外照射屏蔽计算方法

1、第5章 外照射防护(External Radiation Protection) 密封源：密封源：正常工作状态下没有开封或破损的可能性正常工作状态下没有开封或破损的可能性不会因泄漏、渗透等导致逸出或扩散的放射源不会因泄漏、渗透等导致逸出或扩散的放射源 有足够强度的包壳有足够强度的包壳 正常使用条件下不污染设备、环境正常使用条件下不污染设备、环境 分类：分类： 点源、线源、平面源、园柱源等（按形状）点源、线源、平面源、园柱源等（按形状） 检查源、照射源、标准源（按活度不确定度）检查源、照射源、标准源（按活度不确定度）放射源 常用源： 210Po、238Pu、239Pu、241Am、237Np、2

2、35U、 238U等 制作： 电镀法：将放射性物质沉积在金属托盘上，表面镀薄层纯金或云母 作业：放射源用于烟雾探测器的原理？ http:/ http:/ http:/ 常用源： 3H、14C、22Na、45Ca、55Fe、58Co、63Ni、137Cs、85Kr、90Sr-90Y等 制作（电镀法、陶瓷法）： 金属特性的放射性核素：电镀法沉积在金属托盘上，外加保护层密封。 Sr、Cs可以烧结在陶瓷中 H、C可以制成有机玻璃。用途：参考源、测厚源等放射源 常用源：60Co、137Cs、192Ir、 制作：不锈钢或铂铱合金密封壳 用途：医疗照射、工业照射、工业照相及辐射仪表等辐射场 定义：定义： 辐

3、射源产生的发生电离辐射作用的辐射源产生的发生电离辐射作用的空间范围空间范围 组成粒子的类型、方向分布、能量分布组成粒子的类型、方向分布、能量分布 分类：单一场、混合场分类：单一场、混合场内外照射的不同特点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 照射特点内照射外照射开放源密封源电离、化学毒性电离、高能、x、n持 续间 断外照射防护基本原则外照射防护基本原则（1）时间防护）时间防护(Time) 累积剂量与受照时间成正比累积剂量与受照时间成正比 措施：充分准备，减少受照时间措施：充分准备，减少受照时间（2）距离防护）距离防护(Distance) 剂量率与距离的平方成反比剂量率与距

4、离的平方成反比 措施：远距离操作措施：远距离操作 任何源不能直接用手操作；任何源不能直接用手操作； 注意注意射线防护射线防护外照射防护基本原则：外照射防护基本原则：（3）屏蔽防护）屏蔽防护(Shielding) 设置屏蔽体设置屏蔽体 屏蔽材料和厚度的选择：屏蔽材料和厚度的选择： 辐射源的类型、射线能量、活度等辐射源的类型、射线能量、活度等屏蔽材料选择的一般原则射线类型作用形式材料选择原则常用屏蔽材料电离、激发一般低Z材料电离、激发、轫致辐射低Z材料+高Z材料铝、有机玻璃、混凝土、铅、光电、康普顿、电子对高Z材料、铅、铁、钨混凝土、砖中子弹性、非弹性、吸收含H低Z材料、含硼材料水、石蜡、含硼聚乙

5、烯屏蔽方式 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射线在物质中的减弱规律deII0I，I0：设置屏蔽前后的剂量率（强度）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=1/。 表示光子每经过一次相

6、互作用之前，在物质中所穿行的平均厚度。/0deNN宽束(broad beam) 辐射的衰减dBeII0B：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) = ed/B(E，d) 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 thick

7、ness 将入射光子数减弱一半所需的屏蔽层厚度十倍减弱厚度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2/ 110/ 110/ 12/ 132. 3301. 0常用射线的1/2， 1/10 （cm）核素铅钢铁混凝土1/21/101/21/101/21/10Co-601.242.0Cs-135.04.916.3Ra-227.17.023.3点源的屏蔽计算 直接用公式计算dBeII0利用减弱倍数法计算BeIIKd0利用半减弱厚度计算 令K=2n，则n=logK/log2 屏蔽厚度d=n

8、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=2103， 查表得Co-60的1/2 =1.2cm 则：n=（log 2103)/log2=11 R=n1/2 =11 1.2=13.2cm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, =1.32 Rm2/hCi R=3m, X=0.25mR/h 无屏蔽时，墙外的照射量率为 300cmhmRRAX/1050. 531032. 1375452320减弱倍数为 K=X0/X=(5.05105 )/0.25

9、=2.02106查表：Co-60平均能量为1.25MeV, 需要混凝土的厚度约为145cmP例题3欲将放射性活度为3.71014Bq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210-3Svh-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(60Co)=2.503 10-18Ckg-1m2Bq-1 s-1)安全防护系统-对照射装置的防护n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p 经

10、常的检查和维护放射性工作场所控制区的标志射线的防护 一般射线的能量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粒子在该材料中的最大射程时，即可屏蔽所有粒子。 一般操作的防护要求： 几兆Bq源：戴手套、眼罩，使用聂子等工具 较强源：长柄工具操作，R的有机玻璃屏辐射屏蔽MeVEConditionERMeVEConditionERE205 . 2:06. 153. 05 . 201. 0:412. 0)ln0954. 0265. 1 (（1）最大射程法：经验公式：R是电子在低z物质中的射程，g cm-2知道了材料的密度，可计算出最大射程对应的屏蔽材料厚度d（cm）：max21Ed 辐射屏蔽 （2）半值层法 由半值层求所需屏蔽材料的厚度或估算 屏蔽效果比较方便。n个半值层的屏蔽厚 度可使辐射减弱1/2n。人有了