作人员的年有效剂量当量 极限值为50mSv(5rem)
为防止非随机效应,规定辐射工作人员的眼晶体年有效 剂量当量极限值为150mSv(15rem);其他单个器官或 组织的年有效剂量当量极限值为500mSv(50rem)
应、或电子对效应等产生电子,从而使射线的能 量有所损失。所产生的电子还可使物质产生次级 电离。 或X射线的照射量就是根据光子所引起的电离 的能力来定义的。
1.5.2、照射量(2)
定义:在质量为dm的某体积元空气中放出的全部电子完 全被空气阻止时,若所形成的同一种符号的离子总电荷 的绝对值为dQ,则dQ/dm称为该射线的照射量。用X表 示。
、、 辐射: 、两个质子和两个中子组成,带二个单位正电 、由高速运动的电子组成,带一单位负电 、是一种电磁辐射
电子伏: 一个电子通过1伏特电压时所获得的能量
1.2、放射性与辐射(2)
放射性衰变:
不稳定的重核元素趋向稳定的过程。
例如: U 238 92
23940Th
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