物理性污染控制-第五章-放射性污染及其控制

（二） 放射性废物的分类 2．其他分类方法
长半衰期(>100天)
按半衰期分为
中半衰期(10～100天)
短半衰期(<10天)
按射线种类：甲、乙、丙种放射性废物。 任何一种放射性核素经10倍半衰期后, 放射性强度降至 1/1000 ，对短半衰期 按废液的pH值：酸性放射性废水、碱性放 废水，便于采用贮存法简单经济地处 射性废水（较少用） 臵。
定义：组织内某一点的剂量当量
H = DQN
单位：Sv（希沃特） ；
1rem=0.01Sv。
（5-5）
在该点所接受的吸收 品质因数，用以计量剂 国际放射防护委员会规 剂量， Gy 量的微观分布对危害的 定的其他修正系数，目 影响 前规定N＝1 曾用单位：rem(雷姆)；
（五） 有效剂量当量
受照器官和组织的总危险度按有效剂量当
1.辐射对细胞的作用
辐射类型、辐射能量、吸收剂
物理因素 影响 因素
量、剂量率、照射方式、受照 姿势及其在辐射场内的取向等。 种系的演化程度、机体结构、
生物因素
个体不同发育阶段、不同细
胞、组织或器官对辐射敏感
性各异
表5-1 生物死亡50％的吸收剂量值 生物种系 人 4.0 猴 6.0 大鼠 7.0 鸡 7.15 龟 15.0 大肠杆菌 56.0 病毒 2×104
给出吸收剂量数值时须指明辐射类型、介质种类和所在位臵。
2.吸收剂量率 D
百度文库
1rad=0.01Gy
。
（四） 剂量当量
生物效应受辐射类型与能量、剂量与剂量率大小、照射条件及个体差异
等因素的影响，故相同的吸收剂量未必产生同等程度的生物效应。 为了用同一尺度表示不同类型和能量的辐射照射对人体造成的生物效应 的严重程度或发生几率的大小，辐射防护上采用剂量当量这一辐射量。
，但不能完全避免； 确定性效应 只要将剂量限制在其阈值以下，效应就
不会发生。
（三） 剂量限制体系
1．辐射防护原则 2．基本限值
避免一切不必要的照射， 在考虑到经济和社会因素的
（1）职业照射：适用于辐射工作人员 3．导出限值 用剂量限值对个人所受的照射 （ 2 ）公众照射：适用于公众成员 ICRP：5年平均年有效剂量限值20mSv，任一年有效 加以限制。 基本原则 （ 2）辐射防护最优化 在施行伴有辐射的任何实践前， 4 ．管理限值 ： 有效剂量年限值为 1mSv ， 5 年平均不超过 剂量不得超过 50mSv。 须经过正当性判断，确认这种 ICRP 根据基本限值，通过一定模式导出的供
核战争造成。 主要是慢性放射病和长期小剂量照射对人体 按射线的作用范围，短期大剂量外照射引起 健康的影响，多属于随机效应。 的辐射损伤可分成
慢性放射病是由于多次照射、长期累积的 全身性辐射损伤
2.远期影响
结果。危害取决于受辐射时间和辐射量 局部性辐射损伤
表5-2 各类天然和人工辐射源辐射的集体剂量估计值 来 源 所有的天然辐射源 宇宙射线：飞机旅行 集体剂量 /人· Sv· a-1 10000000 2000
（七） 待积剂量当量
（一） 放射性活度
定义：单位时间内放射性原子核所发生的核
转变数，符号A。
单位：
SI单位：Bq(贝可)，1Bq表示每秒钟发生
一次核衰变；
曾用单位：Ci(居里)； 1Ci=3.7×1010Bq。
（二） 照射量
1.照射量X
定义：表示γ或X射线在空气中产生电离能力
2. 照射量率 X 大小的辐射量。
物理性污染控制
主编 陈杰瑢
第五章
放射性污染及其防治
目 录
第一节 概 述 第二节 辐射计量学基础 第三节 放射性废物与防治标准
第四节 放射性废物处理技术
第五节 放射性污染去污技术
第一节
概
述
●
一、环境中放射性的来源 二、辐射的生物效应及其危害
●
●
一、环境中放射性的来源
宇宙辐射
世界范围内，天然本底辐射每年对个人的 平均辐射剂量约为2.4毫希（mSv）
集体有效剂量计算，即
S Ei Ni
i
(5-8)
第i人群组的人数。
集体有效剂量，人· Sv
第i组人群组接受的平均 有效剂量，人· Sv
（七） 待积剂量当量
定义：单次摄入某种放射性核素后，在50年
期间该组织或器官所接受的总剂量当量，即
H50,T US SEE S T
待积剂量当量，Sv
●
二、辐射的生物效应及其危害
（一） 辐射的生物效应
（二） 辐射对人体的危害
（一） 辐射的生物效应
图5-1 辐射生物反应的演变过程
辐射与人体相互作用会
导致某些特有生物效应
其性质和程度主要取决
于人体组织吸收的辐射 能量，
演变过程如图5-1所示。
（一） 辐射的生物效应 1.辐射对细胞的作用 2.辐射的生物效应
(5-9)
源器官S摄入放射性核素 传输给单位质量靶器官的 后50年内发生的总衰变数。 有效能量 (T→S)表示由源器官S传 输给靶器官T。
源器官中的放射性粒子
●
二、辐射防护有关的量和概念
（一） 与辐射防护有关的概念 （二） 剂量与效应的关系 （三） 剂量限制体系
（一） 与辐射防护有关的概念
1．危险度和危害
去污后再循环利用。
●
二、放射性废物的来源和分类
（一） 放射性废物来源和特点 （二） 放射性废物的分类 （三） 放射性废物的处理原则
（一） 放射性废物来源和特点
核设施产生的放射性废物
来源
伴生矿产生的放射性废物 核技术应用产生放射性废物
核设施产生的放射性废物（图5-2）
伴生矿产生的放射性废物（图5-3）
5
6 7
给后代的负担
国家法律框架 控制放射性废物产生
放射性废物管理必须保证不给后代造成不适当的负担。
必须在适当的国家法律框架内进行，明确划分责任和规 定独立的审管职能。 放射性废物的产生必须尽可能最少化。 必须适当考虑放射性废物产生和管理的各阶段间的相互 依赖关系。 必须保证放射性废物管理设施使用寿期内的安全。
1 R＝2.58×l010 C/kg 。 照射量只用于量度γ或 X射线在空气介质中产生的照射效能。
（三） 吸收剂量
1.吸收剂量D
定义：单位质量受照物质中所吸收的平均辐
射能量。 时间间隔dt吸收剂量的增 电离辐射授予质量为 dm的物 定义式： 量,Gy。 质的平均能量，J； dD 定义式： D d （5-4） D dt 时间间隔，s。 （5-3） 单位：Gy/s dm 受照空气的质量，kg 单位： 吸收剂量在剂量学的实际应用中是一个非常重要的物理量 适用于任何类型的辐射和受照物质，且受照物质中每一点都有特定的吸 SI单位:Gy（戈瑞）；曾用单位:rad(拉德) ； 收剂量数值；
dX 定义式： X dQ
X dt dm
单位：
射线在质量为 dm的空气中释放出来 时间间隔dt照射量的增量 , 的全部电子(正电子和负电子)被空 C/kg。 气完全阻止时，在空气中产生的一 种符号离子的总电荷的绝对值，C
（5-2 5-1） ；
时间间隔， s。 受照空气的质量， kg
SI单位：C/ （kg · s）； C/kg ；曾用单位： R (伦琴)
因地区天然本底辐射水平不同 。
天然辐射源 地球内放射性物质 （天然本底照射）
放射源 人工辐射源
人体内放射性物质
核试验放射性污染 核能、放射性同位素生产
核材料贮存、运输
核设施退役
放射性固体废物处理与处臵
1986年4月26日，乌克兰北部切尔诺贝利核电站4号 反应堆因违规操作严重爆炸，31人当场死亡，200多人 受到严重放射性辐射，成为核能利用史上一大悲剧
第三节 放射性废物与防治标准
●
● ● ●
一、放射性废物及处理途径 二、放射性废物的来源和分类
三、环境放射性防护标准 四、辐射防护一般措施
●
一、放射性废物及处理途径
放射性废物：含放射性核素或被之污染，其 浓度或比活度大于规定的清洁解控水平，预期 不会再被利用的废弃物。
处理基本途径
浓缩及固化处理 与环境隔绝长期安全存放 净化后有控制排放
量计算 HE=∑WTHT
式中：HE——有效剂量当量，Sv； HT——器官或组织T所接受的剂量当量，Sv； WT——该器官的相对危险度系数。
（5-6）
（六） 集体剂量当量
一次大的放射性实践或放射性事故，
会涉及许多人，因此采用集体当量剂 量定量表示一次放射性实践对社会总 的危害。
（六） 集体剂量当量
关键人群组所受到的辐射照射是量度公众成 严重程度，对可治愈 该组发生有害效应 危害 第 i 组人群接受的平 种途径 (食入、吸入、外照射等 ) 中最具重要的 某种辐射实践释放的几种核素中对受照人体 的癌症， gi＝0；对 的频数； 均剂量当量，Sv
随机性效应
通过减少剂量的方法虽能降低其发生率
（三） 放射性废物的处理原则
IAEA放射性废物管理基本原则（表5-5）
No 1 2 3 4 基本原则 保护人类健康 保护环境 超越国界的保护 保护后代 说 明 必须确保对人类健康的影响达到可接受水平。 必须确保对环境的影响达到可接受的水平。 考虑超越国界的人员健康和环境的可能影响。 须保证对后代预期的健康影响不大于当今可接受水平
1.集体剂量当量
定义：各组内人均所接受的剂量当量与该组
人数相乘，然后相加所得的总剂量当量数。
ST HTi Ni
i
(5-7)
集体剂量当量，人· Sv
第i组人群组的人数。 第i组人群组中每个人的 器官或组织T平均所受到 的剂量当量，Sv
（六） 集体剂量当量
2.集体有效剂量
定义：量度某一人群所受的辐射照射，则按
LD50 / Gy
2.辐射的生物效应
辐照对受照者本身的有害效应；
躯体效应
是由于人体普通细胞受损引起的； 只影响到受照者个人本身。
生物 效应
遗传效应
辐射引起人体细胞内的基因突变； 是生殖细胞受损伤引起的有害效应； 影响到受照者后代的身体缺陷。
（二） 辐射对人体的危害
1.急性放射病
由大剂量急性照射引起，多为意外核事故、
核技术应用产生放射性废物（图5-4）
（一） 放射性废物来源和特点
（1）长期危害性
特点
（2）处理难度大 （3）处理技术复杂
（二） 放射性废物的分类
1．国家分类标准
——放射性废物分类标准(GB9133-1995)（表5-4）
高放长寿命
按比活度和半衰期 将放射性废物分为
从处理和处臵的角度
衰寿 中放长寿命 期 命 长 低放长寿命 年短 中放短寿命 为 按 限半 低放短寿命 30
条件下，所有辐照都应保持在 可合理达到的尽量低的水平。 （ 1）辐射实践正当性
实践具有正当理由，获得的利 1mSv 。 为了管理目的，主管部门或企业负责人可以根据最 GB8703-88 《辐射防护规定》： 年有效剂量当量限 为了达到辐射防护目的， （ 3）限制个人剂量当量 益大于代价 (包括健康损害和 辐射监测结果比较用的限值。 GB8703-88 《辐射防护规定》： 年有效剂量当量不 国际放射防护委员会 优化原则，对辐射防护有关的任何量制定管理限值， 值 50mSv；还规定了其他单个器官或组织的年剂量当 非健康损害的代价)。 （ ICRP ）提出三项基本 超过 1 mSv。 但它们必须严于基本限制或导出限制。 量限值。 原则
燃煤电站
燃煤的家庭烹调及取暖 地热能源 磷盐工业 磷石膏 工业化国家的X射线检查
约2000
100000 6人 · Sv／GW· a 6000 1977年为300000 每百万人为1000，即1600000 最高年份为400000(1962～1963)
核武器试验
核电(不包括废物处置) 核电(职业照射)
危害G :有害效应的发生频数与效应的严重 2．关键人群组（简称关键组）
程度的乘积，即 定义：在某一给定实践所涉及的各受照人群
3．关键照射途径 组中，预期将受到最大辐射照射的人群组。 (5-10) G =∑ hi ri gi 定义：某种辐射实践对人产生照射剂量的各 4．关键核素
员由于该实践所受剂量的上限。 致死癌症，gi＝1 意义的某一种照射途径。 或人体若干器官或组织有最重要影响的核素。
所有时间共计30000000
1980年为500，2000年为1000 2000
夜光钟表
2000
第二节 辐射计量学基础
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一、辐射剂量学的基本量和单位
二、辐射防护有关的量和概念
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一、辐射剂量学的基本量和单位
（一） 放射性活度 （二） 照射量 （三） 吸收剂量 （四） 剂量当量
（五） 有效剂量当量
（六） 集体剂量当量