工业辐射防护(省辐射站)

1、辐射源安全基本知识辐射源安全基本知识基础知识与工业辐射防护基础知识与工业辐射防护内容提要内容提要n一、放射性同位素基本知识n二、工业辐射防护一、放射性一、放射性 同位素基本知识n1.1原子与原子核n组成物质的微小单元称为原子,这种微小单元不能用任何化学方法再分割。n原子是由原子核和核外电子所组成。原子核由中子和质子组成，质子带正电，电量与电子所带电荷相等，中子不带电。原子的化学性质由质子数或者核外电子数决定。将质子数相同的原子称为元素，质子个数称为原子序数。一种元素代表一种物质。元素的表示方式为AZXNn例如：氢用符号来表示n原子的大小:原子的大小约为10米；n原子质量：原子质量；n. 10g

2、；n原子核的大小：原子核的大小约为10米；n原子核的密度：原子核的密度约为10克厘米 ；n裂变能：原子核在发生核裂变时会释放出巨大的能量，称为裂变能:例如克完全发生裂变后的可用能量为. 10J相当于燃烧2.5t标准煤；一个1000MW电功率核电站每天消耗235U约3.2kg,相当于燃烧8000t标准煤;n聚变能:1克氘完全聚变释放出的能量大约为1011J.海水中富含氘如果将1升海水中所含氘提炼出来全部用于聚变相当于燃烧400升石油,因此开发聚变能是解决人类能源危机的重要途径.n1.2 放射性及其种类原子核自发地放射各种射线的现象，称为放射性。能自发地放射各种射线的核素，叫放射性核素。实验证明，

3、对放射性核素加温、加压或加电磁场，都不能抑制或显著改变其放射性。原子核发射的射线一般为三种，射线，射线射线，。（1）射线是高速运动的氦原子核（又称粒子）组成的，所以它在磁场中的偏转方向与正离子流相同。它的电离作用大，贯穿本领小。（2）射线是高速运动的电子流，它的电离作用较小，贯穿本领较大。（3）射线是波长很短的电磁波。它的电离作用小。贯穿本领大。此外，还有发射正电子、质子、中子、重离子等其它粒子的情况。n1.4放射性活度及单位n一定量的放射性核素在一个很短的时间间隔内发生的核衰变数除以该时间间隔叫做放射性活度（GB4960-85），通常用A表示。n原子核自发地放射出射线后，原子核本身就从一种核

4、素转变成另一种核素，这种过程就叫做原子核的衰变，又叫放射性衰变。在国际单位制中，放射性的单位为贝可勒尔，简称贝可，符号Bq。1Bq等于放射性物质在1秒钟内有1个原子核发生衰变。其表达式如下：n 1Bq(贝可) = 1 次衰变/秒 居里与贝可的换算1Ci = 3.71010 次衰变/秒=3.71010 Bq 1mCi=3.7107Bq1Ci=3.7104Bq为了便于书写以上各式还可写为:1Ci = 3.71010 Bq =37GBq 1mCi=3.7107Bq=37MBq1Ci=3.7104Bq=37kBqn1.4半衰期(T1/2)n放射性原子核的数量因衰变而衰减到原来数目的一半所需要的时间，例

5、如：n的半衰期为年n的半衰期为年n的半衰期为年n放射性同位素的半衰期有的长达几十亿年，有的短至不到秒，它代表每一种放射性同位素的特性。1.6同位素和放射性同位素n什么是同位素？核内具有相同数目的质子（即原子序数相同），但中子数不同的一类原子，它们的化学性质相同，在元素周期表上占据同一个位置，故称作同位素。例如：11H 、21H 31H，它们的原子序数都是1，但它们的中子数分别为1、2、3，它们都是氢元素的同位素。同位素有二类，一类是稳定的，凡原子核不会自发地发生变化的同位素，称为稳定的同位素。另一类是不稳定的。n什么是放射性同位素n放射性同位素会自发地从原子核里向四面八方放出射线放射性同位素会

6、自发地从原子核里向四面八方放出射线n放射性同位素是不稳定的，它可以从一种元素自发地衰变放射性同位素是不稳定的，它可以从一种元素自发地衰变成另一种元素成另一种元素n例如：我们最熟悉地氢，如图例如：我们最熟悉地氢，如图放射些什么放射些什么n放射性同位素所放出的射线常见的有三种，即大家非常熟悉的射线、射线、和射线。n射线射线射线镭源铅屏蔽体射线n射线是一种带正电的粒子流，也就是氦原子核流，因此带两个单位正电量；穿透能力很小，用一张纸就可以将它挡住，在空气中也只能穿行几厘米。但它的电离本领很大，在穿过空气时能使空气变为导电体。射线n射线是高速运动的电子流。它有两种：一种是我们常说的电子称- ；另一种是

7、带正电的正电子称+ 。 n射线的穿透力比射线强，它可以穿过一张纸，可是不太厚的有机玻璃或铝片就可以将它挡住。 射线也能使空气变成导电体，不过电离能力不及射线 射线n射线是一种波长很短、肉眼看不见的电磁波，它不带电。射线的性质与X射线很相似，但射线的能量更高，穿透力更强，要挡住它，需要很厚的铅版。但它的电离能力最小。1.7 放射性同位素的分类n放射性同位素分为天然和人工的两种。自然界中天然存在的辐射和来自宇宙的辐射我们把它统称为天然辐射。人工制造的放射性同位素称为人工放射性同位素。n天然放射性同位素已发现几十种，但有实际意义的核素有23592U、23892U、22688Ra、22286Rn、40

8、19K、146C等。天然放射性同位素的放射性活度一般都很低，不能满足人们在科研、生产、医疗等方面应用的需要，因此，随着科学技术的发展，人们又根据不同的需要生产了各种各样的人工放射性同位素60 27Co238U4.4E9y92234Th24d90234U2.45E5y92230Th7.7E4y90226Ra1.62E3y88222Rn3.82d86218Po3.05分84214Pb2.68分82214Bi19.9分83210Tl1.3分81210Pb22.2y82210Bi5d83206Tl4.2分81206Pb稳定80234Pa1.17分9160Ni1。17MeV1。33MeV137Cs0.6

9、61MeV137Ba-1.7 放射性同位素不稳定的原因n（1）、原子核里核子过多）、原子核里核子过多n（2）、原子核里中子过多）、原子核里中子过多n（3）、原子核里质子过多）、原子核里质子过多n（4）、原子核能量过高）、原子核能量过高n（5）、原子核俘获外围电子）、原子核俘获外围电子（1）、原子核里核子过多）、原子核里核子过多n如果原子核里核子过多，其结构松散，常常会自动放出射线。这就是射线的来源。一种元素的原子核放出射线后，即衰变为原子序数减去2，质量数减去4的另一种元素的原子核。n例如：22688镭放出射线后变为22286氡，其衰变过程可以写成：n22688镭 22286氡 42氦n42氦

10、就是粒子。（2）、原子核里中子过多）、原子核里中子过多n当有一些元素的原子核里的中子过多时，那么多余的中子就会自动变为质子，同时放出一个电子，这就是-射线的来源。n放出-射线后即衰变为原子序数增加一，而质量数不变的另一种元素的原子核。例如，前面讲过的31氢放出-射线后衰变为32氦：n31氢 32氦 - n当有一些元素的原子核里的质子过多时，在一定条件下，原子核内就会有一个质子自动变为中子，同时放出一个正电子，这就是+射线的来源。n放出+射线后即衰变为原子序数减去一，而质量数不变的另一种元素的原子核。例如：n2211钠 2210氖 +（3）、原子核里质子过多）、原子核里质子过多（4）、原子核能量

11、过高）、原子核能量过高n有一些原子核，由于能量过高，往往把多余的能量以射线的形式释放出来，这就是射线的来源。原子核放出射线后，它的原子序数和质量数都不变，也就是说它们的质子数和中子数都相同，但它们的一些核性质如半衰期、射线性质等却不相同。我们用“同质异能核”来区分这种性质不同的核。例如：n99m43锝 9943锝 n99m43锝叫做 9943锝的“同质异能核”，以m表示。n有一些元素的原子核可以俘获一个外围电子，衰变为原子序数减去一，而质量数不变的另一种元素的原子核，其结果与+衰变一样 。例如：n放出X射线5526铁 e- 5525锰n这种衰变叫做电子俘获。被俘获的电子所留下的空位，由其他外围

12、电子来补充，这就放出X射线。因此，电子俘获的同位素都能放出X射线。（5）、原子核俘获外围电子）、原子核俘获外围电子1.8放射性同位素怎样得到的 从大量的天然矿石中提炼。例如，铀从大量的天然矿石中提炼。例如，铀-235、镭、镭-226等，等，但量少，价格昂贵。但量少，价格昂贵。 通过加速器生产。但产量低，费用高。目前主要用来通过加速器生产。但产量低，费用高。目前主要用来制备在核反应堆中不易得到的放射性同位素。制备在核反应堆中不易得到的放射性同位素。 通过核反应堆生产。不但产量高，而且成本低。目前通过核反应堆生产。不但产量高，而且成本低。目前决大多数放射性同位素都是用核反应堆生产的。决大多数放射性

13、同位素都是用核反应堆生产的。 2、射线与物质的相互作用、射线与物质的相互作用n2.1粒子与物质相互作用n粒子就是高速运动的氦核。n粒子与物质相互作用引起电离和激发。n粒子在空气中的射程一般只有几厘米，在其它介质中的射程还要短。n2.2射线与物质相互作用n射线实际上是高速运动的电子。n射线与物质相互作用与主要能量损失方式：电离能量损失、辐射能量损失，多次散射导致运动轨迹不是直线。n粒子电离能量损失率较小，电离本领较弱。n射线在空气中的最大射程约为十几米。对于+射线，它与物质的作用，除了与-射线相同外，当它在介质中被停止以后，还会与电子作用发生湮没辐射，放出两个能量均为511keV的射线。2.3和

14、X射线与物质相互作用n光电效应：光子与靶物质的束缚电子发生相互作用时，光子的全部能量转移给某个束缚电子，使之克服原子核的束缚发射出来，而原来的光子消失。这个过程称为光电效应，发射出来的电子称为光电子。n康普顿效应：入射光子与靶原子核的核外电子发生非弹性散射，这种过程称为康普顿效应。入射光子的一部分能量转移给电子，使它成为反冲电子，而入射光子的运动方向和能量发生变化。n电子对效应：当光子从原子核旁经过时，在原子核的库仑场作用下，光子转化为一个正电子和一个负电子，这种过程称为电子对效应。2.4 中子与物质相互作用n中子本身不带电，在中子与物质相互作用时，与带电粒子和射线相比有很大区别，特点是：中子

15、不带电，在通过物质时，与核外电子之间没有库仑相互作用，不与核外电子发生相互作用，不能引起直接电离。那么中子是如何与物质相互作用的呢？研究发现，中子与物质相互作用重要靠中子的慢化（发生非弹性散射和弹性散射）和吸收（通过中子核反应、中子俘获、和中子核裂变等反应使中子被吸收）。见51页3、辐射的生物学效应n按照辐射作用于物质时所产生效应的不同，人们将辐射分为电离辐射和非电离辐射两类。电离辐射包括宇宙射线、X射线和来自放射性物质的辐射。非电离辐射包括紫外线、热辐射、无线电波和微波等。电离辐射通过各种各样的途径进入我们生活，分为天然辐射和人工辐射.n天然辐射遍布人类的整个生活环境，是主要的辐射来源，主要

16、来自宇宙射线、宇生放射性核素和原生放射性核素。n人工辐射主要来自矿物的开采、核动力生产、核武器爆炸、放射性同位素应用、射线装置、医疗照射等。职业照射的主要来源就是人工辐射。医疗照射是不断增加的最大人工电离辐射照射来源.n科学研究、工农业生产、医学诊断与治疗等，导致放射性物质向环境的释放或者放射源或者射线装置直接对人员的照射等来源于人类实践活动的辐射称为人工辐射。n放射源及其应用n放射源：有许多放射性核素按照某种方式集成在一起，分为密封源和非密封源。 n密封源：密封在包壳里的或紧密固结在覆盖层里并呈固体形态的放射性物质。n非密封源：不满足密封源定义中所列条件的源.n射线装置及其应用n主要是X射线

17、机和粒子加速器。X射线机产生低能X射线，加速器除产生低能X射线外还产能其它各种能量较高的粒子。日常生活中接触到的辐射剂量n吃食物 0.2mSv/年n砖混结构房屋 0.4mSvGy/年n乘飞机 0.01mSv/小时n吸烟(20支/天) 1mSv/年n土壤、空气 0.5mSv/年n胸部透视 大于0.2mSv/次n消化道造影 大于13.7mSv/次n3.1、辐射对人体健康的影响n（1）、辐射作用过程n直接作用、间接作用。n（2）、辐射作用效果n细胞死亡、细胞变异n n3.2、随机性效应与确定性效应n电离辐射作用于人体可能造成器官或者组织的损伤，表现出的生物效应分为2类：辐射效应显现在受照者本人身上的

18、称为躯体效应；出现在后代身上的称遗传效应。n还可以分为随机性效应和确定性效应，便于进行危害分析。n随机性效应：辐射效应的发生概率（而非严重程度）与剂量大小有关，不存在剂量阈值。针对小剂量、小剂量率（指低于0.1mGy/min的剂量率或小于0.2Gy的急性照射剂量）慢性照射，如致癌和遗传效应。n确定性效应：有明确阈值，阈值以下不会见到有害效应，达到阈值则有害效应肯定发生，且辐射效应的严重程度取决于所受剂量的大小，主要针对大剂量、大剂量率的急性照射，一般是事故照射。慢性照射效应n小剂量慢性照射是指长期接触射线的职业性照射。由于接触低剂量率的长期照射，机体对射线有一定的适应性，并对造成的损伤有一定的

19、修复能力。只有剂量较高的慢性照射，且累积剂量达到一定程度，机体失去代偿能力时才出现慢性损伤。n慢性照射效应临床症状的出现，短者可在接触后几个月，长的可能在接触几年或更长时间。症状为自觉疲乏无力、头晕、头痛、失眠、记忆力减退、性功能减退、食欲减退等。n血液的变化，一般认为，长期小剂量照射后最明显的变化是不同程度的白细胞减少，淋巴细胞相对增多。有人长期观察接触射线人员血液指标发现，每天接受0.2mSv以下的照射未出现任何变化。如果一年有一半的时间从事射线工作，每天接受大约0.5mSv，少数人员的血象有改变等。、射线全身急性照射可能产生的效应 n受照剂量（Gy） 临 床 症 状n00.25 无可检出

20、的临床症状,可能无迟发效应。n0.5 血象有轻度暂时性变化(淋巴细胞和白细胞减少),无其他可查出的临床症状,但可 能有迟发效应,对个体不会发生严重的效应。n1 可产生恶心、疲劳.受照剂量达1.25Gy以上时,有20 25 的人可能 发生呕吐,血 象有显著变化,可能致轻度急性放射病。n2 受照后24h内出现恶心及呕吐,经约一周潜伏期后,毛发脱落、厌食、 全身虚弱及 其他症状如喉炎、腹泻等。如果既往身体健康或无并发感染者，短期内可望恢复。n4 受照后几小时内发生恶心及呕吐,潜伏期约一周，二周内可见毛发脱落、厌食、 全身虚弱、体温增高。第三周出现紫斑、口腔及咽部感染。第四周出现苍白、流 鼻血、腹泻、

21、迅速消瘦。 50 受照个体可能死亡，存活者6个月内可逐渐恢复。n6 受照者12h内出现恶心、呕吐、腹泻。潜伏期短，第一周出现腹泻、呕吐、口 腔、咽喉发炎，体温增高，迅速消瘦。第二周出现死亡，死亡率可能达100 。 n3.3辐射事故对辐射水平的影响与危害n辐射事故按其原因可分为责任事故、技术事故和其他事故。按性质可分为超剂量照射事故、表面污染事故、丢失放射源事故、超临界事故和放射性泄漏事故等。n核设施事故指由于设备故障、自然灾害（地震、洪水等）或人为因素使得核设施受到损坏，尤其是致使核设施内的放射性物质以不可控制的方式释放到环境中。n核技术应用可能发生的事：放射源的随意丢放、丢失或被盗。例行操作

22、中发生失误使得放射源处于未被屏蔽状态。放射性物质的泄露释放。n运输事故原因：严重的撞击，致使包装包容系统破坏；严重的火灾可能使包装的屏蔽或包装物丧失；包装上的缺陷可能会降低其承受通常事故条件下产生的应力；运输过程发生的货物丢失、被盗致使放射性物质处于失控状态；运输过程中大雨或洪水等均有可能使货物中的放射性物质释出。n伴生矿事故：伴生矿或加工副产品处置不当致使放射性物质污染周围环境；尾矿坝塌坝，引起大面积污染。4、 核辐射探测方法核辐射探测方法n大多数核辐射探测器是利用电离和激发来探测入射粒子的。常见的三种“气体探测器、半导体探测器和闪烁探测器。气体探测器是利用射线在气体介质中产生的电离效应；闪

23、烁探测器是利用射线在闪烁物质中的发光效应；半导体探测器是利用射线在半导体中产生的电子和空穴。5、常用的辐射剂量学中的量n5.1照射量：照射量就是根据光子对空气的电离能力来度量光子辐射场的一个物理量。照射量X（exposure）是dQ除以dm所得的商，dQ是当光子在质量为dm的空气中释放的全部电子（包括负电子和正电子）完全被空气所阻止时，在空气中所产生的一种符号离子总电荷的绝对值。nX=dQ/dmn照射量的单位是库仑每千克，符号为Ckg-1。n过去照射量用伦琴（ roentgen）作单位，其符号为R。该单位暂时仍与法定单位Ckg-1并用，其精确值为n1R=2.5810-4Ckg-1n1R=100

24、0mRn1mR=1000Rn5.2吸收剂量n吸收剂量是辐射剂量学中的一个最重要的物理量。是当电离辐射与物质相互作用时，用来表示单位质量的受照物质吸收电离辐射能量大小的物理量。n电离辐射沉积于某一无限小体积元中物质的平均授予能除以该体积元中物质的质量而得的商n即：D=d/dmn吸收剂量（absorbed dose）D是d除以dm所得的商，d是电离辐射授与质量为dm的物质的平均能量。n吸收剂量D的单位是JKg-1或Gy，可暂时并用的单位是rad。n1rad=10-2Gy 1Gy=103mGy n1mGy=103Gy 1Gy=103nGyn5.3剂量当量nICRU在1986年对剂量当量给出了新的定义

25、式如下：nH=DQNn式中D-吸收剂量n Q-品质因素n N-其他修正因素的乘积n剂量当量是与危险度相关联的一个单一的剂量学量，它表示在辐射防护的低水平照射条件下，指定类型辐射的吸收剂量D产生的危险与参考辐射的吸收剂量H产生的危险相同。这里所说的危险（risk）指的是发生效应的几率。n 剂量当量的单位是Jkg-1，专门名称是希沃特（sievert），记作Sv。品质因数品质因数 Qn辐射类型 QnX射线、射线和电子 1n质子 5n中子 5-20n粒子、重核、裂变碎片 20n5.4有效剂量当量n有效剂量是身体各组织或器官受到不同类型辐射照射下，辐射权重因子和组织权重因子的双重加权的吸收剂量之和。n

26、有效剂量当量是全身剂量当量的加权平均值。6 6、辐射防护、辐射防护n6.1辐射防护的目的和任务n辐射防护的目的是防止有害的确定性效应，并限制随机性效应的发生概率，使之达到被认为可以接受的水平。n辐射防护的任务是既要保护从事放射工作的人员、后代以及公众的安全，保护好环境；又要保证可能会产生辐射的核技术应用项目造福于人类。n环境水平n指公众受到的天然辐射的水平，根据联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）2000年给出的全世界正常地区天然辐射水平范围在（110）mSva-1。由于大气核试验，沉降灰可能散落到全球各地，从而使环境水平有所增高，造成的群体增加了的危害仍属环境辐射，并不同于辐射工作

27、人员从事辐射工作实践而受到的增加了的危害。n 防护水平n从辐射对人体危害的角度，国际放射防护委员会（ICRP）60号建议书、国际原子能机构（ I A E A ） 安 全 丛 书 N o 1 1 5 和 我 国 国 标GB188712002都对辐射工作人员规定了个人年有效剂量限值为20mSva-1。在辐射工作人员年剂量限值左右的辐射水平为防护水平。n遵循辐射防护的基本原则：正当性，最优化，个人剂量限值n建立辐射防护体系包括：实践的正当性、剂量限值和潜在照射危险限值（对个人的正常照射和潜在照射危险加以限制）、辐射防护最优化、剂量约束和潜在照射危险约束、医疗照射指导水平.n加强医疗照射防护已成为国际

28、防护领域新进展的突出特点。GB18871-2002从明确责任、加强正当性判断、推动防护最优化、建立指导水平以及防范事故性照射等五个方面突出强调了医疗照射的控制。因此，必将更有力地推动和提高我国医疗照射的防护水平。n医疗照射的防护最优化n医疗照射操作方面基本要求：放射诊断操作要求，核医学操作要求，放射治疗操作要求（ 使用合适设备合理控制剂量加强应急准备）。n典型成人受检者线摄影的剂量指导水平n部位 每次摄影入射体表剂量/mGyn腰椎（前后位AP、侧位LAT、腰骶关节LSJ） 10、30、40n腹部、胆囊 、静脉尿路造影 （ AP ） 10n骨盆（ AP ） 10n髋关节（ AP ） 10n胸（

29、AP、LAT ） 0.4、1.5n胸椎（ AP、LAT ） 7、20n牙齿（牙根尖周/ AP ） 7/ 5n头颅（ PA/LAT ） 5/3nCT: 头（多层扫描平均剂量） 50n 腰椎（多层扫描平均剂量） 35n 腹部（多层扫描平均剂量） 25n6.2辐射防护标准和各种限值n分为基本限值、导出限值、参考水平。nGB18871-2002n基本限值：公众1msv/a（任一年不超过5 msv/a），职业20 msv/a（任一年不超过50 msv/a）n导出限值：根据基本限值，通过一定模式计算导出一个供辐射防护监测结果比较用的限值，这个限值称为导出限值。n参考水平：是对辐射量的值制定一些采取某种行动

30、的标准。分为记录水平、调查水平、干预水平。国际放射防护委员会建议以年当量剂量限值或年摄入量限值的十分之一作为记录水平标准，十分之三作为调查水平标准。n6.3内外照射的不同特点内、外照射的不同特点内、外照射的不同特点n照射方式 辐射源类型 危害方式 常见致电离粒子 照射特点n内照射 多见开放源 电离、化学毒性 、 持续n外照射 多见封闭源 电离 高能、电子、X、n 间断 n6、4内照射防护基本方法：n当放射性核素经由食入、吸入、皮肤粘膜或伤口进入体内时，可引起内照射危害。n围封：包括在开放源的周围设立一系列的屏障，以限制可能被污染的体积和表面，以防止污染扩散到相邻空间空气中，防止由于人员或物体的

31、移动而将污染带到相邻房间等措施。n保持清洁和去污，包括遵守安全操作规程，防止或减少污染的发生，对受到污染的表面及时去污，对污染空气的净化合理组织通风。n个人防护，穿戴适当的防护衣具，限制暴露与污染环境中的时间和讲究个人卫生等措施。n6.5外照射及其防护n1、外照射防护方法：n时间：尽量减少与放射源的接触时间。H=Dtn距离：尽量远离放射源，切忌用手持放射源，一定要用远距离操作工具，如长柄夹具，机械手等，以增加人体与放射源的距离。X=A/r2n屏蔽：在放射源与人体之间设置屏蔽物以减少射线照射，使放射工作人员和公众受照剂量在国家规定值以内。屏蔽射线可选择铅、铁、水泥等，屏蔽射线用铅、有机玻璃等。屏

32、蔽中子可选用石蜡、水泥、硼酸和水等。放射工作单位及工作人员应实践和掌握以下几点:n熟悉与辐射防护相关的国家法律法规n制定适合本单位实际的辐射防护规章制度n为工作人员提供必要和适当的防护措施等，以最大限度地保证工作人员和公众的辐射安全。n掌握常用辐射量和剂量限值n熟悉辐射对人体的效应n了解核技术应用项目的工作原理以及防护状况n掌握基本的辐射防护方法二、工业辐照装置的防护与安全二、工业辐照装置的防护与安全n1、工业辐照装置的安全与防护n2、工业辐照电子加速器的安全与防护n3、事故案例与经验教训1、工业辐照装置的安全与防护n（1）什么是工业辐照 工业辐照是指利用电离辐射与物质相互作用产生的物理效应、

33、化学效应和生物效应，对物质或材料进行加工处理的一种核技术。n（2）工业辐照的用途 工业辐照主要用于医疗用品的消毒（灭菌）；提高农作物产量、食品质量、食品储存时间；得到优质的化工产品、新材料或材料改性；工业三废（废水、废气、固体废弃物）的处理。n（3）工业辐照加工通常包括哪两个方面： 辐射加工和加速器辐射加工工业辐照所用的辐射源n什么是辐射源 辐射源是指可以通过发射电离辐射或释放放射性物质而引起辐射的一切物质或实体。n常见的辐射源有哪几类 放射性同位素辐射源、加速器辐射源、核反应堆等n工业辐照用的辐射源可以分为两大类：n辐射源，包括60Co、137Cs。n加速器辐射源，包括各类加速器、电子束和射

34、线。工业辐照医疗用品灭菌的应用和特点n医疗用品的灭菌消毒 其特点如下：n杀菌均匀彻底n能耗低n无毒物残留n不污染环境n灭菌速度快，可连续作业，适合大规模加工n操作安全，加工易于控制工业辐照食品保鲜的应用和特点n食品保鲜 其特点如下：n节约能源n保鲜能力强n安全卫生n改善食品品质n操作简便，易于实现自动化工业辐照辐射化工的应用和特点n辐射化工 其特点是可以使高分子单体相互聚合而形成高聚合物；也可以使聚合物分子的主链发生降解断裂，分子量下降。工业辐照在农业中的应用和特点n辐射育种 通过辐照可以使农作物高产、早熟、增强抗病能力、改善营养品质、作物变异等n辐射抑制发芽n病虫害的防治工业辐照在环境治理的

35、应用和特点n环境治理 n废气中二氧化硫治理、n废水中的苯酚、氰化物、氯代有机物等有毒有害污染物的降解治理、n固体废物中污泥和固体垃圾的毒物降解和杀菌等工业辐照装置发展n国内外工业辐照装置正在向大型化、专业化、高度机械化、自动化、标准化、系列化方向发展。n据不完全统计，全世界现有大型工业辐照装置210多座，总装源量超过7.4x1018Bq(2亿Ci)。n至2006年底，我国设计装源能力30万Ci以上的商用辐照装置已达107座，总设计装源能力超过1亿Ci；设计装源能力100万Ci以上的有37座，设计装源能力400万Ci的有4座，实际装源活度约3600万Ci。已达国际先进水平。工业辐照装置的组成n工

36、业辐照装置由n辐射源n源架及其升降系统n屏蔽防护系统n辐照产品输送系统n控制系统n剂量监测及报警系统n通风系统n贮源水井及水处理系统n电视监控系统n辐照产品条形码识别和网络管理系统。工业辐照装置的分类n参考国际原子能机构安全丛书No.107 射线和电子束辐照装置的辐射安全及GB17568-2008 辐照装置设计建造和使用规范，根据辐照装置设计，尤其是辐射源的出入口控制和屏蔽，将辐照装置分成四类：n固定源室湿法贮源辐照装置n固定源室干法贮源辐照装置n自屏蔽式干法贮源辐照装置n水下辐照装置辐射安全原则n辐照装置的辐射安全应遵循以下原则：n纵深防御原则。第一级防御的目的是防止偏离正常运行工况，第二级

37、防御的目的是探测及控制对正常工况的偏离，以防止预计运行事件升级为事故，第三级防御的目的是减轻事故的后果。n冗余性。每个系统的设施和器件都应有足够的冗余度（多重性），以便在运行过程中万一某物项失效或不起作用的情况下使其整体不丧失功能。例一般联锁要设2道，重要的地方要设3-4道。n多元性。多元性能够提高装置的安全可靠性，例如人员出入通道的安全联锁装置可以采用机械的、电气的、剂量的和电子的联锁。n独立性。独立性是指某个安全部件发生故障时，不会造成其他安全部件的功能出现故障或失去作用。通过功能分离和实体分离的方法使安全机构获得独立性。辐射防护准则n辐射实践的正当性 辐射装置的建设立项，必须进行正当性分

38、析，以确定该项目的正当性。n辐射防护与安全最优化 辐射装置的设计和建造，要求所有的照射剂量都保持在规定限值以内，并在考虑社会和经济因素之后，个人受照剂量的大小、受照射的人数以及受照射的可能性均保持在可以合理达到的尽可能低的水平。n剂量限制和潜在照射危险限制 个人剂量限值，放射工作人员连续5年的年平均有效剂量为20mSv；公众照射，年平均有效剂量为1mSv。放射性污染控制，对湿法贮源井水应定期进行放射性监测，井中废水排放须经监管部门批准后方可排放。n剂量约束和潜在照射危险约束 在辐射装置设计时，辐射防护的剂量约束值规定为：放射工作人员个人年有效剂量为5mSv；公众成员个人年有效剂量为0.1mSv

39、。辐射工作场所的分区n控制区 对于辐照装置其辐照室、迷道应设为控制区。并设置明显的电离辐射标志n监督区 未被确定为控制区的操作区域、控制室、通风间、设备间、倒源间、水处理间等区域皆为监督区。此区域内也应设置明显的电离辐射标志。辐照装置的设计n包括辐照装置的场址选择和辐射设施的屏蔽设计。n辐照装置的场址选择包括 辐照装置的场址应选择场地稳定、地质条件较好的地方；按国家相关规范要求避开高压输电走廊和易燃易爆场所；在抗震设防区应满足国家相关标准的要求。并收集水文、地质、气象、人口、地理环境、地震等资料。n辐射设施的屏蔽设计包括 屏蔽射线的材料选择、宽束有用的屏蔽计算、泄漏辐射的屏蔽计算、斜射修正、辐

40、照室主防护墙的屏蔽计算、辐照室迷道计算、辐照室屋顶的屏蔽计算、贮源水井及副井的设计、辐照室内臭氧的产生和排除计算等。n 辐照装置的运行与管理n辐照装置建成后，必须经国家有关部门验收合格，取得辐射安全许可证，方可运行。运营单位必须设有安全与防护管理机构，并制定安全操作规程或手册，以确保辐照装置安全运行。运营单位必须配备具有专业技术资格的人员，负责辐照装置在使用和运行过程中的安全。这些人员必须具有以下技能：n受过理论培训，对所从事工作的电离辐射特性具有必要的知识；n熟悉设备结构性能并对处理事故的应急措施有比较透彻的了解；n了解并掌握国家及有关部门颁发的有关规定和辐射装置的操作规程；n能够操作和运用

41、计算机及其软件系统。n辐照装置的运行与管理包括：n运行人员资格确认，建立个人剂量档案n人员培训n完善的运行记录n建立辐射源的增加和更换管理档案n定期检查与维修n辐射防护监测n制定应急响应计划与事故处理预案并定期预演辐照装置的倒、装源n辐照装置的倒、装源应做好如下工作：n准备工作n倒、装源过程控制n源罐操作程序辐射源的管理n装源前后必须清点并做好详细的台帐登记，包括辐射源的类型、数量、编码、活度及日期、在源架的位置等，并经装源人员、辐射防护负责人和主管人员签字，记录应保存至装置退役n退役辐射源应及时送贮、办理相应手续并做好各项手续辐照装置的退役n辐照装置退役的使用寿命为50年n辐照装置的退役，须

42、有业主向环保、卫生、公安主管部门申请，提出退役计划和措施，得到批准后方可实施该项实践。企业自我检查n辐射加工企业要制定专门的安全检查作业指导书，以体系文件方式将安全检查纳入企业的规范化管理内容包括目的、主题内容与适用范围、引用文件、检查责任人、检查周期、检查项目与指标、检查记录、纠正预防等。企业辐射安全与防护自查作业指导书样本 序号 检查内容 检查标准 检查频度n1 佩带个人剂量计 在岗放射工作人员必须正确佩带 每天n2 主控台降源按钮 任何情况下，按下及时降源 每天 n3 工作人员通道门联锁 门开源降，源不能升起 每天n4 三道光电联锁 触动降源 每天n5 拉线开关及复位按钮 各位置拉动降源

43、 每天n6 水位报警、联锁 水位低于安全标准报警、源不能升源 每天n7 屏蔽塞联锁 屏蔽塞打开降源，源不能升起 每次加源前n8 烟雾报警联锁 烟雾触发报警降源，源不能升起 每月n9 个人剂量报警仪 校验源校验，读数正常，超值报警 每次进入辐照室n10 个人报警仪与钥匙相连 必须牢固相连 每天n11 停电降源 停电时，源自动降至安全位 每天n12 不间断电源 停电时，能维持源位和剂量显示 每天n13 固定式剂量监测仪 工作正常 每月n14 源位显示 源位显示正常 每天n15 安全指示灯光 正确指示工作、预警和安全位 每天n16 安全警示音响 正常并足够响亮 每天 n17 主控台仪表 工作正常、显

44、示正确 每天n18 主控台控制旋钮 有效、灵敏 每天n19 运行部值班记录 有记录、无间隙 每周n20 进入辐照室记录 有记录 每周n21 安全设备维修记录 有记录 每周n22 储源井水pH值 5. 5 8.5 每季n23 储源井水电导率 2105Cm 每季n24 储源井水氯离子 1mg/L 每季n25 储源井水硫酸根离子 0.1mg/L 每季n26 储源井水总、 10Bq/L 每年/每次加源n27 离子交换树脂 环保监测、处理 水样监测超标后 n28 辐照室内氮氧化物 5mg/m3 每年、每次加源前后n29 辐照室内臭氧 0.3mg/m3 每年、每次加源前后n30 外排污水 环保监测、处理

45、每半年n31 自备监测仪检定 送计量检定单位 每年一次辐照装置的监督检查n国家监管部门的监督检查内容包括n控制辐射源的升降开关、辐照室人员与货物通道门的开关必须采用同一把钥匙，必须保证该钥匙只有值班人员或安全员才能使用n便携式辐射检测报警仪n固定式辐射监测仪n警告标志n辐照室人员通道门联锁装置n迷道内防人误入联锁装置n辐照室内紧急制动装置n控制台紧急制动装置n货物进出口门的控制n辐照室屋顶屏蔽塞联锁装置n贮源井水处理和自动补水系统n通风系统n辐照室内无人复位开关按妞n断电降源辐照装置n烟雾报警工业辐照电子加速器的安全与防护n工业辐照电子加速器的发展n工业辐照电子加速器的组成n工业辐照电子加速器

46、的分类n工业辐照电子加速器的安全与防护工业辐照电子加速器的发展n1895年伦琴发现射线，并开始用于医学透视n1896年贝可勒尔发现铀放射性n1925-1932年加速器问世n20世纪50年代提出了加速器理论从科研领域大规模向国民经济领域推进n20世纪70年代以来，向工业、农业、医疗卫生、环境保护、人类生活等诸多领域高速发展工业辐照电子加速器的组成n电子枪n加速管n高压系统n电子束流引出装置n真空系统n束下装置n冷却系统n绝缘气体介质n控制系统n联锁系统工业辐照电子加速器的分类n按加速电场的形式分类，分为两大类：一类为直流高压型，另一类为脉冲型n按电子束辐照装置的屏蔽和出入口控制分类，分为两类：一

47、类为自屏蔽型电子加速器。该加速器具有一种联动装置的整体屏蔽单元，由于屏蔽体的结构设计，使人的身体不可能进入加速器和正在进行辐照的空间。另一类为出入口控制型电子加速器。即辐照在屏蔽室内进行，辐照装置运行时，通过出入口控制系统保证人员不能进入辐照室。几种常见的辐照用电子加速器n高压倍加器型加速器n电子帘加速器n高频高压加速器n绝缘芯变压器加速器（ICT）等工业辐照电子加速器的安全与防护n电子加速器设计的特殊安全性能要求n加速器辐照室的屏蔽设计n工业辐照电子加速器的安全运行电子加速器设计的安全考虑n加速器制造厂商在设计运行简单、可靠的电子束源的加速器时，设计师必须注意发生潜在辐射事故的严重危险后果。

48、当加速器工作不正常或部分失效的情况下，检查设备故障或维修正在运行的加速器子系统均可导致意外照射。只要该加速器仍然保持加速能力，便会存在由暗电流产生X射线的可能性。因此在工业辐照电子加速器的设计中应考虑下列一些要点：n使主加速系统失效的可靠办法n内置加速器参数监控n内置远距离诊断等n电子加速器的屏蔽防护（自屏蔽）加速器辐照室的屏蔽设计n大部分工业辐照用加速器都需要建造专用的辐照室，用来保证辐照室外工作人员安全。n加速器辐照室的结构有双层结构、平面布置结构、和自屏蔽加速器。n辐照室的屏蔽设计，加速器的主要辐射防护对象是韧致辐射。在屏蔽设计中还应考虑某些特殊问题，如加速器的孔道、迷道、防护门以及加速

49、器辐照室的臭氧产生和排放等。工业辐照电子加速器的安全运行n建立健全辐射安全机构并明确职责n配置加速器的安全设施n监督加速器的安全运行条件和程序n加强防护监测山东济宁华光辐照厂辐照事故n事故起因和过程 华光辐照厂是一家私营企业，于1994自行建造一台静态堆码式辐照装置，辐射源为60Co，1994年加源7.2万Ci，1999年又加源 4.4万Ci。2004年10月21日，由于辐照装置的铁网门安全联锁、降源限位开关、踏板降源装置、三道防止人员误入辐照室的光电联锁等六个安全装置及拉线开关全部失灵，放射源未正常回落到井下安全位置，两名工人在未采取任何辐射监测措施的情况下，进入辐照室工作，在距离放射源0.

50、8-1.7米处受到照射，造成超剂量照射事故。其中一人受照时间月9min（估计受照剂量为10-13Gy），当即出现呕吐症状；另一人受照时间约5min（估计受照剂量约8-10Gy）。山东济宁华光辐照厂辐照事故n经验教训 国家核安全局对辐射装置进行了全面的安全检查，初步查明事故主要原因如下：n辐照装置未达到国家标准辐照装置设计建造和使用规范（GB17568-1998）的安全要求，在安全联锁装置失效、人员误入等意外情况发生时，放射源不能回落到井下安全位置n运营单位管理不严，规章制度和操作规程不健全n操作人员缺乏必要的安全防护知识，进入辐照室前未进行剂量监测，违章操作。 事故案例n在过去30年间世界范围

51、内的工业辐照装置辐射事故简况与后果n年份/地点 简况 后果n1975/意大利 一名工人意外进入辐照室（ 60Co 源） 个人剂量8-24Gy，13天后死亡n1982/挪威 一名维修技师违反安全工作程序进入辐照室 高剂量照射，13天后死亡 n1989/萨尔瓦多 一名运行人员和两名工人进入辐照室 运行人员死亡，工人受严重辐射损伤 n1990/以色列 一名值班人员违反操作规程进入辐照室 受照射36天后死亡n1990/中国 安全防护门联锁失灵，工作人员进入辐照室 7人受2-12Gy剂量照射，2人死亡n1991/白俄罗斯 一名运行人员违反操作规程进入辐照室（ 60Co ） 受照射113天后死亡n1991

52、/美国 一名运行人员在工业辐照加速器装置事故中受照射 受到严重辐射损伤n1991/越南 一名研究人员在电子加速器辐照室受辐射照射 受到严重辐射损伤n2004中国 安全装置及拉线开关全部失灵，放射源未正常回落 2人受到致死剂量照射、2人死亡n 到井下安全位置，两名工人在未采取任何辐射监测n 措施的情况下进入辐照室工作事故原因与经验教训n事故原因：对已发生的辐射事故分析，导致事故的发生有三各明显的因素。第一，原设计有缺陷，或是没有按原设计要求维护装置和设备，或是新的程序和修改产生了设计中未预料到的情况；第二，整个安全系统由于组件故障或因为运行组织、管理部门或运行人员采取了一些行动，使系统旁路或无法

53、正常工作而失败；第三，因误报或缺乏防护知识采取了不恰当地行为，或是做出了忽视矛盾信息的决定事故原因与经验教训n射线和电子束辐照装置发生的严重辐照事故给了我们沉痛的教训，冗余和多样的安全系统本应能预防其中大多数的事故。例如：在所有过量照射中，运行人员主要依靠由源架位置控制的进出屏障或联锁装置，或者仅依据状态信号；n在所有过量照射中，以辐射激活联锁装置为基础的出入屏蔽不是没有安装，就是已经被拆除，或者被旁路，很容易失去应有的功能；n在几例过量照射中，辐射源位置的指示由于元件失效或因为手动操作在控制盘上给出假信号而产生错误的指示；n在有些事故中，控制盘处于运行或准备状态时可使出入屏障不起作用；n为了

54、确保安全，需要对装置的设计进行仔细的审查以鉴别关键性的安全条件，安全系统要有适当的冗余性和多样性，否则，就会产生不安全的隐患；n运行组织的管理部门需要进行系统的监察和常规培训，促使工作人员保持应有的防护知识和技能水平，包括严格执行所制定的安全操作规程等；n管理部门的某些做法和态度弱化了安全系统和管理程序的作用。有时，管理部门由于产品和生产成本的考虑而忽视安全教育和防护措施，特别是在监管部门放弃监管或监管不力时这种情况尤其明显。事故原因与经验教训n监督与管理：有效的国家监管部门的重要性，怎么强调都不过分。n监管部门应当：鼓励运行单位和供应商与其讨论建造和运行辐射器的有关计划。n明确阐明许可证的颁

55、发条件并严格地加以执行。n在相关领域专家的支持下完成安全检查和评估工作n当发现违反要求和安全隐患时，要立即采取果断的强制性措施加以制止，并要求完成相应的纠正措施。n定期对发布执行的有关条例、实施规则和导则等进行审查，必要时进行补充和完善等。n 运行单位对辐照器的安全负主要责任，有责任按照监管部门的法规和批准、许可、或授权以及相对应的国际安全标准来运行辐照器。运行单位管理部门要对安全树立和保持严格而认真的态度，认识安全运行的重要性并切实落实有关的辐射安全工作，包括安全文化的建设以及人员的培训等各个方面。n设计单位、制造商、供应商或安装公司对有关装置、设备和系统的安全设计所进行的研究、试验和检验等

56、负有责任。这些组织应向运行单位提供足够详细的资料，以有助于运行单位制定运行和维护规程、评价所涉及的辐射危害以及制定适宜的应急计划等。三、工业射线探伤辐射安全与防护n第一章 工业射线探伤系统概述n第二章 工业射线探伤辐射安全与防护n第三章 工业射线探伤事故案例及经验第一章 工业射线探伤系统概述n工业射线探伤系统的应用与发展概述n工业射线探伤系统检测原理n射线探伤机组件与适用范围n常用的射线探伤设备第一章 工业射线探伤系统的应用与发展概述n20世纪50年代前，常规射线检测基本技术和设备得到了工业应用n20世纪50年代至70年代，射线检测技术在工业射线探伤中 有了广泛的应用n20世纪70年代以后，随

57、着计算机技术和图象处理技术的迅速发展，射线检测技术也进入了一个新的发展时代。数字射线照相技术、康普顿散射成像技术、辐射数字成像技术等开始应用于工业射线探伤领域。n工业射线探伤已经广泛应用于机械、冶金、石油化工、电力、航天、核工业、等行业的误上无损探伤检测，创造了巨大的经济效益和社会效益。工业射线探伤系统检测原理n工业射线探伤系统检测包括 射线或射线，其原理是根据射线穿过物质时的减弱规律，当一束射线（ 射线或射线）穿过工件时，一部分射线被吸收，一部分射线被散射，一部分射线被透射。设强度均匀的射线束透射工件时，如果工件局部区域存在缺陷或结构存在差异，它将改变物体对射线的减弱，使得不同部位透射射线的

58、强度不同，这样，采用一定的探测器检测透射射线的强弱，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等。射线探伤机组件与适用范围n射线探伤机也是利用放射性同位素发出的射线具有穿透性这一特点，检验压力容器、压力管道、大型铸件或管道焊接的质量。因为不需要电源、搬运方便、所以特别适合在野外和施工现场使用。n射线照相（探伤）机一般由工作容器、挠性源导管、遥控器和其他部件组成。工作容器用铅或贫化铀屏蔽体、快门、源辫子及锁定装置、放射源、连接器、保护盖等构成。n工业照相常用的 射线放射源为60Co137Cs192Ir等，因192Ir的射线能量较低，容易屏蔽，所以目前使用最多。活度一般为3.7TBq(100Ci)左右。常

59、用的射线探伤设备n射线探伤机n射线探伤机nCR技术系统即工业计算机射线照相检测技术，是数字射线照相技术中一种非胶片射线照相技术nICT检测系统即工业计算机断层扫描成像技术，射线的CT图像能准确地再现物体内部的三维立体结构n爬行器n加速器等第二章工业射线探伤的辐射安全与防护n工业射线探伤的辐射安全与防护实践n工业射线探伤辐射事故处理与应急n工业射线探伤辐射事故案例工业射线探伤的辐射安全与防护实践 射线探伤机的辐射安全与防护要求n射线探伤机必须符合国家标准 射线探伤机GB/T14058-93的要求。n探伤机的分类：按源容器的可移动性分为三类即手提式（P类）、移动式（M类）、固定式（F类）n探伤机的

60、结构形式主要有两种：一种是源容器中密封源不能从中取出来进行照射，另一种是通过一个输源管将密封源移出源容器至照射头进行照射。 射线探伤机常用的放射源有： 60Co、 137Cs、 192Ir、 170Tm、 75Se等。n*探伤装置的安全使用期限为10年，禁止使用超过10年的探伤装置。工业射线探伤的辐射安全与防护实践 射线探伤作业场所的辐射安全与防护要求（固定式探伤） 探伤室应尽量设在单独的房间内并按要求确定防护厚度，n操作室应与探伤室分开，探伤室防护墙外5cm处剂量率应小于2.5Gy/h, 通风换气3次/h以上。n探伤室人员入口门外及被检测物件出入口门外应设置电离辐射警告标志和警示灯、声光报警