辐射安全与防护知识培训课件

辐射安全与防护

知识培训

1辐射安全与防护

知识培训

1一放射性基础知识二电离辐射及其生物效应三辐射安全与防护四柳钢放射源使用和管理现状五电磁辐射介绍2一放射性基础知识2原子核中子质子电子(电子云)+++现代原子结构3原子核中子质子电子+++现代原子结构3原子半径：10-10m原子核半径：10-14m电磁力

将原子核与电子结合核力

将核中质子与中子结合

核与电子处于不同的能量状态(能级结构)核力>>>电磁力，核力是短程力，只有在距离很短的时候才发生作用44核素：具有确定质子数和中子数的原子核的一种统称同位素：质子数相同而中子数不同的核素5核素：具有确定质子数和中子数的原子核的一种统称5放射性衰变原子（或分子、离子）有趋稳性，它总是力图使自己的能量状态处于基态上，处于不稳定态或被激发到高能级后的粒子，力图回到基态上去，与此同时放出激发时所吸收的能量。基态是粒子能量最平衡最稳定的状态，从高级回到低能级去的过程称为跃迁，跃迁时释放的能量即辐射。原子核自发地放射出射线后，原子核本身就从一种核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。6放射性衰变原子（或分子、离子）有趋稳性，它总是力图使自己的能放射性活度原子核衰变：原于核由于自发地放出某种粒子而转变为新核的变化过程。放射性：原子核自发地发射各种射线或粒子的现象。放射性核素：能自发地发射各种射线或粒子的核素。

核素放射性的强弱用放射性活度表示，放射性核素在单位时间(dt)内发生核衰变的数目(dN)，称为放射性活度（A），即A=dN/dt

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。1Bq=1次衰变/秒专用单位：居里1Ci=3.7×1010Bq7放射性活度原子核衰变：原于核由于自发地放出某种粒子而转变为新放射性衰变的类型在放射性的衰变中，发生衰变的原子核叫母核，衰变后所产生的核叫子核。放射性原子核的衰变主要有三种类型：α衰变β衰变γ跃迁8放射性衰变的类型在放射性的衰变中，发生衰变的原子核叫母核，衰α衰变原子核自发地放射出α粒子而发生的转变，叫做α衰变。经过α衰变以后，子核的质量数比母核减少4，原子序数减少2。α粒子是由高速运动的氦原子核（又称α射线）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，在空气中的射程只有几个厘米。9α衰变原子核自发地放射出α粒子而发生的转变，叫做α衰变。经过β衰变原子核的β衰变有三种形式。它们是正离子衰变、负离子衰变和电子俘获。β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。它在空气中的射程因其能量的不同而有较大差异，一般为几米。10β衰变原子核的β衰变有三种形式。它们是正离子衰变、负离子衰变γ跃迁

原子核通过放射γ射线由高能态自发地向低能态跃迁，叫做γ跃迁，也叫γ衰变。γ跃迁不会导致核素质量数和原子序数的变化，只是原子核内部能量状态发生了改变。γ射线是波长很短、频率很高的电磁波，所以它在磁场中不发生偏转。它具有间接电离作用，贯穿本领很大。它在空气中的射程通常为几百米。11γ跃迁原子核通过放射γ射线由高能态自发地向低能态跃迁，叫做X射线X射线不属于原子核的衰变形式，但它跟γ射线一样是波长很短的电磁波，并具有电离作用。发生机理原子核外层电子发生跃迁时会伴随发生X射线，高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换，电子的运动受阻失去动能，其中一小部分（1％左右）能量转变为X射线，而绝大部分（99％左右）能量转变成热能使物体温度升高。12X射线X射线不属于原子核的衰变形式，但它跟γ射线一样是波长很放射性衰变规律某种原子核在时刻t的数量与其起始时刻（t=0）的数量之间存在着指数衰减的关系，即这种原子核的数量由于衰变而按指数规律减少，这就是放射性核素指数衰减规律。

N=N0e-tλ为核素的衰变常数，即放射性核素在单位时间内发生衰变的几率；它的单位为1/秒。它只与核素的种类有关，是放射性原子核的特征量；由放射性核素本身的性质决定的，与放射性核素有确定的对应关系。

13放射性衰变规律某种原子核在时刻t的数量与其起始时刻（t=0放射性衰变基本规律1.指数衰减规律

N=N0e-t

N0:（t=0）时放射性原子核的数目N:经过t时间后未发生衰变的放射性原子核数目:放射性原子核衰变常数大小只与原子核本身性质有关，与外界条件无关;

数值越大衰变越快N=N0e-t14放射性衰变基本规律1.指数衰减规律N=N0e-t14半衰期(T1/2)定义：一定量的某种放射性原子核衰变至原来的一半所需要的时间。15半衰期(T1/2)15电离辐射及其生物效应微观粒子间碰撞有动量和能量的传递16电离辐射及其生物效应微观粒子间碰撞有动量和能量的传递16自由电子正离子α射线是一种带电粒子流，β射线也是一种高速带电粒子，与物质作用时，物质中原子被电离，在粒子通过的路径上形成许多离子对：正离子和自由电子

+e-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-库仑作用一带电粒子与物质的作用17自由电子正离子α射线是一种带电粒子流，β射线也是一种高速带电γ射线是波长很短能量高的电磁辐射不带电，静止质量0

。（﹤

10-11米，keV，MeV），不能直接使原子电离但同物质原子发生作用能够产生载能次级带电粒子，次级带电粒子能够对物质发生电离作用。当光子与物质原子中的一个电子发生弹性相撞时，将部分能量传给电子，电子获得能量后脱离原子而运动，该电子称康普顿－吴有训电子，而使物质电离。γ射线与物质的相互作用18γ射线是波长很短能量高的电磁辐射不能直接使原子电离但同物质原2γ射线对物质的作用--两步过程三种作用效应

光电效应康普顿效应电子对效应

产生次级电子电离效应次级电子使物质原子电离γ射线第1步初级作用第2步次级作用192γ射线对物质的作用--两步过程三种作用效应电离效应γ射线电离：就是原子受到外界的作用,如被加速的电子或离子与原子碰撞时使原子中的外层电子摆脱原子核的束缚而脱离，原子成为带一个或几个正电荷的离子,这就是正离子，如果在碰撞中原子得到了电子,则就成为负离子。电离作用，即物质中原子被电离，在粒子通过的路径上形成许多离子对。α、β、γ、×射线与物质（包括液体、气体、固体和人体等）发生作用时，微观粒子间会产生碰撞并有动量和能量的传递，导致物质发生电离作用。电离作用20电离：就是原子受到外界的作用,如被加速的电子或离子与原子碰撞1.0086650n中子1.007276+1p质子00

5.486×10-4

±1e±

β

4.00279+24Heα质量

(u)电荷（e)符号种类

α

β常见射线的基本性质211.0086650n中子1.007276+1p

αβγ对物质电离作用的比较

2MeV射程(m)离子对密度/mmα0.016000β2-360

γ10几个22αβγ对物质电离作用的比较2MeV射程(m)1MeV的粒子穿透物质能力

α1页

β60页/本

铅地下1-2米深铅室γn4580本中子源231MeV的粒子穿透物质能力铅地下铅室γn4580本中

电离辐射直接或间接使介质发生电离效应的带电或不带电的射线或粒子(能量﹥keV)α、β、γ、x、n、p、裂变碎片介子等

来源

1)放射性物质(人造天然）2)加速器3)反应堆4)宇宙射线5)地球环境

电离辐射和非电离辐射电磁辐射紫外线、红外线、微波等这些粒子虽能够同物质发生作用但都不能使物质发生电离效应，故也称非电离辐射～eV量级移动电话800-1800MHz﹤0.01eV(没有电离作用）24电离辐射电离辐射和非电离辐射电磁辐射24常用辐射量和单位与辐射剂量学有关的经常使用的量主要有：比释动能、照射量吸收剂量当量剂量有效剂量。25常用辐射量和单位与辐射剂量学有关的经常使用的量主要有：25比释动能K（Kerma）辐射与物质相互作用最主要的标志是给物质传递能量，这是产生辐射效应的依据。不带电粒子在物质中传递能量时首先把能量转移给一个带电粒子。接着带电粒子通过碰撞把能量消耗在介质中，产生大量的次级带电粒子。比释动能的定义：不带电电离粒子在单位质量的某一物质内释放出的全部带电电离粒子的初始动能的总和。在国际单位制（SI）中，它的单位是焦耳每千克（J·kg-1），专用名称是戈[瑞]（Gray），符号为Gy。其表示式是：K=dEtr/dm1Gy=1J·kg-126比释动能K（Kerma）辐射与物质相互作用最主要的标志是给物照射量X（exposure）电离是电离辐射最重要的特点。根据电离电荷测量电离辐射是一种广泛应用的方法。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。照射量定义指X或γ射线的光子在单位质量空气中释放出的所有电子，当它们完全被阻止在空气中时，在空气中产生同一种符号离子的总电荷量。其表示式为：X=dQ/dm照射量的SI单位是库仑每千克，符号为C·kg-1。27照射量X（exposure）电离是电离辐射最重要的特点。根据

吸收剂量D（absorbeddose）

吸收剂量的定义单位质量受照物质吸收的任何电离辐射的平均能量。

D=dε/dm

其中dm为物质的质量（kg）；dε是dm物质所吸收的平均辐射能量（焦耳）。吸收剂量D的SI制单位与比释动能相同，也是Gy（戈端），常用的单位有rad。吸收剂量是辐射剂量学中的一个最重要的物理量。物质吸收辐射的能量越多，辐射引起的效应越明显。吸收剂量就是对物质吸收辐射能量的定量描述。28吸收剂量D（absorbeddose）吸收剂量的定义定义：组织或器官的当量剂量是此组织或器官的平均吸收剂量与辐射权重因子的乘积。当量剂量（equivalentdose,HT)单位：J/kg，专用名称为希[沃特]（Sievert），符号为Sv1Sv=103mSv=106μSv

WR——辐射权重因子，表征射线种类、能量与生物效应关系。29定义：组织或器官的当量剂量是此组织或器官的平均吸收剂量与辐射各种射线的辐射权重因子，WR30各种射线的辐射权重因子，WR30有效剂量（effectivedose,HE)定义：各组织或器官的当量剂量（HT）与相应的组织权重因子（WT）的乘积的总和。WT——组织权重因子，表征组织或器官的辐射敏感性31有效剂量（effectivedose,HE)定义：各组织组织权重因子—WT

32组织权重因子—WT

321核辐射同物质相互作用的过程是能量和动量传递的过程；没有能量和动量传递就没有作用。2通常遇到的核辐射主要是对物质的电离作用，会对物体产生一系列的影响，人体也不例外。电离辐射的生物效应定义：电离辐射生物效应是研究核射线的能量传递给生物机体后引起的机体的变化和反应。即电离辐射的能量传递给生物机体后造成的后果。331核辐射同物质相互作用的过程是能量和动量传递的过程；没一、作用机理34一、作用机理34躯体效应：大剂量照射时，处于分裂期间的细胞核遭到破坏，导致细胞立即死亡，从而造成躯体损伤甚至个体死亡遗传效应：受照量相对较小，没有发生细胞死亡，但在自我修复过程出现错误修复，导致细胞变异，错误信息传给后代而产生遗传效应按照发生的个体的不同来划分，分为躯体效应和遗传效应。发生在被照射个体本身的生物效应叫躯体效应；由于生殖细胞受到损伤而体现在其后代活体上的生物效应叫遗传效应。电离辐射生物效应35躯体效应：遗传效应：按照发生的个体的不同来划分，分为躯体效应随机效应：发生几率与受照剂量成正比而严重程度与剂量无关的辐射效应叫随机效应。它们主要是发生受照个体的癌症及其后代的遗传效应。一般认为，在低剂量范围内，这种效应的发生不存在剂量阈值。按照辐射引起的生物效应发生的可能性来划分，可以分为随机效应和确定性效应。确定性效应：通常情况下存在剂量阈值的一种辐射效应叫确定性效应。接受的剂量超过阈值越多，产生的效应越严重。因此只有当受照剂量达到或超过阈值时，确定性效应才会发生。阈值就是发生某种效应所需要的最低剂量值。36随机效应：发生几率与受照剂量成正比而严重程度与剂量无关的辐射确定性效应剂量阈值

37确定性效应剂量阈值37分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞生殖细胞功能障碍不孕肿瘤遗传效应确定性效应多细胞死亡导致随机性效应单一细胞变异导致DNA损伤细胞水平临床症状效应电离辐射生物效应图解38分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞生殖细胞功能障碍电离辐射的应用1、医学应用X射线摄影、CT、放射性治疗2、辐照装置食品保鲜用于灭菌（1000居里）3、工业应用工业探伤、料位计等39电离辐射的应用1、医学应用39γ刀（立体定向γ放射治疗装置）40γ刀（立体定向γ放射治疗装置）40辐射安全与防护41辐射安全与防护41放射源和射线装置分类放射性同位素，是指某种发生放射性衰变的元素中具有相同原子序数但质量不同的核素。放射源，是指除研究堆和动力堆核燃料循环范畴的材料以外，永久密封在容器中或者有严密包层并呈固态的放射性材料。非密封放射性物质，是指非永久密封在包壳里或者紧密地固结在覆盖层里的放射性物质。射线装置，是指X线机、加速器、中子发生器以及含放射源的装置。42放射源和射线装置分类放射性同位素，是指某种发生放射性衰变的元放射源分类原则

参照国际原子能机构的有关规定，按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将放射源分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类，V类源的下限活度值为该种核素的豁免活度。

（一）Ⅰ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;

（二）Ⅱ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;

（三）Ⅲ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;

（四）Ⅳ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;

（五）Ⅴ类放射源为极低危险源。不会对人造成永久性损伤。43放射源分类原则参照国际原子能机构的有关规定放射源分类表44放射源分类表44射线装置分类原则

根据射线装置对人体健康和环境可能造成危害的程度，从高到低将射线装置分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。按照使用用途分医用射线装置和非医用射线装置。

（一）Ⅰ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严重放射损伤，甚至死亡,或对环境造成严重影响；

（二）Ⅱ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射损伤，大剂量照射甚至导致死亡；

（三）Ⅲ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损伤。45射线装置分类原则根据射线装置对人体健康和环射线装置分类表46射线装置分类表464747辐射防护的基本原则（1）实践的正当性（justification

ofpractice）

对一任何一项实践，只有在考虑了社会、经济、和其他有关因素之后，其对受照个人或社会所带来的利益足以弥补其可能引起的辐射危害时，该实践才是正当的。只有在确认某实践可以带来净利益时才能予以批准。48辐射防护的基本原则（1）实践的正当性对一任何辐射防护的基本原则（2）防护与安全的最优化

（optimizationofradiationprotection）

对于来自一项实践中的任一特定源的照射，应使防护与安全最优化，使得在考虑了经济和社会因素之后，个人的受照剂量大小、受照射的人数、受照射的可能性均保持在可以合理做到的尽量低的水平。这种最优化应以剂量约束和潜在照射危险约束为前提条件。49辐射防护的基本原则（2）防护与安全的最优化对辐射防护的基本原则（3）剂量约束和潜在照射危险约束除了医疗照射之外，对于任一项实践，其剂量约束和潜在照射危险约束应不大于审管部门对这类源规定或认可的值，并不大于可能导致剂量限值和潜在照射危险限值的值。基本限值、有效剂量限值50辐射防护的基本原则（3）剂量约束和潜在照射危险约束50有效剂量限值剂量限值为内外照射之和，但不包括天然本底照射和医疗照射51有效剂量限值剂量限值为内外照射之和，但不包括天然本底照射和医国际放射防护委员会制定的标准，辐射总危险度为0.0165／Sv，也就是说，身体每接受1Sv的辐射剂量，就会增加0.0165的致癌几率。以此推算，一个肋骨骨折病人将增加约为千万分之三点八的危险。52国际放射防护委员会制定的标准，辐射总危险度为0.0165／S日常生活所产生的辐射照射53日常生活所产生的辐射照射53全身急性照射引起的躯体效应54全身急性照射引起的躯体效应54+20d+39d2001年9月2日凌晨，某施工队在探伤检测后，将放射源（192Ir）从仪器中掉出，遗留在工地上。一工作人员在第二天上班时，发现放射源并拾起,双手来回玩耍、观看约20分钟，然后放入左裤兜2小时后，发现右大腿有2x2cm的充血性红斑。当晚入院治疗。55+20d+39d2001年9月2日凌晨，某施工队在探伤检测后辐射防护基本方法根据射线对人体发生作用的途径，可分为内照射和外照射。辐射源处于人身外面，射线从外面与人体发生作用，称为外照射。反之辐射源处于人体内的辐射，称为内照射。内照射主要是由于放射性核素通过口、呼吸道和皮肤进入人体内而产生的辐射照射。对内照射的防护措施是防止和减少放射性核素进入人体，并加快排出。

56辐射防护基本方法根据射线对人体发生作用的途径，可分为内照射和外照射的防护基本原则尽量减少或避免射线从外部对人体的辐射,使之所受照射不超过国家规定的剂量限值.时间,距离,屏蔽为外辐射防护三要素基本方法(1)减少接触辐射源的时间---时间防护(2)增大与放射源的距离---距离防护(3)设置屏蔽---屏蔽防护57外照射的防护基本原则时间,距离,屏蔽为外辐射防护三要素基本方1、时间防护对于相同条件下的照射，人体接受的剂量与照射的时间成正比。因此减少接受照射的时间，就可以明显减少吸收剂量。2、距离防护对于点源，如果不考虑介质的散射和吸收，它所产生的直接照射剂量与距离的平方成反比。因此随着与源的距离的增加，直接照射剂量会迅速衰减。KN—在距离为a0时，该点的最高比释动能率A—放射源的预期最大放射性活度(GBq)TK—比释动能常数(mGy·m2)/(h·GBq)

581、时间防护2、距离防护KN—在距离为a0时，该点的最高比释3、物质屏蔽射线与物质发生作用，可以被吸收和散射，即物质对射线有屏蔽作用。对于不同的射线，其屏蔽方法是不同的：γ射线和X射线—用原子序数高的物质（例如铅）效果较好。β射线—用低原子序数的材料（例如有机玻璃）。α射线—α射线的屏蔽很容易，一张普通纸张即可，在体外，它基本上不会对人体造成危害，但它由于它的电离作用很大，因此内照射危害特别严重。对于γ、X射线强度随通过介质层厚度增加而减弱，其服从指数衰减规律。

I(x)=I0e-μx

μ指数衰减因子593、物质屏蔽对于γ、X射线强度随通过介质层厚度增加而减弱，其

半减层厚度d1/2

射线强度减弱1/2所通过的物质层的厚度60半减层厚度d1/2

射线强度减弱1柳钢放射源使用和管理现状61柳钢放射源使用和管理现状61放射源贮存和使用台帐62放射源贮存和使用台帐62射线装置贮存和使用台帐63射线装置贮存和使用台帐63连铸机结晶器钢水液面控制系统的检测原理

64连铸机结晶器钢水液面控制系统的检测原理64放射源的γ射线射穿透待待测物质（钢水）后，部分射线被待测物质吸收，其余部分照射到电离室（γ射线射探测器），产生带电粒子，带电粒子经收集转变成电流信号，电流信号经过采集卡输送到计量控制的计算机，计算机根据水口的钢水流速、电流信号等进行运算，从而测得待测物质（钢水）的液面高度。钢水液面控制系统根据实际液面与给定值进行比较，输出控制信号，控制水口的钢水流速，实现自动控制。65放射源的γ射线射穿透待待测物质（钢水）后，部分射线被待测物质放射源装置周围辐射监测66放射源装置周围辐射监测66X射线测厚仪的检测原理在X射线测厚中，产生X射线的装置主要由X射线管和高压电源组成。X射线管由安装在真空玻璃壳中的阴极和阳极组成。阴极是钨制灯丝，它装在聚焦杯中，当灯丝通电加热时，电子就“蒸发”出来，而聚焦杯使这些电子聚集成束，直接向嵌在金属阳极中的靶体射击。靶体一般采用高原子序数的难熔金属制成。高电压加在X射线管的两极之间，使电子在射到靶体之前被加速达到很高的速度，这些高速电子到达靶面为靶所突然阻挡从而产生X射线。利用X射线测厚仪进行产品厚度测量时，X射线管在通电状态下产生的X射线一部分被钢板吸收，其余部分穿透钢板，照射到探测器上，X射线的透射强度与钢板的厚度有对应关系67X射线测厚仪的检测原理在X射线测厚中，产生X射线的装置主要由接变压器玻璃钨灯丝金属聚灯罩铍窗口金属靶冷却水电子X射线X射线X射线管剖面示意图68接变压器玻璃钨灯丝金属聚灯罩铍窗口金属靶冷却水电子X射线X射X射线测厚仪辐射监测69X射线测厚仪辐射监测69柳钢放射源安全管理办法1技术中心是放射源和射线装置的主管部门，对公司放射性同位素与射线装置的安全和防护进行统一监督管理，协调处理相关问题。负责放射源准购审批手续、放射源的申报登记和闲置退役放射源的处理。2卫生监督所负责放射源与射线装置岗位放射卫生日常监督检查和放射工作人员的职业健康监护进行监督管理，负责放射工作人员的卫生安全防护知识培训。3疾病控制中心负责放射源与射线装置的辐射防护监测以及放射工作人员健康监护工作的相关工作。4武保部负责放射源和射线装置储存、运输、处置的安全保卫工作管理，定期检查放射源与射线装置的保管的安全性。5总调负责放射源与射线装置在生产、使用、运输、贮存和处置废弃过程中的安全监督工作。6金材公司负责所采购废钢的辐射安全，防止废钢中夹带放射源等放射性物质。70柳钢放射源安全管理办法1技术中心是放射源和射线装置的主管电离辐射标志71电离辐射标志71电磁辐射72电磁辐射72电磁辐射电磁辐射：能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。

电磁辐射是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成，而该能量是由电荷移动所产生；电磁辐射是一种复合的电磁波，以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量。电磁辐射衍生的能量大小，取决于无线电频率的高低，频率越高，能量越大。一般来说，电磁辐射可以分为“电离辐射”和“非电离辐射”两类。X射线、γ射线可以使原子和分子电离化，这种电磁辐射即称为“电离辐射”。管理范畴所指的电磁辐射均为非电离辐射。73电磁辐射电磁辐射：能量以电磁波的形式通过空间传播的现象。73E=h,=c/小能量高

大能量低

电磁辐射谱电磁辐射谱74E=h,=c/小大

电磁辐射产生的来源γ射线→

X射线→紫外光→可见光→红外光→微波→无线电波

高能辐射区γ射线能量最高，来源于核能级跃迁

χ射线来自内层电子能级的跃迁光学光谱区紫外光来自原子和分子外层电子能级的跃迁可见光红外光来自分子振动和转动能级的跃迁波谱区微波来自分子转动能级及电子自旋能级跃迁无线电波来自原子核自旋能级的跃迁波长长75电磁辐射产生的来源γ射线→X射线→紫外光→可见光电磁辐射生物作用电磁辐射通常以热效应、非热效应和刺激对机体产生生物作用，而且电磁辐射作用没有累加效应。热效应：人体是电介体，在高变电场作用下被反复极化，分子间碰撞和摩擦产生剧烈运动，将电能转化为热能。机体内还有电介质溶液（例如体液等），在电场作用下产生传导电流，形成不同程度的闭合回路，产生局部感应热流，导致发热。高频辐射特别是微波辐射产生的热效应最为明显。76电磁辐射生物作用电磁辐射通常以热效应、非热效应和刺激对机体产非热效应：对脑细胞产生影响，使大脑皮质细胞活动能力减弱已形成的条件反射受到抑制，长时间的暴露可能引起神经系统机能絮乱，这就是非热效应所产生的影响。刺激作用：当电磁波100KHz以下时，对人体的刺激作用有两方面。一是人体接触到暴露于电磁场下的非金属体时会受到电击。频率越低，电击程度越大；二是体内产生感应电流，当感应电流大于机体电流（脑点和心点等）时，就会引起神经系统、视觉系统细胞的兴奋，频率越低，兴奋程度越大。轻微刺激作用使人产生麻酥酥地感觉，刺激作用越大，会引起肌肉收缩，继而发生疼痛，心脏和呼吸器官兴奋，严重时会出现心室细微颤动，心肌持续收缩，最后导致心脏停止跳动而死亡。77非热效应：对脑细胞产生影响，使大脑皮质细胞活动能力减弱已形成电磁辐射设施和设备名录《电磁辐射环境保护管理办法》（国家环保局1997年发布）

一、发射系统

1．电视(调频)发射台及豁免水平以上的差转台

2．广播(调频)发射台及豁免水平以上的干扰台

3．豁免水平以上的无线电台

4.雷达系统

5．豁免水平以上的移动通信系统

二、工频强辐射系统

1．电压在100千伏以上送、变电系统

2．电流在100安培以上的工频设备

3．轻轨和干线电气化铁道

三、工业、科学、医疗设备的电磁能应用

1．介质加热设备

2．感应加热设备

3．豁免水平以上的电疗设备

4．工业微波加热设备

5．射频溅射设备78电磁辐射设施和设备名录《电磁辐射环境保护管理办法》（国家环保根据《电磁防护管理规定》GB8702-88，以及正在征求意见的《电场、磁场、电磁场防护规定》（替代GB8702-88）规定，以下电磁设施（设备）免于管理：——100KV以下电压等级的交流、直流输变电设施。——额定功率在2kW及以下的各类介质加热、感应加热和微波加热设备——输出功率在15W及以下的移动无线通信终端（如移动电话、对讲机、无线网卡）一般的手机辐射功率才2W，基站的辐射功率270W79根据《电磁防护管理规定》GB8702-88，以及正在征求意见辐射安全与防护

知识培训

80辐射安全与防护

知识培训

1一放射性基础知识二电离辐射及其生物效应三辐射安全与防护四柳钢放射源使用和管理现状五电磁辐射介绍81一放射性基础知识2原子核中子质子电子(电子云)+++现代原子结构82原子核中子质子电子+++现代原子结构3原子半径：10-10m原子核半径：10-14m电磁力

将原子核与电子结合核力

将核中质子与中子结合

核与电子处于不同的能量状态(能级结构)核力>>>电磁力，核力是短程力，只有在距离很短的时候才发生作用834核素：具有确定质子数和中子数的原子核的一种统称同位素：质子数相同而中子数不同的核素84核素：具有确定质子数和中子数的原子核的一种统称5放射性衰变原子（或分子、离子）有趋稳性，它总是力图使自己的能量状态处于基态上，处于不稳定态或被激发到高能级后的粒子，力图回到基态上去，与此同时放出激发时所吸收的能量。基态是粒子能量最平衡最稳定的状态，从高级回到低能级去的过程称为跃迁，跃迁时释放的能量即辐射。原子核自发地放射出射线后，原子核本身就从一种核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。85放射性衰变原子（或分子、离子）有趋稳性，它总是力图使自己的能放射性活度原子核衰变：原于核由于自发地放出某种粒子而转变为新核的变化过程。放射性：原子核自发地发射各种射线或粒子的现象。放射性核素：能自发地发射各种射线或粒子的核素。

核素放射性的强弱用放射性活度表示，放射性核素在单位时间(dt)内发生核衰变的数目(dN)，称为放射性活度（A），即A=dN/dt

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。1Bq=1次衰变/秒专用单位：居里1Ci=3.7×1010Bq86放射性活度原子核衰变：原于核由于自发地放出某种粒子而转变为新放射性衰变的类型在放射性的衰变中，发生衰变的原子核叫母核，衰变后所产生的核叫子核。放射性原子核的衰变主要有三种类型：α衰变β衰变γ跃迁87放射性衰变的类型在放射性的衰变中，发生衰变的原子核叫母核，衰α衰变原子核自发地放射出α粒子而发生的转变，叫做α衰变。经过α衰变以后，子核的质量数比母核减少4，原子序数减少2。α粒子是由高速运动的氦原子核（又称α射线）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，在空气中的射程只有几个厘米。88α衰变原子核自发地放射出α粒子而发生的转变，叫做α衰变。经过β衰变原子核的β衰变有三种形式。它们是正离子衰变、负离子衰变和电子俘获。β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。它在空气中的射程因其能量的不同而有较大差异，一般为几米。89β衰变原子核的β衰变有三种形式。它们是正离子衰变、负离子衰变γ跃迁

原子核通过放射γ射线由高能态自发地向低能态跃迁，叫做γ跃迁，也叫γ衰变。γ跃迁不会导致核素质量数和原子序数的变化，只是原子核内部能量状态发生了改变。γ射线是波长很短、频率很高的电磁波，所以它在磁场中不发生偏转。它具有间接电离作用，贯穿本领很大。它在空气中的射程通常为几百米。90γ跃迁原子核通过放射γ射线由高能态自发地向低能态跃迁，叫做X射线X射线不属于原子核的衰变形式，但它跟γ射线一样是波长很短的电磁波，并具有电离作用。发生机理原子核外层电子发生跃迁时会伴随发生X射线，高速运动的电子与物体碰撞时，发生能量转换，电子的运动受阻失去动能，其中一小部分（1％左右）能量转变为X射线，而绝大部分（99％左右）能量转变成热能使物体温度升高。91X射线X射线不属于原子核的衰变形式，但它跟γ射线一样是波长很放射性衰变规律某种原子核在时刻t的数量与其起始时刻（t=0）的数量之间存在着指数衰减的关系，即这种原子核的数量由于衰变而按指数规律减少，这就是放射性核素指数衰减规律。

N=N0e-tλ为核素的衰变常数，即放射性核素在单位时间内发生衰变的几率；它的单位为1/秒。它只与核素的种类有关，是放射性原子核的特征量；由放射性核素本身的性质决定的，与放射性核素有确定的对应关系。

92放射性衰变规律某种原子核在时刻t的数量与其起始时刻（t=0放射性衰变基本规律1.指数衰减规律

N=N0e-t

N0:（t=0）时放射性原子核的数目N:经过t时间后未发生衰变的放射性原子核数目:放射性原子核衰变常数大小只与原子核本身性质有关，与外界条件无关;

数值越大衰变越快N=N0e-t93放射性衰变基本规律1.指数衰减规律N=N0e-t14半衰期(T1/2)定义：一定量的某种放射性原子核衰变至原来的一半所需要的时间。94半衰期(T1/2)15电离辐射及其生物效应微观粒子间碰撞有动量和能量的传递95电离辐射及其生物效应微观粒子间碰撞有动量和能量的传递16自由电子正离子α射线是一种带电粒子流，β射线也是一种高速带电粒子，与物质作用时，物质中原子被电离，在粒子通过的路径上形成许多离子对：正离子和自由电子

+e-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-库仑作用一带电粒子与物质的作用96自由电子正离子α射线是一种带电粒子流，β射线也是一种高速带电γ射线是波长很短能量高的电磁辐射不带电，静止质量0

。（﹤

10-11米，keV，MeV），不能直接使原子电离但同物质原子发生作用能够产生载能次级带电粒子，次级带电粒子能够对物质发生电离作用。当光子与物质原子中的一个电子发生弹性相撞时，将部分能量传给电子，电子获得能量后脱离原子而运动，该电子称康普顿－吴有训电子，而使物质电离。γ射线与物质的相互作用97γ射线是波长很短能量高的电磁辐射不能直接使原子电离但同物质原2γ射线对物质的作用--两步过程三种作用效应

光电效应康普顿效应电子对效应

产生次级电子电离效应次级电子使物质原子电离γ射线第1步初级作用第2步次级作用982γ射线对物质的作用--两步过程三种作用效应电离效应γ射线电离：就是原子受到外界的作用,如被加速的电子或离子与原子碰撞时使原子中的外层电子摆脱原子核的束缚而脱离，原子成为带一个或几个正电荷的离子,这就是正离子，如果在碰撞中原子得到了电子,则就成为负离子。电离作用，即物质中原子被电离，在粒子通过的路径上形成许多离子对。α、β、γ、×射线与物质（包括液体、气体、固体和人体等）发生作用时，微观粒子间会产生碰撞并有动量和能量的传递，导致物质发生电离作用。电离作用99电离：就是原子受到外界的作用,如被加速的电子或离子与原子碰撞1.0086650n中子1.007276+1p质子00

5.486×10-4

±1e±

β

4.00279+24Heα质量

(u)电荷（e)符号种类

α

β常见射线的基本性质1001.0086650n中子1.007276+1p

αβγ对物质电离作用的比较

2MeV射程(m)离子对密度/mmα0.016000β2-360

γ10几个101αβγ对物质电离作用的比较2MeV射程(m)1MeV的粒子穿透物质能力

α1页

β60页/本

铅地下1-2米深铅室γn4580本中子源1021MeV的粒子穿透物质能力铅地下铅室γn4580本中

电离辐射直接或间接使介质发生电离效应的带电或不带电的射线或粒子(能量﹥keV)α、β、γ、x、n、p、裂变碎片介子等

来源

1)放射性物质(人造天然）2)加速器3)反应堆4)宇宙射线5)地球环境

电离辐射和非电离辐射电磁辐射紫外线、红外线、微波等这些粒子虽能够同物质发生作用但都不能使物质发生电离效应，故也称非电离辐射～eV量级移动电话800-1800MHz﹤0.01eV(没有电离作用）103电离辐射电离辐射和非电离辐射电磁辐射24常用辐射量和单位与辐射剂量学有关的经常使用的量主要有：比释动能、照射量吸收剂量当量剂量有效剂量。104常用辐射量和单位与辐射剂量学有关的经常使用的量主要有：25比释动能K（Kerma）辐射与物质相互作用最主要的标志是给物质传递能量，这是产生辐射效应的依据。不带电粒子在物质中传递能量时首先把能量转移给一个带电粒子。接着带电粒子通过碰撞把能量消耗在介质中，产生大量的次级带电粒子。比释动能的定义：不带电电离粒子在单位质量的某一物质内释放出的全部带电电离粒子的初始动能的总和。在国际单位制（SI）中，它的单位是焦耳每千克（J·kg-1），专用名称是戈[瑞]（Gray），符号为Gy。其表示式是：K=dEtr/dm1Gy=1J·kg-1105比释动能K（Kerma）辐射与物质相互作用最主要的标志是给物照射量X（exposure）电离是电离辐射最重要的特点。根据电离电荷测量电离辐射是一种广泛应用的方法。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。照射量定义指X或γ射线的光子在单位质量空气中释放出的所有电子，当它们完全被阻止在空气中时，在空气中产生同一种符号离子的总电荷量。其表示式为：X=dQ/dm照射量的SI单位是库仑每千克，符号为C·kg-1。106照射量X（exposure）电离是电离辐射最重要的特点。根据

吸收剂量D（absorbeddose）

吸收剂量的定义单位质量受照物质吸收的任何电离辐射的平均能量。

D=dε/dm

其中dm为物质的质量（kg）；dε是dm物质所吸收的平均辐射能量（焦耳）。吸收剂量D的SI制单位与比释动能相同，也是Gy（戈端），常用的单位有rad。吸收剂量是辐射剂量学中的一个最重要的物理量。物质吸收辐射的能量越多，辐射引起的效应越明显。吸收剂量就是对物质吸收辐射能量的定量描述。107吸收剂量D（absorbeddose）吸收剂量的定义定义：组织或器官的当量剂量是此组织或器官的平均吸收剂量与辐射权重因子的乘积。当量剂量（equivalentdose,HT)单位：J/kg，专用名称为希[沃特]（Sievert），符号为Sv1Sv=103mSv=106μSv

WR——辐射权重因子，表征射线种类、能量与生物效应关系。108定义：组织或器官的当量剂量是此组织或器官的平均吸收剂量与辐射各种射线的辐射权重因子，WR109各种射线的辐射权重因子，WR30有效剂量（effectivedose,HE)定义：各组织或器官的当量剂量（HT）与相应的组织权重因子（WT）的乘积的总和。WT——组织权重因子，表征组织或器官的辐射敏感性110有效剂量（effectivedose,HE)定义：各组织组织权重因子—WT

111组织权重因子—WT

321核辐射同物质相互作用的过程是能量和动量传递的过程；没有能量和动量传递就没有作用。2通常遇到的核辐射主要是对物质的电离作用，会对物体产生一系列的影响，人体也不例外。电离辐射的生物效应定义：电离辐射生物效应是研究核射线的能量传递给生物机体后引起的机体的变化和反应。即电离辐射的能量传递给生物机体后造成的后果。1121核辐射同物质相互作用的过程是能量和动量传递的过程；没一、作用机理113一、作用机理34躯体效应：大剂量照射时，处于分裂期间的细胞核遭到破坏，导致细胞立即死亡，从而造成躯体损伤甚至个体死亡遗传效应：受照量相对较小，没有发生细胞死亡，但在自我修复过程出现错误修复，导致细胞变异，错误信息传给后代而产生遗传效应按照发生的个体的不同来划分，分为躯体效应和遗传效应。发生在被照射个体本身的生物效应叫躯体效应；由于生殖细胞受到损伤而体现在其后代活体上的生物效应叫遗传效应。电离辐射生物效应114躯体效应：遗传效应：按照发生的个体的不同来划分，分为躯体效应随机效应：发生几率与受照剂量成正比而严重程度与剂量无关的辐射效应叫随机效应。它们主要是发生受照个体的癌症及其后代的遗传效应。一般认为，在低剂量范围内，这种效应的发生不存在剂量阈值。按照辐射引起的生物效应发生的可能性来划分，可以分为随机效应和确定性效应。确定性效应：通常情况下存在剂量阈值的一种辐射效应叫确定性效应。接受的剂量超过阈值越多，产生的效应越严重。因此只有当受照剂量达到或超过阈值时，确定性效应才会发生。阈值就是发生某种效应所需要的最低剂量值。115随机效应：发生几率与受照剂量成正比而严重程度与剂量无关的辐射确定性效应剂量阈值

116确定性效应剂量阈值37分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞生殖细胞功能障碍不孕肿瘤遗传效应确定性效应多细胞死亡导致随机性效应单一细胞变异导致DNA损伤细胞水平临床症状效应电离辐射生物效应图解117分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞生殖细胞功能障碍电离辐射的应用1、医学应用X射线摄影、CT、放射性治疗2、辐照装置食品保鲜用于灭菌（1000居里）3、工业应用工业探伤、料位计等118电离辐射的应用1、医学应用39γ刀（立体定向γ放射治疗装置）119γ刀（立体定向γ放射治疗装置）40辐射安全与防护120辐射安全与防护41放射源和射线装置分类放射性同位素，是指某种发生放射性衰变的元素中具有相同原子序数但质量不同的核素。放射源，是指除研究堆和动力堆核燃料循环范畴的材料以外，永久密封在容器中或者有严密包层并呈固态的放射性材料。非密封放射性物质，是指非永久密封在包壳里或者紧密地固结在覆盖层里的放射性物质。射线装置，是指X线机、加速器、中子发生器以及含放射源的装置。121放射源和射线装置分类放射性同位素，是指某种发生放射性衰变的元放射源分类原则

参照国际原子能机构的有关规定，按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将放射源分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类，V类源的下限活度值为该种核素的豁免活度。

（一）Ⅰ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;

（二）Ⅱ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;

（三）Ⅲ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;

（四）Ⅳ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;

（五）Ⅴ类放射源为极低危险源。不会对人造成永久性损伤。122放射源分类原则参照国际原子能机构的有关规定放射源分类表123放射源分类表44射线装置分类原则

根据射线装置对人体健康和环境可能造成危害的程度，从高到低将射线装置分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。按照使用用途分医用射线装置和非医用射线装置。

（一）Ⅰ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严重放射损伤，甚至死亡,或对环境造成严重影响；

（二）Ⅱ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射损伤，大剂量照射甚至导致死亡；

（三）Ⅲ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损伤。124射线装置分类原则根据射线装置对人体健康和环射线装置分类表125射线装置分类表4612647辐射防护的基本原则（1）实践的正当性（justification

ofpractice）

对一任何一项实践，只有在考虑了社会、经济、和其他有关因素之后，其对受照个人或社会所带来的利益足以弥补其可能引起的辐射危害时，该实践才是正当的。只有在确认某实践可以带来净利益时才能予以批准。127辐射防护的基本原则（1）实践的正当性对一任何辐射防护的基本原则（2）防护与安全的最优化

（optimizationofradiationprotection）

对于来自一项实践中的任一特定源的照射，应使防护与安全最优化，使得在考虑了经济和社会因素之后，个人的受照剂量大小、受照射的人数、受照射的可能性均保持在可以合理做到的尽量低的水平。这种最优化应以剂量约束和潜在照射危险约束为前提条件。128辐射防护的基本原则（2）防护与安全的最优化对辐射防护的基本原则（3）剂量约束和潜在照射危险约束除了医疗照射之外，对于任一项实践，其剂量约束和潜在照射危险约束应不大于审管部门对这类源规定或认可的值，并不大于可能导致剂量限值和潜在照射危险限值的值。基本限值、有效剂量限值129辐射防护的基本原则（3）剂量约束和潜在照射危险约束50有效剂量限值剂量限值为内外照射之和，但不包括天然本底照射和医疗照射130有效剂量限值剂量限值为内外照射之和，但不包括天然本底照射和医国际放射防护委员会制定的标准，辐射总危险度为0.0165／Sv，也就是说，身体每接受1Sv的辐射剂量，就会增加0.0165的致癌几率。以此推算，一个肋骨骨折病人将增加约为千万分之三点八的危险。131国际放射防护委员会制定的标准，辐射总危险度为0.0165／S日常生活所产生的辐射照射132日常生活所产生的辐射照射53全身急性照射引起的躯体效应133全身急性照射引起的躯体效应54+20d+39d2001年9月2日凌晨，某施工队在探伤检测后，将放射源（192Ir）从仪器中掉出，遗留在工地上。一工作人员在第二天上班时，发现放射源并拾起,双手来回玩耍、观看约20分钟，然后放入左裤兜2小时后，发现右大腿有2x2cm的充血性红斑。当晚入院治疗。134+20d+39d2001年9月2日凌晨，某施工队在探伤检测后辐射防护基本方法根据射线对人体发生作用的途径，可分为内照射和外照射。辐射源处于人身外面，射线从外面与人体发生作用，称为外照射。反之辐射源处于人体内的辐射，称为内照射。内照射主要是由于放射性核素通过口、呼吸道和皮肤进入人体内而产生的辐射照射。对内照射的防护措施是防止和减少放射性核素进入人体，并加快排出。

135辐射防护基本方法根据射线对人体发生作用的途径，可分为内照射和外照射的防护基本原则尽量减少或避免射线从外部对人体的辐射,使之所受照射不超过国家规定的剂量限值.时间,距离,屏蔽为外辐射防护三要素基本方法(1)减少接触辐射源的时间---时间防护(2)增大与放射源的距离---距离防护(3)设置屏蔽---屏蔽防护136外照射的防护基本原则时间,距离,屏蔽为外辐射防护三要素基本方1、时间防护对于相同条件下的照射，人体接受的剂量与照射的时间成正比。因此减少接受照射的时间，就可以明显减少吸收剂量。2、距离防护对于点源，如果不考虑介质的散射和吸收，它所产生的直接照射剂量与距离的平方成反比。因此随着与源的距离的增加，直接照射剂量会迅速衰减。KN—在距离为a0时，该点的最高比释动能率A—放射源的预期最大放射性活度(GBq)TK—比释动能常数(mGy·m2)/(h·GBq)

1371、时间防护2、距离防护KN—在距离为a0时，该点的最高比释3、物质屏蔽射线与物质发生作用，可以被吸收和散射，即物质对射线有屏蔽作用。对于不同的射线，其屏蔽方法是不同的：γ射线和X射线—用原子序数高的物质（例如铅）效果较好。β射线—用低原子序数的材料（例如有机玻璃）。α射线—α射线的屏蔽很容易，一张普通纸张即可，在体外，它基本上不会对人体造成危害，但它由于它的电离作用很大，因此内照射危害特别严重。对于γ、X射线强度随通过介质层厚度增加而减弱，其服从指数衰减规律。

I(x)=I0e-μx

μ指数衰减因子1383、物质屏蔽对于γ、X射线强度随通过介质层厚度增加而减弱，其

半减层厚度d1/2

射线强度减弱1/2所通过的物质层的厚度139半减层厚度d1/2

射线强度减弱1柳钢放射源使用和管理现状140柳钢放射源使用和管理现状61放射源贮存和使用台帐141放射源贮存和使用台帐62射线装置贮存和使用台帐142射线装置贮存和使用台帐63连铸机结晶器钢水液面控制系统的检测原理

143连铸机结晶器钢水液面控制系统的检测原理64放射源的γ射线射穿透待待测物质（钢水）后，部分射线被待测物质吸收，其余部分照射到电离室（γ射线射探测器），产生带电粒子，带电粒子经收集转变成电流信号，电流信号经过采集卡输送到计量控制的计算机，计算机根据水口的钢水流速、电流信号等进行运算，从而测得待测物质（钢水）的液面高度。钢水液面控制系统根据实际液面与给定值进行比较，输出控制信号，控制水口的钢水流速，实现自动控制。144放射源的γ射线射穿透待待测物质（钢水）后，部分射线被待测物质放射源装置周围辐射监测145放射源装置周围辐射监测66X射线测厚仪的检测原理在X射线测厚中，产生X射线的装置主要由X射线管和高压电源组成。X射线管由安装在真空玻璃壳中的阴极和阳极组成。阴极是钨制灯丝，它装在聚焦杯中，当灯丝通电加热时，电子就“蒸发”出来，而聚焦杯使这些电子聚集成束，直接向嵌在金属阳极中的靶体射击。靶体一般采用高原子序数的难熔金属制成。高电压加在X射线管的两极之间，使电子在射到靶体之前被加速达到很高的速度，这些高速电子到达靶面为靶所突然阻挡从而产生X射线。利用X射线测厚仪进行产品厚度测量时，X射线管在通电