辐射源2015-1

1、辐射源的外照射防护辐射源的外照射防护概念概念 辐射发生器（射线装置）是指用于科学、工业或医学目的的能够产生X射线、中子、电子或其它带电粒子等电离辐射的装置。 在我国相关管理法规中，射线装置特指X线机、加速器、中子发生器以及含放射源的装置。密封源的种类及其泄漏检验密封源的种类及其泄漏检验一、密封源的种类一、密封源的种类 辐射源：主要用作测量薄层物质厚度的核子计源和色层分析仪的离子发生器 常用的源有3H、14C、22Na、55Fe、58Co、60Co等 粒子的穿透能力比同等能量的粒子穿透能力强100倍 低能光子源：由发射低能射线和发射低能X射线的放射性核素或利用辐射体与靶物质相互作用产生的轫致辐射

2、而制作的源，统称为低能光子源。 主要作为X射线荧光分析用源和薄层物质厚度计、密度计的核子计用源以及作为刻度射线探测器用的标准源 辐射源 ：中、低活度密封源主要作为核子计源、照相源和间质治疗及腔内治疗源。高活度密封源可作为60Co治疗机用源或大、中型工业辐射装置用源。60Co源是所有已知的源中应用最广泛的源 中子源：主要用于地质勘探、辐射育种、活化分析等 241Am-Be源是最常见中子源 密封源的泄漏检验 放射性检验 非放射性检验法 密封源的形状、尺寸和标志 一个没有屏蔽的裸密封源，通常是一个几毫米到几厘米尺度的小金属物。有些密封源，比如用于辐照器的源，是由小体积源组装而成的大体积源 密封源的标

3、志 密封源的标志 只要有实际可能，在包壳以及源组件上应按顺序牢固、清晰地标志下述内容：A.“放射性”字样，不能使用放射性符号；B.生产者名称或代码；C.源序列号；D.放射性核素的化学符号和质量数；F.中子源的靶元素 密封源的应用行业和企业包括：核设施、辐照中心、科研院校、医疗机构、地质和煤田勘探与开采、石油开采与炼油、公路与桥梁建设、机械制造与安装、建材（尤其是水泥厂）、纺织、卷烟、制造、电力、制药、育种、造纸、冶金、仪表和钟表制造、荧光灯生产等 料位高度测量 密度测量 输送量测量 厚度测量 包覆层厚度测量 水份测量 核测井 辐射加工 静电消除器 放射源的分类原则 类放射源为极高危险源 类放射

4、源为高危险源 .类放射源为危险源 类放射源为低危险源 类放射源为极低危险源 1. 类放射源为极高危险源。没有防护情况下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡2. 类放射源为高危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人死亡；3.类放射源为危险源。没有防护情况下，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人死亡；4.类放射源为低危险源。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恢复的临时性损伤；5.类放射源为极低危险源。不会对人造成永久性损伤。辐射源的特点辐射源的特点不必考虑不必考虑射线的外照射；射线的外照射；注意注意射线对皮肤的外照射；

5、射线对皮肤的外照射；重视重视X、n辐射对机体不同组织辐射对机体不同组织器官的照射。器官的照射。密封源在医疗照射中的应用密封源在医疗照射中的应用 近距离治疗用的密封源 浅表治疗用的密封源 常用的源是由32P、90Sr、204Ta、147Pm及106Ru等制成的敷贴器 腔内治疗和间质治疗用的密封源 137Cs源半衰期30a，使用周期较长，但是体积较大 , 192Ir源能量较低易于保护 , ；60Co源半衰期为5.26a 远距离治疗用的密封源 :60Co的半衰期为5.26年，核衰变时释放出粒子并释放射线。粒子最大能量为0.32MeV，是软射线，以0.3mm铝片或0.1mm银片完全可以吸收它 137C

6、s半衰期为30.0年，核衰变时释放出能量为0.51MeV和1.2MeV的两条射线，其衰变子体137Ba衰变时释放出能量为0.66MeV的射线 远距离治疗的前景60Co治疗机购置和维护费用较低，剂量计算简单。缺点：射线种类不可调，射线能量不可变 对于深部组织的肿瘤越来越多地采用高能直线加速器实施有效的治疗 医疗照射中应用的辐照装置医疗照射中应用的辐照装置荧光屏荧光屏防咳板防咳板下牵挂下牵挂铅车铅车管球管球荧光屏透视荧光屏透视X射线机射线机侧牵挂侧牵挂X射线碎石定位机屏片摄影机屏片摄影机CR摄影机摄影机单板单板DR摄影机摄影机双板双板DR摄影机摄影机胃肠机胃肠机压迫器压迫器全景机全景机（带头颅侧位

7、）（带头颅侧位）全景机全景机口口内内牙牙片片机机头颅架头颅架aba CT机b CT模拟定位机乳腺机乳腺机床边机床边机全身骨密度仪全身骨密度仪小小c前臂密度仪前臂密度仪踝、腕骨密度仪踝、腕骨密度仪医用放射诊断装置医用放射诊断装置X射线诊断机射线诊断机图片来自百度网X射线产生原射线产生原 理理X X射线重要应用断层扫描射线重要应用断层扫描-CT-CT图片来自百度网X射线产生机制射线产生机制X射线机的基本结构及其重要参数射线机的基本结构及其重要参数对对X射线机的辐射安全防护要求射线机的辐射安全防护要求图片来自百度网铅门铅门铅窗铅窗主屏蔽主屏蔽 CT机房面积一般应不小于30m2，高度符合放射防护要求，

8、CT装置宜斜向安放，机房出入门应处于散射辐射相对低的位置。图片来自百度网 机房门外设置电离辐射标志、工作指示灯，机房要保持良好通风，机房内不应堆放无关杂物，操作台应安置在屏蔽室（区）外，应配备必要的辅助防护用品。图片来自百度网图片来自百度网概念概念 联锁装置：是一种安全控制装置，可以使有关部件的联锁装置：是一种安全控制装置，可以使有关部件的动作相互关联，每个部件都必须处于规定状态或工况动作相互关联，每个部件都必须处于规定状态或工况下，否则就不能投入运行或使用，或者使已投入运行下，否则就不能投入运行或使用，或者使已投入运行或使用的辐射装置立即关闭。或使用的辐射装置立即关闭。 比释动能（比释动能（

9、K）：单位质量物质释放的动能，是不带）：单位质量物质释放的动能，是不带电电离粒子在特定物质的单位质量中产生的带电电离电电离粒子在特定物质的单位质量中产生的带电电离粒子的动能。单位是焦尔每千克（粒子的动能。单位是焦尔每千克（J/kg），专用名是），专用名是戈瑞（戈瑞（Gy）。）。医用放射治疗装置医用放射治疗装置远距离治疗机远距离治疗机粒子加速器的工作原理粒子加速器的工作原理 电子直线加速器：利用超高频电磁场在波电子直线加速器：利用超高频电磁场在波导管中的行波或利用谐振腔内电磁场的驻导管中的行波或利用谐振腔内电磁场的驻波实现对电子加速波实现对电子加速 电子感应加速器：利用随时间变化的磁场电子感应加

10、速器：利用随时间变化的磁场产生的感应电场实现对电子的加速。产生的感应电场实现对电子的加速。电子直线加速器的主要系统电子直线加速器的主要系统电子直线加速器运行中产生的辐射电子直线加速器运行中产生的辐射对电子直线加速器的辐射安全要求对电子直线加速器的辐射安全要求防止对患者超剂量照射防止对患者超剂量照射对有用射束内杂散辐射的限制对有用射束内杂散辐射的限制对有用射束外泄漏辐射的限制对有用射束外泄漏辐射的限制对治疗室的安全防护对治疗室的安全防护对安全操作的基本要求对安全操作的基本要求对辐射剂量和参数检验的要求对辐射剂量和参数检验的要求对辐射剂量和参数检验的要求对辐射剂量和参数检验的要求防止对患者超剂量照

11、射防止对患者超剂量照射对有用射束内杂散辐射的限制对有用射束内杂散辐射的限制对有用射束外泄漏辐射的限制对有用射束外泄漏辐射的限制第四节医用照射源外照射的防护措施第四节医用照射源外照射的防护措施外照射防护的目的外照射防护的目的一、工作场所的区域划分一、工作场所的区域划分 控制区 把需要和可能需要专门防护手段或安全措施的区域定为控制区，以便控制正常工作条件下的正常照射或防止污染扩散，并预防潜在照射或限制潜在照射的范围。 监督区 可以将未被指定为控制区的区域指定为监督区。在其中通常不需要专门的防护手段或安全措施，但需要经常对职业照射条件进行监督和评价。采用适当的手段划出监督区的边界；在监督区入口处的适

12、当位置设立表明监督区的标牌；定期审查该区的条件，以确定是否需要采取防护措施和作出安全规定，或更改监督区边界。减少医用照射源对人体外照射剂量的三项措施减少医用照射源对人体外照射剂量的三项措施时间防护时间防护点源 X1r1X2r2212221rrDD距离防护距离防护屏蔽防护屏蔽防护 辐射通过物质时，由于与物质的相互作用，辐射通过物质时，由于与物质的相互作用，其剂量会发生衰减。所以在辐射源外面加其剂量会发生衰减。所以在辐射源外面加上足够厚度的屏蔽体，使之在辐射场中某上足够厚度的屏蔽体，使之在辐射场中某一特定点所产生的剂量被降低到有关标准一特定点所产生的剂量被降低到有关标准规定的限值以下。规定的限值以

13、下。人体表皮上无生命的角质层部分，平均质量人体表皮上无生命的角质层部分，平均质量厚度大约厚度大约 为为70m。在表皮上能量小于。在表皮上能量小于7.5MeV的的粒子，粒子，可被可被完全阻止。因此，完全阻止。因此，在考虑外照射防护时，对在考虑外照射防护时，对粒子一般不须采粒子一般不须采取任何屏蔽措施。取任何屏蔽措施。 射线射线的屏蔽的屏蔽射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用电离电离损失损失辐射损失辐射损失散射散射射线同人体组织（或其他物质）发生相互作射线同人体组织（或其他物质）发生相互作用（即电子同物质的相互作用）而沉积能用（即电子同物质的相互作用）而沉积能量，从而对人体组织造成辐射损伤。人

14、体量，从而对人体组织造成辐射损伤。人体表皮的厚度大多数在表皮的厚度大多数在50100m，若平均，若平均厚度取为厚度取为70m，电子穿透这种厚度的人体，电子穿透这种厚度的人体组织至少需要组织至少需要70keV的能量。的能量。 对对射线屏蔽材料厚度的选择主要考虑的是：射线屏蔽材料厚度的选择主要考虑的是： 1.能够阻止在能够阻止在谱中能量最大的电子；谱中能量最大的电子； 2.产生的轫致辐射要最少。产生的轫致辐射要最少。 对某一确定的对某一确定的射线源，所选吸收体的厚度随吸收材射线源，所选吸收体的厚度随吸收材料的密度增加而减少，但轫致辐射料的密度增加而减少，但轫致辐射是是随着吸收材料原随着吸收材料原子

15、序数的升高而增加。子序数的升高而增加。 因此对能量较高、辐射较强的因此对能量较高、辐射较强的源要采用复合屏源要采用复合屏蔽，即先用原子序数较低的材料来阻挡蔽，即先用原子序数较低的材料来阻挡粒子，然后粒子，然后用原子序数较高的材料来减弱轫致辐射。用原子序数较高的材料来减弱轫致辐射。 屏蔽材料的选用因辐射类型、辐射能量和源的活度不同而异。 对于光子和X射线常用原子序数高的材料作屏蔽体；例如，用贫化铀、铅、铸铁、混凝土或砖，以及用含合适铅当量的复合材料作屏蔽体；在某些情况下还用无离子水作为辐射源的屏蔽体。 中子：常用含硼的聚乙烯板或石蜡层或水等原子序数低的材料作屏蔽体。 高能粒子采用铝或有机玻璃板等

16、低原子序数的材料作屏蔽体，可以减少轫致辐射的产额。 屏蔽类型：整体屏蔽、分离屏蔽、阴影屏蔽和局部屏蔽。 屏蔽体的样式：可移动屏蔽体和固定屏蔽体 屏蔽X射线或射线的材料很多，大致分为2类：一类是高Z、高密度的金属材料，如铅、铁、钨、铀等；另一类是通用的建筑材料，如混凝土、砖、土等 铅 原子序数82，密度11.3g cm-1，有很好的抗腐蚀性能，在射线照射下不易损坏。其缺点是价格较贵，结构性能不好，硬度低机械强度差，不耐高温。铅对低能和高能X射线或射线有很高的衰减本领，是X射线或射线屏蔽的良好材料。 铁 原子序数26，密度为7.8g cm-1，成本不高，易于获得，对X射线或射线有较好的防护性能。对

17、于相同的衰减倍数，铁的重量大致仅比铅重30。铁(钢)的机械强度很高，因此是防护性能和结构性能兼优的屏蔽材料，多用于固定的防护屏蔽中。 混凝土 由水泥、粗骨料(石子)、砂子和水混合做成，密度约2.3g cm-1，含有多种元素。 泥土，是一种极易获得的X射线或射线的屏蔽材料。为了降低费用，某些场合下可以使用泥土来屏蔽X射线或射线。 水，密度为1，虽然水对X射线或射线的防护性能较差，但由于它透明，且可流动，因此常以水池的形式来贮存或分装固体的辐射源。在核反应堆设施中，则利用水池来贮存或操作燃烧过的反应堆燃料元件。在强辐射作用下，水会辐射分解，生成有害气体。当水中含有可溶性盐类时，则更易分解，因此，用

18、于辐射屏蔽时，以无离子水为最佳。 用于用于X射线或射线或射线屏蔽的材料密度射线屏蔽的材料密度 材料的屏蔽性能常用铅当量表示。铅当量是指为了比较各种材料的防护性能，以铅作为比较的标准，把达到与一定厚度屏蔽材料相同防护效果的铅层厚度，称为该一定厚度屏蔽材料的铅当量。单位以毫米铅（mmPb）表示。三、屏蔽防护的原理三、屏蔽防护的原理 光子通过屏蔽体时产生的光电效应、康普顿效应和电子对效应是其与物质相互作用的基本过程。 （一）窄束光子通过屏蔽体时的减弱规律 X或射线的衰减，是指由它们与物质相互作用过程引起的入射光子数的减少。窄束、单能X或射线的衰减符合简单的指数规律，即：deDD0deDD0 是线性减

19、弱系数（cm-1），它表示X或射线在物质中穿行单位长度路程时光子遭到作用的几率。 dDD10 平均自由程 :表示一个光子每经一次相互作用之前，在物质中所穿过的平均厚度 1 半值厚度（HVT）：把源辐射剂量率减弱到其原始剂量率的1/2所需的屏蔽体厚度 1/10值厚度（TVT）：把源辐射剂量率减弱到其原始剂量率的1/10所需的屏蔽体厚度693. 0HVT3 . 2TVT（二）宽束光子通过屏蔽体时的减弱规律 B为剂量积累因子：它的大小与源的形状、光子能量、吸收物质的性质、物质层的厚度等因素有关。对于给定几何形状的辐射源和特定的吸收物质，剂量积累因子主要决定于光子能量h和吸收物质的厚度（常以平均自由程

20、的个数d表示）dBeDD0辐射源外照射剂量率的估算 点源外照射剂量率的估算 源的尺寸与源到探测器的距离相比小得多，而且其剂量率与该距离的平方成反比的源，称为点源。 距点源1m处空气吸收剂量率 用常数估算m米处点源空气吸收剂量率 rAED123. 02/235. 0rAD2rAFD屏蔽体厚度的估算 射线屏蔽厚度的估算 带电粒子在物质中沿其入射方向所穿行的最大直线距离，称为带电粒子在该物质中的射程。 计算轫致辐射产额 F是轫致辐射的产额（%）； 为粒子的最大能量（MeV）； Z是屏蔽体材料的原子序数； 30maxZEF maxE 粒子在物质中的最大射程32P发射的粒子其最大能量为1.709MeV，

21、当采用铅（Z=82）、铝（Z=13）或有机玻璃（Z有效=5.85）作屏蔽体时，轫致辐射的产额大致分别为4.7%、0.74%和0.33%。 质量厚度：是建筑材料的密度乘以厚度所得的积，即单位面积上的质量。 估算粒子最大射程的经验公式 max21ER 利用低原子序数材料的密度可以估算出屏蔽体的线性厚度d(cm) 当粒子最大能量小于0.15MeV时，可以被操作距离的约50cm的空气将其吸收。因此不需对这种能量的粒子设置屏蔽体。max21Ed 中子辐射的屏蔽防护 中子与物质相互作用可分为两个不同的阶段。第一阶段是快中子穿过物质时被减速；第二阶段是已减速的低能中子被物质所吸收收。 设计屏蔽层时，必须用含

22、氢多的物质(如水、石蜡、聚乙烯等)将快中子慢化，然后用吸收截面大的物质将其吸收。最适合的吸收物质是锂和硼，它们不但对热中子的吸收截面大，而且俘获中子后放出的射线很少，几乎可以忽略不计。 有用线束：初级辐射，直接由X射线管的出射口经过准直能使患者成像的一种辐射 次级辐射：是由初级辐射照射到患者或其他一些物体所散射出的辐射，和由X射线管的外壳所泄漏的一些辐射所组成的。 主屏障：初级屏障，对有用线束的屏蔽 次级屏障：对散射辐射和漏射辐射的屏蔽 留居区：对于一个X射线机房的留居区是指在机房外附近可能会存在有X射线辐射的一些地区，包括人们固定地或周期性地停留在这些地区工作、居住、消遣和娱乐的任何房间、户

23、外空间等。 留居因子：指当一台X射线机开启并发出辐射时，对大多数人员在某一个留居区所占用的受照射的时间分数。 地 点 英国推荐T值 美国推荐T值 工作人员办公室、实验室、登记室、照料的候诊室、儿童活动地区、靠近X射线机房地区、胶片阅读室、护士站、X射线机房控制室100% 1（100%）患者诊断检查和治疗室 50% 1/2(50%)走廊、病房、雇员休息室、工作人员休息室 20% 1/5(20)公用厕所、设置在户外活动区 10% 1/20(5%)贮存间、无人照料候诊室 5% 1/20(5%)无人关照停车场、无人关照电梯 5% 1/40(2.5%)过路步行人员或公共交通的户外活动区，无人关照车辆疏散

24、区、楼梯、收费厕所 - 1/40(2.5%) 工作负荷（W）：对一个X射线源的使用的程度。对一台X射线成像的源的工作负荷就等于这台设备的X射线管的使用的管电流的时间积分，其单位采用毫安分（mA min)。每周工作负荷等于这一周对某一X射线源使用的总的工作负荷，用Wtot表示 使用因子(U ):表示对初级线束指向所考虑的那一个屏障的工作负荷的分数，又称为线束的方向因子。 使用因子主要用于X射线摄影机房和摄影与透视共用机房中的初级辐射线束，在这些机房中X射线机可允许有不同的主线束取向，因此，不同的屏障有不同的使用因子。医用放射源易发事故及其预防对策医用放射源易发事故及其预防对策 易发事故及其发生率易发事故及其发生率 事故原因分析事故原因分析 辐射安全管理制度不健全；辐射安全管理制度不健全；违章操作；违章操作；安全联锁功能故障；安全联锁功能故障；辐照装置传输源的机械系统故障。辐照装置传输源的机械系统故障。 事故预防对策事故预防对策建立、健全辐射安全管理制度；建立、健全辐射安全管理制度；操作人员接受岗前培训；操作人员接受岗前培训；定期检验和维护安全联锁装置的功能；定期检验和维护安全联锁装置的功能；调试和检查直线加速器时应注意安全防护；调试和检查直线加速器时应注意安全防护；确保辐射警示系统功能正常可靠。确保辐射警示系统功能