第五章 外照射屏蔽防护..

内外照射的不同特点
照射 方式 辐射源 类型 危害 方式 常见致电 离粒子 照射 特点
内照射 开放源 电离、化学毒性 α、β 持续 外照射 密封源 电离 高能β、γ、 间 断 x、n
外照射防护基本原则
（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

d：屏蔽层厚度（cm） 线衰减系数：Linear attenuation coefficient（cm-1）
m / 质量衰减系数（cm2/g）
两个常用的概念
• 能谱的硬化： 随着通过物质厚度的增加，不易被减弱 的“硬成分”所占比重越来越大的现象。 • 平均自由程： 线减弱系数的倒数称为光子在物质中的 平均自由程。即λ=1/μ。 表示光子每经过一次相互作用之前，在 物质中所穿行的平均厚度。
减弱倍数为 K=X0/X=(5.05×105 )/0.25=2.02×106
查表：Co-60平均能量为1.25MeV, 需要混凝土的厚度约为145cm 作业：按新标准计算屏蔽厚度。
例题3
欲将放射性活度为3.7×1014Bq的60Co辐射源 置于一个铅容器中，要求容器表面的当量剂量率 小于2×10-3Svh-1，容器表面1m处的当量剂量率 应小于10-4Svh-1。设容器表面到源的距离为25cm， 求铅容器的屏蔽层厚度。 (查表得Γ(60Co)=2.503 ×10-18Ckg-1m2Bq-1 s-1)
第五章 外照射防护 (External Radiation Protection)
Time - Distance - Shielding
Soft betas from C-14 and tritium are stopped in glassware. P-32 beta is stopped by 3-5 mm Lucite. Heavy metals are required to stop gammas.
•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屏蔽层厚度1/ 2 0.301 源自1/10 1/10 3.321/ 2
常用γ射线的△1/2， △1/10 （cm）
核素 Co-60
Cs-137 Ra-226
铅
△1/2 △1/10
钢铁
令K=2n，则n=logK/log2 屏蔽厚度d=n △1/2
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
β射线的防护
• 一般β射线的能量＞70keV，可穿透皮肤表层， 故要注意外照射防护。 • 射程（Range；R）： 带电粒子在物质中沿其入射方向所穿过的最大 直线距离。 • 屏蔽材料的厚度等于β粒子在该材料中的最大 射程时，即可屏蔽所有β粒子。 • 一般操作的防护要求： 几兆Bqβ源：戴手套、眼罩，使用聂子等工具 较强β源：长柄工具操作，＞R的有机玻璃屏
外照射防护基本原则：
（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
屏蔽材料选择的一般原则
射线类型 α β γ 、χ 中子 作用形式 电离、激发 电离、激发、轫致辐射 光电、康普顿、电子对 弹性、非弹性、吸收 材料选择原则 一般低 Z 材料 低 Z 材料+高 Z 材料 高 Z 材料、 含 H 低 Z 材料、 含硼材料 常用屏蔽材料 铝、有机玻璃、 混凝土、铅 铅、铁、钨 混凝土、砖 水、石蜡、含硼 聚乙烯
作业：按新标准计算屏蔽厚度。
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？
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 37541.32103 5 X0 2 5 . 50 10 m R/ h 2 R 3
d / N N 0e
宽束(broad beam) 辐射的衰减
I I 0 Be
d
B：累积因子（build-up factor)
描述散射光子影响的物理量。
表示某一点散射光子数所占份额
B取决于：光子能量，屏蔽材料的原子数，
屏蔽层厚度，屏蔽层几何条件
B值可以查表求得。（例：讲义）
作业：按新标准计算讲义例题中的屏蔽厚度。
屏蔽方式
• 固定式：防护墙（迷路）、防护门、观察窗 • 移动式：包装容器、手套箱、防护屏 铅砖、铅围裙、眼镜等
窄束γ射线在物质中的减弱规律
• 窄束的概念（narrow beam）： 不包含散射成分的射线束 •单能γ射线在物质中的减弱规律 d
I I 0e
I，I0：设置屏蔽前后的剂量率（强度）
△1/2 △1/10
混凝土
△1/2 △1/10
1.2
0.7 1.3
4
2.2 4.4
2.0
1.5 2.1
6.7
5.0 7.1
6.1
4.9 7.0
20.3
16.3 23.3
点源的屏蔽计算
• 直接用公式计算
I I 0 Be
d
•利用减弱倍数法计算 d I0 e K I B
•利用半减弱厚度计算
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H(0)，与设置厚度为d的屏蔽层后的当量 剂量率H(d)的比值。 K = H(0)/H(d) = eμd/B(Eγ，μd) 表示屏蔽材料对辐射的屏蔽能力。 无量纲。
半减弱厚度与十倍减弱厚度
• 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
（例：讲义）
作业：按新标准计算屏蔽厚度。
安全防护系统-对照射装置的防护
构成： 由警告信号和安全联锁两部分 警告信号： 音响信号（警铃、警笛或广播） 显示信号（闪烁的或连续的） 安全联锁：起自动保护作用 控制操作室-防护门开关-升降源装置 经常的检查和维护
放射性工作场所控制区的标志