放射性基础知识及工业辐射安全防护(1)

1、 烯烃公司安全环保部张爱芳张爱芳 2013.032013.03 目录目录二、二、 （一）有关放射性的概念（一）有关放射性的概念（二）（二）核衰变的类型核衰变的类型（三）（三）（四）辐照的类型（四）辐照的类型（五）（五）辐射效应辐射效应（六）放射源、射线装置的分类（六）放射源、射线装置的分类 ( (一一) ) 有关放射性的概念有关放射性的概念 放射性放射性：某些核素自发地放出粒子或：某些核素自发地放出粒子或射线射线，或在，或在发生轨道电子俘获之后放出发生轨道电子俘获之后放出射线射线，或发生自发裂变，或发生自发裂变的性质。的性质。在自然界原子核大多属于稳定性同位素，有一些是放在自然界原子核大多属于

2、稳定性同位素，有一些是放射性同位素，一般在元素周期表中，射性同位素，一般在元素周期表中，原子序数原子序数大于大于83的元素是具有放射性的天然同位素。的元素是具有放射性的天然同位素。 钴钴60，铯，铯137 等是通过核反应由人工制造出来的等是通过核反应由人工制造出来的同位素，一般用于工业中比较多。同位素，一般用于工业中比较多。 电离辐射：放射性又称为电离辐射：放射性又称为“电离辐射电离辐射”，即可以引，即可以引起物质电离的辐射。起物质电离的辐射。电离辐射源电离辐射源包括放射性同位素包括放射性同位素与射线装置。与射线装置。辐射的分类辐射的分类非电离辐射：能量小于非电离辐射：能量小于10eV，如紫外

3、线、可见光、，如紫外线、可见光、 红外线和射频辐射红外线和射频辐射电离辐射：电离辐射： 能量大于能量大于10eV，如，如射线、射线、 中子射线、中子射线、 射线、射线、射线等。射线等。 ( (二二) ) 射线种类射线种类粒子、粒子、粒子、粒子、射线、射线、X射线和中子射线和中子粒子、粒子、粒子、粒子、射线是由核素衰变产生的，射线是由核素衰变产生的，X射线通常是在高电压下射线通常是在高电压下释放出的电子束。中子是核素的原子核分裂释放中子形成。释放出的电子束。中子是核素的原子核分裂释放中子形成。 . .习惯上采用习惯上采用“居里居里”作为放射性活度的单位，记作为放射性活度的单位，记作作CiCi或或

4、C C 。 它的国际制单位是它的国际制单位是“贝可勒尔贝可勒尔”，简称，简称“贝贝可可”，记作，记作BqBq。. .此外还有此外还有kBqkBq（千贝可）、（千贝可）、MBqMBq（兆贝可）、（兆贝可）、BqBq（吉贝可，（吉贝可，10109 9BqBq）、）、BqBq（太贝可，（太贝可，10101212BqBq）、PBq（拍贝可，（拍贝可， 10101515BqBq ）、）、EBqEBq（艾贝可，（艾贝可，10101818BqBq）等。等。 比如：比如：0.50.5Bq=0.5Bq=0.510109 9Bq= 5Bq= 510108 8BqBq. .居里与贝克勒尔的换算关系为：居里与贝克勒尔

5、的换算关系为： 1Ci=3.71Ci=3.710101010BqBq、1mCi=3.71mCi=3.710107 7BqBq。l1.内照射内照射l放射性物质通过食入、吸入、经过皮肤表面放射性物质通过食入、吸入、经过皮肤表面深入等途径进入人体内。深入等途径进入人体内。l2.外照射外照射l体外源的照射。对于体外源的照射。对于X射线、射线、 射线，由于射线，由于其特性，主要考虑外照射所带来的危害。其特性，主要考虑外照射所带来的危害。 ( (五五 ) ) 辐射效应辐射效应 辐射效应辐射效应：辐射照射人体后可以引起人体发生辐射照射人体后可以引起人体发生某些生物学效应，称之为某些生物学效应，称之为辐射效应

6、辐射效应。 分类分类：分为躯体效应和遗传效应。分为躯体效应和遗传效应。1.1.躯体效应：辐射所致的、出现在受照者本人身上躯体效应：辐射所致的、出现在受照者本人身上的有害效应。的有害效应。2.2.遗传效应：辐射所致的、出现在受照者后代身上遗传效应：辐射所致的、出现在受照者后代身上的有害效应。的有害效应。剂量与效应的关系：剂量与效应的关系： 确定性的躯体效应存在着阈剂量，当受照剂量确定性的躯体效应存在着阈剂量，当受照剂量超过某一剂量值时，会引起急性损伤的一些效应，超过某一剂量值时，会引起急性损伤的一些效应，在受照者身上出现相应的症状。在受照者身上出现相应的症状。 人体受照剂量的大小，受许多因素的影

7、响，如人体受照剂量的大小，受许多因素的影响，如射线的种类、剂量率、受照的时间（单次还是多射线的种类、剂量率、受照的时间（单次还是多次照射）、受照部位和面积等，在受照的总剂量次照射）、受照部位和面积等，在受照的总剂量相同的情况下，这些因素不同，则损伤的程度可相同的情况下，这些因素不同，则损伤的程度可能有较大的区别。如一次接受能有较大的区别。如一次接受3Gy的照射，有可的照射，有可能导致严重的症状，甚至死亡；而当能导致严重的症状，甚至死亡；而当3Gy是在是在5年年内多次照射的累积剂量，则不会导致明显的症状。内多次照射的累积剂量，则不会导致明显的症状。 下表给出的是一次全身照射后引起的症状。下表给出

8、的是一次全身照射后引起的症状。我国各类我国各类X射线检查频度，射线检查频度，1次检查的器官剂量和有效剂量次检查的器官剂量和有效剂量141.1.分类原则分类原则 由于放射源的应用领域广泛，活度的变化范围很大由于放射源的应用领域广泛，活度的变化范围很大，高活度源能在短期内对人体产生严重的确定性效应，高活度源能在短期内对人体产生严重的确定性效应，而低活度源不可能产生这种效应。所以必须有一个，而低活度源不可能产生这种效应。所以必须有一个放射源分类系统，才能放射源分类系统，才能将放射源的安全管理与辐射风将放射源的安全管理与辐射风险联系在一起，作为与放射源安全和保安等许多相关险联系在一起，作为与放射源安全

9、和保安等许多相关活动的一个基础活动的一个基础。152.2.分类标准分类标准l按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，将放射按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，将放射源分为源分为5类类 -类放射源为极高危险源类放射源为极高危险源。没有防护情下，接触这类源没有防护情下，接触这类源几分钟到几分钟到1小时就可致人死亡；小时就可致人死亡； -类放射源为高危险源类放射源为高危险源。没有防护情况下，接触这类源没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人死亡；几小时至几天可致人死亡；163.3.分类标准（续）分类标准（续）类放射源为危险源。类放射源为危险源。没有防护情况下，接触这类源几没有防护情况下，

10、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；人死亡；类放射源为低危险源类放射源为低危险源。基本不会对人造成永久性损伤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，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；恢复的临时性损伤；类放射源为极低危险源。类放射源为极低危险源。不大可能对人造成永久性损不大可能对人造成永久性损伤伤 。171819l国际上未对射线装置进行分类国际上未对射线装置进行分类l根据射线装置对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将射根据射线装置对人体健康和环境的

11、潜在危害程度，从高到低将射线装置分为线装置分为类、类、类、类、类。类。 - -类为高危险射线装置，类为高危险射线装置，事故时可以使短时间受照射人员产生事故时可以使短时间受照射人员产生严重放射损伤，甚至死亡严重放射损伤，甚至死亡, ,或对环境可能造成严重影响；或对环境可能造成严重影响； -类为中危险射线装置，类为中危险射线装置，事故时可以使受照人员产生较严重放事故时可以使受照人员产生较严重放射损伤，大剂量照射甚至导致死亡；射损伤，大剂量照射甚至导致死亡； -类为低危险射线装置，类为低危险射线装置，事故时一般不会造成受照人员的放射事故时一般不会造成受照人员的放射损伤损伤。l国家环境保护总局公告国家

12、环境保护总局公告, 关于发布射线装置分类办法的公告关于发布射线装置分类办法的公告,国家国家环境保护总局公告环境保护总局公告 2006年年 第第26号号20装置类别装置类别医用射线装置医用射线装置非医用射线装置非医用射线装置类类射线射线装置装置能量大于能量大于100兆电子伏的兆电子伏的医用加速器医用加速器生产放射性同位素的加速器（不含制生产放射性同位素的加速器（不含制备备PET用放射性药物的加速器）用放射性药物的加速器）能量大于能量大于100兆电子伏的加速器兆电子伏的加速器类类射线射线装置装置 放射治疗用放射治疗用X射线、电子束射线、电子束加速器用放射性药物的加速加速器用放射性药物的加速器器工业

13、探伤加速器工业探伤加速器重离子治疗加速器重离子治疗加速器安全检查用加速器安全检查用加速器质子治疗装置质子治疗装置辐照装置用加速器辐照装置用加速器制备正电子发射计算机断层制备正电子发射计算机断层显像装置（显像装置（PET）其他非医用加速器其他非医用加速器其他医用加速器其他医用加速器中子发生器中子发生器X射线深部治疗机射线深部治疗机工业用工业用X射线射线CT机机数字减影血管造影装置数字减影血管造影装置X射线探伤机射线探伤机21装置类别装置类别医用射线装置医用射线装置非医用射线装置非医用射线装置类类射线射线装置装置医用医用X射线射线CT机机X射线行李包检查装置射线行李包检查装置放射诊断用普通放射诊断

14、用普通X射线机射线机X射线衍射仪射线衍射仪X射线摄影装置射线摄影装置兽医用兽医用X射线机射线机牙科牙科X射线机射线机乳腺乳腺X射线机射线机放射治疗模拟定位机放射治疗模拟定位机其它高于豁免水平的其它高于豁免水平的X射线机射线机1.1.辐射防护的基本原则辐射防护的基本原则 ( () ) 有效剂量有效剂量E E 当人处在单一能量的辐射场中，其全身所受当人处在单一能量的辐射场中，其全身所受的有效剂量的有效剂量E E ，定义为下式：，定义为下式： E=WtE=WtHtHt 式中式中HtHt是组织或器官的剂量当量，是组织或器官的剂量当量，WtWt是是组织或器官的权重因子。组织或器官的权重因子。 有效剂量的

15、专用名称为希沃特（有效剂量的专用名称为希沃特（SvSv）。）。组织权重因子组织权重因子器官或组器官或组织织组织权重因子组织权重因子wT器官或组器官或组织织组织权重因组织权重因子子wT性腺性腺0.20肝肝0.05红骨髓红骨髓0.12食道食道0.05结肠结肠0.12甲状腺甲状腺0.05肺肺0.12皮肤皮肤0.01胃胃0.12骨表面骨表面0.01膀胱膀胱0.05其余器官其余器官0.05乳腺乳腺0.05辐射防护的量及其单位辐射防护的量及其单位辐射防护的量及其单位辐射防护的量及其单位（5）当量剂量当量剂量(HT) 表示辐射对人体某一组织或器官表示辐射对人体某一组织或器官T的吸收剂量的平均值，的吸收剂量的

16、平均值，并按辐射的质加权，由下式定义：并按辐射的质加权，由下式定义： 。 HT=WRDTR 式中：式中： DT.R 是是某某组织或器官中的平均吸收组织或器官中的平均吸收剂量，剂量， WR 是某器官或组织的权重因子。是某器官或组织的权重因子。 单位：单位：希伏特希伏特（Sievert），符号），符号Sv。 专用单位：专用单位：雷姆雷姆”（rem） 1 Sv = 1 J/kg = 100 rem 辐射权重因子辐射权重因子wR辐射类型辐射类型能量范围能量范围辐射权重因子辐射权重因子 R光子，电子，光子，电子， 介子介子所有能量所有能量1中子中子 10keV 20MeV5质子质子 2MeV5中子中子1

17、0100keV2-20MeV10中子中子0.1-2MeV20 粒子，裂变碎片，粒子，裂变碎片，所有能量所有能量20辐射防护的量及其单位辐射防护的量及其单位（3）吸收剂量吸收剂量 定义：定义：被单位质量物质吸收（或授与单位质量被单位质量物质吸收（或授与单位质量物质、或单位质量沉积）的任何致电离辐射的平物质、或单位质量沉积）的任何致电离辐射的平均能量均能量 。符号为。符号为D。 D =d E / dM dE是电离辐射授与某一体积元中质量为是电离辐射授与某一体积元中质量为dm的的物质的平均能量物质的平均能量 单位：单位：SI单位：单位：焦耳焦耳 / 千克千克（J / Kg） 专用名：专用名：戈瑞戈瑞

18、（Gray）, 符号：符号：Gy辐射防护的量及其单位辐射防护的量及其单位吸收剂量吸收剂量的专用单位：的专用单位：拉德拉德（rad） 表示电离辐射授与表示电离辐射授与1克受照物质的平均辐射能克受照物质的平均辐射能量为量为100尔格（尔格（erg）。）。 1 rad = 100 erg / g = 0.01 J / Kg 单位换算：单位换算：1 Gy 100 rad 1 cGy 吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，但在吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，但在提到吸收剂量时，必须要指明是那种辐射对何提到吸收剂量时，必须要指明是那种辐射对何种物质造成的吸收剂量。种物质造成的吸收剂量。表表6-2 I

19、CRP6-2 ICRP建议的剂量限值建议的剂量限值GB18871-2002GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准电离辐射防护与辐射源安全基本标准应用对象应用对象剂量限值剂量限值职业照射职业照射公众照射公众照射1. 有效剂量有效剂量20mSva-11mSva-1 在规定的在规定的5 5年内平均年内平均）2. 年剂量当量年剂量当量 眼晶体150 mSv15 mSv皮肤500 mSv50 mSv手和足500 mSv-孕妇的腹部表面孕妇的放射性物质摄入量2 mSv/全孕期(怀孕后)1/20ALI* 对个人剂量限值的说明：对个人剂量限值的说明：l该剂量限值适用于在规定期间内外照射引起的

20、剂该剂量限值适用于在规定期间内外照射引起的剂量和在同一期间内摄入所致的待积剂量的和。量和在同一期间内摄入所致的待积剂量的和。l为确认是否遵守剂量限值，应利用规定期间内贯为确认是否遵守剂量限值，应利用规定期间内贯穿辐射所致的外照射个人剂量当量与同一期间内穿辐射所致的外照射个人剂量当量与同一期间内摄入的放射性物质所致的待积有效剂量的和（可摄入的放射性物质所致的待积有效剂量的和（可以查以查GB18871-2002GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全电离辐射防护与辐射源安全基本标准）。基本标准）。l而前面计算有效剂量而前面计算有效剂量E E时，考虑的只是外照射的时，考虑的只是外照射的情况，

21、因为绝大多数情况下只有外照射。情况，因为绝大多数情况下只有外照射。l二者都是不可接受的下限值，而不是可以接受的二者都是不可接受的下限值，而不是可以接受的上限值。上限值。l 时间防护 距离防护 屏蔽防护2. 辐射防护辐射防护的基本方法的基本方法（一）工业探伤机工作原理及（一）工业探伤机工作原理及辐射辐射安全防护安全防护（二）同位素仪表工作原理及辐射安全防护（二）同位素仪表工作原理及辐射安全防护 （一）工业探伤机工作原理及辐射安全防护（一）工业探伤机工作原理及辐射安全防护在施工中，用于检测探伤用的一般都是移动在施工中，用于检测探伤用的一般都是移动式的。式的。33三个主要部件：三个主要部件： X线管

22、线管 控制板控制板 高压电缆高压电缆X射线探伤设备射线探伤设备伽马探伤装置伽马探伤装置36 “S”通道型探伤机结构原理通道型探伤机结构原理 美国铱美国铱-192 880-192 880型型焊接屏蔽容器焊接屏蔽容器S型钛合金管型钛合金管源辫源辫柱塞锁柱塞锁锁结构锁结构贫铀屏蔽贫铀屏蔽出口出口遥控连接器遥控连接器导向管连接器导向管连接器37源导向管源导向管出口出口屏蔽屏蔽锁结构锁结构遥控手柄遥控手柄控制缆控制缆探伤装置探伤装置源辫源辫密封源密封源 （二）（二） 移动式探伤的辐射安全防护移动式探伤的辐射安全防护 移动式探伤包括移动式探伤包括x 探伤和探伤和探伤。探伤。 移动式探伤的特点移动式探伤的特

23、点: 没有固定的作业场所和屏蔽防护设施，工作没有固定的作业场所和屏蔽防护设施，工作人员只能通过增加操纵距离、利用地形地物屏蔽人员只能通过增加操纵距离、利用地形地物屏蔽和缩短照射时间来达到防护的目的。此外，从事和缩短照射时间来达到防护的目的。此外，从事射线探伤时，必须注意放射源的安全运输和妥射线探伤时，必须注意放射源的安全运输和妥善保管。善保管。探伤机中的放射源多为探伤机中的放射源多为类和类和类放类放射源射源。1.1.距离防护距离防护 对于对于职业工作人员职业工作人员，应尽可能增大与辐射，应尽可能增大与辐射源的距离，可采用远距离控制操作、使用长柄器源的距离，可采用远距离控制操作、使用长柄器械等。

24、械等。为了保证公众的安全，进行探伤作业前，必须先为了保证公众的安全，进行探伤作业前，必须先将工作场所划分为将工作场所划分为控制区和监督区控制区和监督区，并设置警戒，并设置警戒线和标志，设置明显的警告标识。探伤时间一般线和标志，设置明显的警告标识。探伤时间一般选在晚上为宜。选在晚上为宜。在人员密集或来往频繁地区应设专人负责警戒，在人员密集或来往频繁地区应设专人负责警戒，以防无关人员进入辐射现场。以防无关人员进入辐射现场。 (2)监督区的确定监督区的确定取监督区空气比释动能率为取监督区空气比释动能率为2.5Gy/h。在实施探伤前必须根据作业条件划分出控制区和监督区，并在各自的在实施探伤前必须根据作

25、业条件划分出控制区和监督区，并在各自的边界上设置电离辐射警告标志。边界上设置电离辐射警告标志。2.2.屏蔽防护屏蔽防护 一般屏蔽方式：一般屏蔽方式：采用简易屏障如铅防护屏、采用简易屏障如铅防护屏、铅堡等进行防护。也可利用地形地物如钢板、墙铅堡等进行防护。也可利用地形地物如钢板、墙体、工件等屏蔽。体、工件等屏蔽。 射线探伤现场不可忽视的屏蔽：射线探伤现场不可忽视的屏蔽： 注意在其上方工作的吊车司机、维修工和其注意在其上方工作的吊车司机、维修工和其它人员的安全，以及向天空散射对相临地区的影它人员的安全，以及向天空散射对相临地区的影响，必要时也应给予屏蔽。响，必要时也应给予屏蔽。3.3.时间防护时间

26、防护 不能采取远距离操作和屏蔽措施时，防护不能采取远距离操作和屏蔽措施时，防护的办法是缩短或限制操作时间。的办法是缩短或限制操作时间。 时间防护措施：时间防护措施：l操作必须十分熟练准确；操作必须十分熟练准确；l照射前做好全部准备工作。照射前做好全部准备工作。 ( (二二) ) 同位素仪表的辐射安全防护同位素仪表的辐射安全防护l 同位素仪表也称核辐射式检测仪表。它包括同位素仪表也称核辐射式检测仪表。它包括利用放射性同位素做放射源的各种检测和控制仪利用放射性同位素做放射源的各种检测和控制仪表。如放射性同位素厚度仪、料位计、密度计等。表。如放射性同位素厚度仪、料位计、密度计等。l 由于放射源能发射

27、出由于放射源能发射出、等射线，因此，等射线，因此，必须加强同位素仪表的放射防护。必须加强同位素仪表的放射防护。 核检测仪表所用放射源多为核检测仪表所用放射源多为类和类和类放射类放射源。源。通常一个或多个仪器和探测器被用作通常一个或多个仪器和探测器被用作“开开/关关”，用来控制料箱或料斗，用来控制料箱或料斗中物料的位置等，大、厚壁容器可能使用中物料的位置等，大、厚壁容器可能使用GBq的的 60Co 。高位探测器高位探测器Highleveldetector低位探测器低位探测器Lowleveldetector源源Sources2.2.使用同位素仪表的安全防护使用同位素仪表的安全防护 同位素仪表的组成

28、：一般由放射源、探测同位素仪表的组成：一般由放射源、探测器、电信号变换器和显示装置等四部分组成。器、电信号变换器和显示装置等四部分组成。 放射源是这种仪表的重要组成部分。放射源是这种仪表的重要组成部分。 ( () )对放射源外防护铅罐的要求对放射源外防护铅罐的要求 铅罐：放射源的防护容器铅罐：放射源的防护容器对对射线起屏蔽射线起屏蔽防护作用，同时也对内防护容器起保护作用防护作用，同时也对内防护容器起保护作用。外防护容器一般用铅、铁或铅铁混合物等材料外防护容器一般用铅、铁或铅铁混合物等材料制成，俗称铅罐。制成，俗称铅罐。对铅罐的要求：对铅罐的要求：l 一般要求有足够的厚度，照射孔的大小要适当。一

29、般要求有足够的厚度，照射孔的大小要适当。l距源铅罐距源铅罐1 1米处的照射量率小于米处的照射量率小于100R/h100R/h； 在开箱时，要求小心观察铅罐开关。有开关的在开箱时，要求小心观察铅罐开关。有开关的铅罐，应当配锁，以保证安全。铅罐，应当配锁，以保证安全。(2)(2)含密封源仪表的贮存要求：含密封源仪表的贮存要求：l建立密封源台帐明细，制定出入库登记制度，要定建立密封源台帐明细，制定出入库登记制度，要定期清点放射源。期清点放射源。l根据放射源情况，设计可靠的贮源室、贮源柜等。根据放射源情况，设计可靠的贮源室、贮源柜等。l贮源室应符合屏蔽防护要求，实行双人双锁管理。贮源室应符合屏蔽防护要

30、求，实行双人双锁管理。l贮源室应设置符合要求的贮源坑。贮源室应设置符合要求的贮源坑。 贮源室应设置醒目的电离辐射警示标志。贮源室应设置醒目的电离辐射警示标志。 贮源室应有足够的面积，并保持良好的通风和照明。贮源室应有足够的面积，并保持良好的通风和照明。 贮源室、贮源柜等均应有防火、防水、防爆、防腐贮源室、贮源柜等均应有防火、防水、防爆、防腐蚀与防盗等安全措施。蚀与防盗等安全措施。(4)(4)放射源的安装调试放射源的安装调试 安装调试步骤：安装调试步骤： 放射源一般需单独固定安装，可以设置固定防护装放射源一般需单独固定安装，可以设置固定防护装置。置。v安装调试前，应了解放射源的名称、规格、活度、

31、安装调试前，应了解放射源的名称、规格、活度、出厂年月等等。出厂年月等等。v对于调拨来的放射源，需要重新计算放射源的活度。对于调拨来的放射源，需要重新计算放射源的活度。v先利用携带式先利用携带式辐射仪测定放射源铅罐表面、距源辐射仪测定放射源铅罐表面、距源1 1米处、把手、吊钩、手柄等处的照射量率。米处、把手、吊钩、手柄等处的照射量率。v制定出安装调试方案。制定出安装调试方案。 安装调试时的安全防护工作：安装调试时的安全防护工作：在在源操作现场按可能的最低剂量划出警戒区；源操作现场按可能的最低剂量划出警戒区；在其入口处设置明显的标志及控制区域范围；在其入口处设置明显的标志及控制区域范围；严禁非放射工作人员误入、误照。严禁非放射工作人员误入、误照。 使用、维修中的辐射安全：使用、维修中的辐射安全： 仪表要至少每年进行一次设备防护性能及安仪表要至少每年进行一次设备防护性能及安全设施检验等。使用含密封源仪表的工作人员不全设施检验等。使用含密封源仪表的工作人员不能自行拆卸源与探测器系统，防止损坏放射源而能自行拆卸源与探测器系统，防止