放射性核素安全知识培训课程

放射性核素安全知识培训课程简介美国宾夕法尼亚州州立大学与核管理委员会(英文缩写NRC)制定了有关规章制度,规定所有从事与电离放射源有关工作的人员都要接受安全培训,了解核接触所可能导致的危险以及如何安全使用放射性资源的方法和步骤.在这次培训过程中,我们将以核接触带来的危险为重点.所有在宾州州立大学从事与放射性物质有关的工作的人员,不管他们的工作经验如何或者以前是否接受过类似的安全知识培训,都必须接受不少于四个小时的安全知识培训,并且要参加培训结束后的笔头测试.本次安全知识培训便满足了宾州州立大学在核安全知识培训方面的最低要求.校方还要求各实验室负责人确保每个参与放射性核试验的人员接受与他们工作相关的专门培训.在某些情况下,凡是在实验室教员直接指导下进行放射性核试验的学生也必须参加有关的安全知识培训(通常是以课堂讲授的方式进行). 宾州州立大学与核管理委员会任命主管科研工作的副校长和研究生院院长为负责核安全工作的校级主管官员.他们的主要工作是确保学校的有关部门依照核管理委员会的有关规定使用放射性材料.宾州州立大学主管科研工作的副校长和研究生院院长授权组建宾州州立大学同位素委员会(英文缩写UIC),负责制定有关放射性材料使用的法规,并且负责监督这些法规的执行情况. 宾州州立大学同位素委员会由以下人员组成:主席:艾伦菲利普斯(AllenPhillips)博士(生物化学教授)委员:克里格鲍姆鲁克(CraigR.Baumrucker)博士(动物营养学及生理学教授)威廉杰思特(WilliamA.Jester)博士(核工程学教授)爱德华肯尼(EdwardS.Kenney)博士(核工程学退休荣誉教授)唐沃州斯基(DonWojchowski)博士(动物医学教授)亚瑟罗思(ArthurW.Rose)博士(地质化学教授)约翰史密斯(JohnE.Smith)博士(人类营养学副教授)肯迪丝耶克(CandiceA.Yekel)主任(校规管理事务办公室) 宾州州立大学辐射保护办公室(英文缩写RPO)负责为同位素委员会提供辐射保护的必要设备并且监管放射性材料的使用.该办公室的办公地点在学术研究大楼(英文名AcademicProjectsBuilding)228房间,并在艾森豪威尔停车库(英文名EisenhowerParkingDeck)6号房间设有值班室,24小时热线电话为865-6391.辐射保护办公室负责监督放射性材料的使用,实验废料的处理,以及有关放射性材料使用的咨询.同位素委员会的委员也有义务向有关人员提供有关放射性材料使用和辐射安全知识的咨询. 在本校环境健康与安全管理办公室(办公地点在艾森豪威尔停车库6号房间,英文名EisenhowerParkingDeck)备有由宾夕法尼亚州州政府和核管理委员会签发的安全执照和核管理委员会的各项法规的复印件.艾瑞克波德(EricBoeldt)先生是辐射安全管理事务的负责人,他可以回答有关辐射安全法规的各种问题.他的电话号码是865-6391. 核管理委员会的各项法规是以<<联邦法典>>(英文缩写CFR)的第十款的形式出版的.所有在放射性核素实验室工作的人员必须了解第十款第19,20两项法规(英文代号分别为10CFR19,10CFR20)的内容.上述第19项法规规定有关人员必须参加核安全知识培训,并在实验室张贴有关法规,定期检查有关设备等.第20项法规规定了辐射保护的国家标准.每位实验室负责人处和辐射保护办公室都备有上述法规的复印件.按照核管理委员会的有关规定,宾州州立大学要在所有放射性核素实验室内张贴<<核管理委员会法规—3>>(英文名NRC—3),即<<工作人员须知>>.所有在有关实验室工作的人员都应仔细阅读这份<<须知>>,了解核管理委员会对其代理机构及工作人员的规章制度.在<<须知>>中,可以找到核管理委员会的地址和联系电话.在这份材料的最后附上了<<须知>>的复印件,供大家参考. 所有参加放射性核素实验的人员必须了解核辐射管理委员会制定的下列法规:所有在核辐射区工作或经常出入该区域的人员必须了解放射性材料和辐射可能产生的危险并且接受相关的安全知识培训.如果在上述区域出现违反有关法规或导致危险后果的行为,任何在该区域工作的人员都有责任向主管部门(即宾州州立大学同位素委员会UIC和辐射保护办公室RPO)及时报告.任何放射性材料只能由同位素委员会授权的个人使用或者在该委员会授权的个人的直接监管下使用.任何放射性材料都不得在直接向外部环境排放核物质的同位素示踪实验中使用.任何放射性材料都不得在与人直接接触(例如吞服或吸入)有关的产品(如食品,饮料,化妆品,药品)中使用.任何放射性材料的购买和交换(包括学校内部的合法用户之间和校际之间)必须经过宾州州立大学辐射保护办公室的批准. 宾州州立大学同位素委员会有责任和义务确保所有放射性核素的使用者遵守有关的法规.对任何违反上述法规的使用者,该委员会将给予严厉的制裁.依照有关法规,任何违反法规的放射性核素的使用者将被课以不低于五千美元的罚金,并视具体情况给予相应的民事处罚.在此要特别强调,任何违反法规的行为都不是个人行为,由于个人违反法规所导致的补救行为会影响所有在宾州州立大学从事与放射性核素相关工作的人员. 如果对有关法规及规章制度有问题,可以直接找辐射保护办公室的人员或同位素委员会的委员咨询,也可向辐射保护办公室索要有关规章制度的复印件. 宾州州立大学所有放射性核素的实验也是在宾夕法尼亚州环境与资源部辐射保护局的监督和管理下进行.因此,有关的州法和州规与核管理委员会的规章制度是一致的. <<宾夕法尼亚州州立大学放射性材料使用规定和步骤>>也包含了同位素委员会对使用放射性材料所作的规定.所有经同位素委员会授权和批准的实验室主管人员处都备有上述文件的复印件.基本名词 A代表质量数,即质子数和中子数之和 Z代表原子量,即质子数 N代表中子数 X代表元素例如: A=14个质子和中子 Z=6个质子 N=8个中子 C=碳元素放射学术语放射性材料 指含有放射性原子的固态,液态或气态化合物或混合物.放射性 指放射性核素为了达到稳定状态,以电离辐射的形式自发地释放能量的一种自然特征.放射 指以粒子或波的形式传输的能量,它既可以是电离的,也可以是非电离的.污染物 指实验台面上,或其它仪器设备的表面的出现的放射性材料.它既可以是可转移的(可移动的),也可以是不可转移的(固定的).电离辐射 它在电子附加到或转移出核子时出现,其主要形式有四种:阿尔法粒子,贝塔粒子,伽玛粒子和中子.阿尔法粒子是氦核子.它有两个质子和两个中子,即大又慢,负载两个正电荷.在该粒子衰变的过程中,原来的核子失去两个质子和两个中子:贝塔粒子是核子释放的电子,既小又快,负载一个负电荷.在该粒子衰变的过程中,中子转化为一个质子和一个电子.伽玛粒子和X射线都是光子,它们没有质量和电荷,以光速运行.伽玛射线”生在”原子核中.X射线“生于”原子的电子云中.中子是中性的微粒,根据能量大小来分级.其中有高速中子,其能量大于0.1兆电子伏特;还有热能中子,其动能与同样环境中的气体分子相同.在宾州州立大学,与中子有关的地方是一个核反应器,在那里中子伴随着铀和钚元素的分裂而释放出来.非电离辐射 它包括微波,太阳光,可见光,红外线,无线电波和激光.它与电子的增加和转移无关,因此不在核管理委员会的管辖范围之内.放射健康管理局(英文缩写BRH),劳动部(英文缩写DOL)和职业安全与健康管理局(英文缩写OSHA)为非电离辐射(如激光)的安全保护制定了标准.线性能量转化(英文缩写LET)和穿透力线性能量转化是指以电离辐射的形式在某个目标上对能量进行局部分配的数量.一个粒子的LET值越高,它对目标的破坏力就越大.穿透力是指辐射穿透物质的能力.阿尔法粒子的穿透力最低,用一张纸就可以将它阻挡住.贝塔粒子的穿透力相对高一些.一般采用热塑有机玻璃(又称普莱克西玻璃)来阻挡它.伽玛射线的穿透力最强.要用铅或厚的水泥层来阻挡它.下表显示了三种射线的LET值和穿透力的大小.辐射单位辐射量是指伽玛射线和X射线在电离过程中在空气中产生的电荷,其计量单位是伦琴,英文缩写为R.辐射能吸收剂量是指一个单位质量的放射性物质以电离辐射的形式储存的能量,其计量单位是拉德(rad).辐射剂量当量,即人体伦琴剂量,是不同类型的电离之间危险程度的比较,其计量单位是雷姆(rem).辐射强度是辐射量的大小,其计量单位是居里(英文缩写为Ci)或贝克勒尔(英文缩写为Bq).一个居里是指相当于一克镭数量的氡气每秒钟衰变的数量.一个贝克雷尔是指每秒钟发生的一次衰变.居里和贝克雷尔的关系可以用以下公式来显示:辐射源辐射在人们日常生活中无处不在.一个正常人每年大约接受360毫雷的辐射.其中82%的辐射量(即295mrem毫雷)来自自然界.陆地辐射是自然界辐射的主要来源,其辐射量(包括氡元素产生的辐射)约228毫雷.人体自身产生的辐射大约是40毫雷,宇宙产生的辐射大约是27毫雷.其余18%的辐射(大约65毫雷)主要是人为因素产生的,其中最主要的来源是医疗过程,每人每年大约要接受53毫雷的辐射.例如在胸腔和牙齿透视中,每人要接受大约10毫雷的辐射.日用消费品(例如烟草和化妆品)大约产生10毫雷的辐射.其余的2毫雷辐射来自放射性沉降物,核能,以及其它类型的人为辐射.对生物体的影响一次短期的辐射达到一定剂量便会对生命活动产生一系列的影响.我们把接受辐射的时间与首次发现明显后果的时间之间的间隔称为潜伏期.辐射对细胞和组织的显著影响通常在潜伏期内或潜伏期后不久显示出来.只有在这段时间内,生物体接受辐射所产生的一系列互不联系的影响才显现出来.短期(几天或几个星期)的恢复会由于残余影响的存在而不够明显,这就会导致长期的影响.接受一次一定剂量的辐射以后,如果不采取任何补救措施,便会出现下列显著的后果: 一般的症候(接受50,000mrad毫拉的辐射)恶心和呕吐身体疲劳和不适体温升高血液方面的变化血液生成系统的症候(接受200,000毫拉的辐射)骨髓受到侵蚀如不接受治疗,会在几个月内死去胃肠系统的症候(接受1,000,000毫拉的辐射)内脏上皮组织发生脱皮如不接受治疗,会在数周内死去中枢神经系统的症候(接受2,000,000毫拉的辐射)数分钟后昏迷,失去意识如不接受治疗,会在数天内死去宾州州立大学去年的最大辐射剂量为100毫雷(自然界产生的辐射除外)半衰期及衰变每个放射性核素具有各自独特的衰变类型.这与射线的类型(阿尔法,贝塔等等),释放的能量和衰变率(即半衰期)有关.一个放射性核素的半衰期是指半个放射性原子分裂或衰变所需要的时间.辐射活动的计量其中A=一定时间(t)的辐射活动 A0=最初的活动 =半衰期/Ln2例如,如果你最初有1mCi毫居的钚-32(P-32),八周以后还剩多少?假设P-32的半衰期是14天注意在上式中,14天转换为2周,以使单位保持一致.有没有更简便的计算方法?请看下表: 时间 半衰期数 辐射活动辐射保护ALARA是英文ASLOWASISREASONABLYACHIVABLE(在获得合理的成果的前提下使辐射量降至最低限度)的首字母缩写.为了获得满意的实验结果而接受高剂量的辐射是不合理的做法.有三种途径可以将辐射量降至最低限度:时间,距离,和隔离措施.将你在辐射源附近停留的时间缩减至最低限度.在你用放射性材料作实验之前,先要进行模拟操作(不用放射性材料).找出那些你与辐射源作了不必要的接触的部分,并作相应的调整,这样在正式实验中你就可以将接触辐射源的时间减至最低.将你与辐射源之间的距离增至最大限度.逆向平方律证明如果你与辐射源之间的距离增加两倍,你接受的辐射量便会降低四倍.如果上述距离增加三倍,那么辐射量便会降低九倍.必要时应使用合适的隔离措施.对于高能贝塔辐射源(如P-32钚-32),可以使用热塑有机玻璃(即普莱克西玻璃)来隔离.对于伽玛辐射源,可以使用加铅或无铅丙烯酸来隔离.一般情况下,不能只用铅来隔离贝塔辐射源,这样作会产生更为有害的轫致(bremsstrahlung)X射线—一种由贝塔射线与高Z原子核发生反应而产生的低能X射线.铅是高Z材料,而普莱克西玻璃不是.包着铅制外壁的热塑有机玻璃是最为合适的隔离物,这是由于热塑有机玻璃可以阻挡所有贝塔射线,铅可以阻挡所有轫致X射线.水可以阻挡中子,因此在宾州州立大学的布瑞日尔(Breazeale)核反应堆设有反应池.对参加实验的自身和他人的另一项防护措施是进行核污染检查.在每次使用完未加封口的放射性材料后,你必须仔细检查你的工作区域.使用检测计和(或者)擦拭实验的手段,检查你的身体,桌凳表面,地板,非放射性废弃物和所有可能被污染的区域.注意要根据你所使用的放射性核素来使用相应的检测设备.下面这张功率表可以用作指南:预计的探测器功率(4;+/-~10%) GM尖端探测器煎饼型探测器碘化钠探测器低能贝塔(H-3) 无无 无中能贝塔(C-14,S-35,P-33)5%10%无高能贝塔(P-32) 10% 25%20%低能伽玛(I-125)无 无 20%注:该表所示功率均为近似值,不能作为校准值使用检查H-3的污染情况,应使用LSC(英文“液体闪烁计数器”的缩写)进行擦拭测试.上表中列出的便携式探测器不能用于检测H-3.对于C-14,S-35和P-33,推荐使用LSC擦拭测试或煎饼型GM探测器.检测P-32的最佳仪器是煎饼型GM探测器.检测I-125应该使用碘化钠探测器.可以使用LSC擦拭测试法来区分固定的和可移动的污染.辐射活动的计算上表中列出的功率是用我们记录的测量源的周期频率除以该测量源的实际分裂频率得出的,即:功率(Efficiency)=每分钟周期能量(cpm)/每分钟分裂数(dpm)如果我们知道所使用仪器的功率,就可以测算出辐射活动: dpm=cpm/Efficiency例如我们使用煎饼型GM探测器测出P-33的周期率值为2,200cpm,便可以测量辐射活动.下列算式表示P-33的功率约为10%. dpm=2,200/0.10=22,000dpm=2.2*10dpm我们知道1居里(CurieorCi)大约等于2.2X10dpm,因此可以将上述答案转化为Ci我们可以再把上式转化为更为有用的微居(Ci):辐射剂量限制美国联邦,州和宾州州立大学的法规对从事与辐射有关工作的成年人和未成年人,一般公众及事先向大学有关部门申报的孕妇及她们的胚胎所接受的辐射剂量规定如下: 成年专业人员: 每年5,000毫雷mrem(5雷rem) 未成年专业人员: 每年500mrem(0.5rem) 一般公众: 每年100mrem(0.1rem) 孕妇及专业人员之胚胎: 怀孕期500mrem(0.5rem)需要特别指出的是,孕妇指的是那些以书面形式向辐射保护办公室申报自己已经怀孕的女性.任何一位妇女都可以在任何时候申报怀孕或取消申报,但都必须是以书面形式在辐射保护办公室备案.辐射剂量的检测(TLD和生物检验)所有可能接受上表中10%辐射量的人都会获得热发光剂量计(TLD徽章).在宾州州立大学布瑞日尔(Breazeale)核反应堆工作的人和用X光机工作的人也会得到TLD徽章.辐射保护办公室会根据核辐射剂量检测申请书所提供的信息来发放TLD徽章.那些在工作中只接触H-3,C-14,S-35,Ca-45和/或者P-33的人将不会领到TLD徽章,这是由于上述放射性核素释放出的贝塔粒子的能量太低,不易被TLD探测到.所有从事放射碘化实验和在任何时候一次使用了超过100mCi的H-3的人必须接受生物检验(Bioassays)放射性材料的定购及转让所有放射性材料的定购必须经过辐射保护办公室的批准.对于一次性定购,可以通过校内邮政系统向辐射保护办公室寄送所需的表格,或者把这些表格亲自送到辐射保护办公室.对于已经批准的长期订货,必须将订货用电话,信件或传真通知辐射保护办公室.所有包含放射性材料的包裹必须由辐射保护办公室接收,任何实验室无权直接接收此类包裹.辐射保护办公室在接到包裹的当日对其进行污染,泄漏和其它损坏的检查,然后送到有关实验室去.如果包裹不慎直接送到实验室去,千万不能随意拆封,要立即通知辐射保护办公室来作有关检查.接到辐射保护办公室检验后送来的包裹,移开辐射物品.将经过检验处理的包裹丢弃在垃圾桶内之前,必须将包裹外封上的放射性标志除去或抹掉.每个包裹内附的购货清单必须在填好以后送回辐射保护办公室,以便对有关负责人处理这些货品的情况进行登记.在接到货品处理报表之前,该负责人必须是每个同位素订货的拥有者.如果该负责人拥有的放射性材料超过了限度,辐射保护办公室有权不批准订货申请.在宾州州立大学内,任何不使用运输工具的实验室之间的放射性材料的转移必须以电话形式通知辐射保护办公室.任何校外的转移或在学校内用运输工具转移放射性材料必须由辐射保护办公室来负责安排和实施.使用授权所有使用放射性材料的行为必须经宾州州立大学同位素委员会授权.所有实验室的负责人都不允许定购超过规定限量的放射性材料.授权申请书的复印件可以在下列网址上下载:HYPERLINKhttp://放射性材料的存放所有放射性材料(包括放射性废料)在无人看管的情况下(即使在很短的时间内)必须妥善存放起来.必须随时锁好实验室的门窗,或者将这些材料锁进冷冻箱和废料桶内.废料的处理和存放固体废料必须与核素分开,只能存放在由辐射保护办公室配发的容器内.所有的尖硬物(例如针头等)必须存放在特制的容器内,如果有放射性,还要将密封的专门存放尖硬物的容器放入放射性固体废料的容器内.所有对生物构成威胁的废料在作为放射性固体材料处理以前,必须进行高压消毒.不许产生美国环境保护署(EPA)禁止的有害废料.在固体废料中不许使用液体(即每个废料容器中的液体含量不得超过5毫升).如果在实验中有必要产生美国环境保护署禁止的有害放射性废料,必须在实验前向辐射保护办公室咨询有关的指导性措施.在所有放射性废料的容器内均附有固体废料卡片,必须填写这些卡片并签名,否则辐射保护办公室将不会回收这些废料.请记住固体废料大多采用“存放中衰变”的处理方法,在十个半衰期后,这些废料可被当作一般废料来处理.液体废料必须与核素分开,只能存放在由辐射保护办公室配发的容器内.任何类型的液体均不得与固体废料混合(pH试纸测试为1或2的除外).液体的pH值必须在5和9之间.如果实验产生的液体废料对生物构成威胁,在加入废料之前,应该加入一定量的漂白液(浓度不低于容器容积的10%).不许产生美国环境保护署禁止的有害废料.大多数液体废料都采用”存放中衰变”的处理方法.在这些废料发生衰变后,可通过下水道排放.不要把不适宜排入下水道的液体与液体核废料混合.必须填写液体废料标签(包括辐射量,化学物品名称,CAS#’s和签名),否则辐射保护办公室将不会回收这些废料.测定容器内的辐射量,合适的方法是取样并使用液体闪烁计数器(LSC).液体闪烁计数器的小瓶不应该被倒空.应把这些小瓶放入原来盛放空瓶的硬纸箱内,或者向辐射保护办公室索取特制的专门存放这些小瓶的废料罐.盛放寿命短的同位素(如S-35,P-33,P-32,I-125)的小瓶要存放在合适的固体核废料容器内.即使这些小瓶仅有几毫升液体,也必须按规定存放.关于如何处理盛放寿命长的同位素的小瓶,请向辐射保护办公室咨询.违反有关法规及其后果如果出现违反有关法规的情况(包括将放射性材料与一般非放射性废弃物混放,在贴有有关法规的实验室和其它地方饮食,抽烟或存放食品),立即吊销对有关实验室负责人的授权.如果实验室负责人的授权被吊销,所有在他(她)管辖之下的工作人员应立即停止使用放射性材料.直到接到有关通知以前,吊销授权的处罚都是有效的.在此期间,该负责人应向宾州州立大学同位素委员会(UIC)递交书面材料,汇报采取那些措施以确保类似违反规定的情况不再出现. 如果你有关于辐射安全与保护方面的问题, 请及时与我们联络: 宾州州立大学辐射保护办公室 228房间学术研究大楼(AcademicProjectsBuilding) 宾州大学城(UniversityPark),PA16802-2303 电话:814-865-6391 传真:814-865-7225 附件1处理泼溅泄漏问题的紧急措施无论我们多么小心谨慎,事故还是不可避免的.如果不慎发生了泼溅渗漏事故,请按照以下步骤采取紧急措施: 立即通知辐射保护办公室和实验室负责人防止放射性材料的扩散.如果过道有被污染的迹象,应立即在过道上拉起绳子.绳子与实验室两侧的门之间应保持至少10英尺的距离.放置警告牌,使用胶带,设专人禁止行人来往.立即向实验室其它人员发出警告.这有助于尽可能减少污染的扩散.立即打电话(865-6391)通知辐射保护办公室.对实验室所有人员进行检查并进行登记(例如弗雷德的左脚:1厘米1,000cpm-GM;贝蒂的右手掌:1厘米950cpm-GM).特别要注意皮肤受到的污染.皮肤受到的辐射会带来较为严重的后果.在迅速清扫之前检查并记录,清扫结束后,再次检查并记录.如果有核污染扩散的迹象,要检查其它实验室的有关人员，并且通知他们检查各自的实验室。立即呼救。实验室的负责人应立即到场组织清扫。该负责人应召集所有的教职员工和学生，并且向辐射保护办公室请求协助清扫。确定泼溅泄漏的物品的化学成分，确定该物品在挥发后是否会产生空气微粒。如果会产生空气微粒的话，要立即擦抹掉。划定“清洁区”。尽量在室内划定，否则要在过道内划定。分发靴子和用来包裹鞋面的塑料袋。用吸附性好的纸盖住地板，以便用作清洁区。检查公共区域。找一位鞋面未受污染的人检查门厅、电梯、楼梯等处。如果发现污染在扩散，应相应扩大用绳隔离的区域。检查房间。在检查房间之前，房内的人不得随意离开。不一定要对房间进行擦拭，但必须进行检查并记录检查的结果。分派一些人清扫过道，其它人继续进行检查。在必要时扩大用绳隔离的区域。直到所有的公共区域得到清扫后，实验室的人员才可以排除各自工作区域内的污染。辐射保护办公室派来的人员不一定要亲自参加排除污染的活动，但他们要协助培训、监督和管理现场的工作人员。其它防止泼溅