民用核安全设备无损检测辐射防护

民用核安全设备无损检测第二章辐射防护技术质量部3/9/20231一、概述1、放射性和放射性核素同位素构成元素的最基本单位叫该元素的原子。把原子序数相同，而原子质量数不同的一类原子称为同位素。放射性核素核素分为稳定核素和不稳定核素。不稳定的核素称为放射性核素。不稳定核素通过释放能量使原子核稳定的性质称为放射性。3/9/202321、放射性和放射性核素放射性衰变不稳定的核素发出射线释放能量，通过释放能量使原子核稳定的现象称为放射性衰变。放射性衰变分为α衰变、β衰变、γ衰变。α衰变某种放射性核素放出α粒子（42He）而转变为另一种原子核的过程，称为α衰变。α衰变放射出的α粒子携带的能量是单一的。一般放射性核素放射出的α粒子的能量大致在4~8MeV之间，某些放射性核素可以同时放射出几种不同能量的α粒子。3/9/202331、放射性和放射性核素β衰变某些放射性核素放出电子而转变为另一种原子核的过程，称为β衰变。β衰变又分为β+衰变和β-衰变。β衰变放射出的β粒子所携带的能量不是单一的，从0起一直到它的最大值之间是连续谱。平均能量近似为最大能量的1/3。γ衰变放射性核素的原子核自较高的能级向较低能级（包括基态）过渡时，放射出电磁辐射的过程称为γ衰变。发出γ衰变时，核素原子序数和质量数不发生变化，只是能态发生跃迁，所以又称同质异能跃迁。此跃迁发射的γ射线又可能将其能量传给核外电子，所以γ衰变总是伴随α衰变或β衰变而发生。γ射线能量是单一的，它的大小等于2个能级之差。3/9/202341、放射性和放射性核素放射性衰变规律放射性是一些核素的基本特征，不受外界因素的影响。衰变的速率是由其本身的特性决定。放射性核素能自发的放出射线，并同时变为另一种核素。半衰期是指一定数量的某种放射性核素的原子核数目衰减到它初始值的一半所需要的时间，通常用T1/2来表示，半衰期是放射性核素的一个特征常数。它不随外界条件和元素的物理、化学状态的变化而改变。放射性核素在衰变过程中遵从指数衰减规律Nt=N0·e-λt

对于任何放射性核素，其衰变常数λ与半衰期T1/2的关系为：T1/2=0.693/λ。3/9/202351、放射性和放射性核素射线与物质的相互作用及其生物效应：电离和激发带电粒子主要通过与物质原子核外的电子相互作用而失去能量。传给电子的能量可能产生电离或激发。如果电子获得的能量足够大，就会使核外电子完全脱离原子核的束缚而成为自由电子，这个过程称为电离，电离后的原子带正电荷，与逃出的自由电子合称为电子离子对。如果电子获得的能量不足以产生电离，只是使电子从能级较低的轨道跃迁到能级较高的轨道，使原子处于激发态，这个过程称为激发。处于激发态的原子是不稳定的，它将通过跃迁而回到基态，多余的能量以X射线的形式释放。3/9/202361、放射性和放射性核素常见的电离辐射α粒子：由氦核组成的粒子流。射程短、穿透力弱，一张纸就可阻挡。进入体内的核素发射的α粒子可通过静电效应引起物质电离，产生的生物效应远大于β粒子和γ射线。β粒子：由电子组成的电子流。在空气中的射程约几米，1cm的有机玻璃板就可阻挡掉。β粒子也具有较强的电离作用，能发射β粒子的核素进入体内，内照射危害较大。3/9/202371、放射性和放射性核素X和γ射线：是由强光子流组成的电磁辐射。X和γ射线对人体的伤害主要是外照射伤害，穿透力极强。射程在理论上无穷大，用“半价层”来表示其穿透力。波长越短，穿透力越强。常用原子序数大，密度大的材料进行屏蔽。电磁辐射主要通过光电效应、康普顿效应和电子对效应将能量转移给被碰撞物质，散射电子而使物质电离。中子：中子不带电荷，穿透力极强。在物质中与原子核碰撞而损失能量，并产生核反应或使某些原子核裂变为有放射性的核。它与轻核发生弹性散射几率较大，碰撞时能量损失较大，通常选用含较多氢元素的物质（水、石蜡）进行屏蔽。3/9/202381、放射性和放射性核素电离辐射对人体的危害电离辐射对人体的损伤程度受辐射剂量剂量率、射线种类、能量、传能线密度、辐射方式、辐照部位、面积及个体辐照敏感性影响。根据辐射效应发生的机制分为确定性效应和随机性效应。3/9/202391、放射性和放射性核素确定性效应指效应的严重程度与受照射剂量有关的那些效应。在辐射防护实践中，认识确定性效应存在阈剂量。辐射防护工作人员可通过有效措施把受照射人员的剂量控制在某一阈剂量以下，从而达到防止受照射人员的特定组织或器官发生确定性效应的目的。一般认为，性腺和眼晶体属于对辐射最敏感的组织。3/9/2023101、放射性和放射性核素确定性效应主要阈值3/9/2023111、放射性和放射性核素随机性效应：减少剂量可以降低随机性效应的发生率，但是不能完全避免。随机性效应一般分为躯体效应和遗传效应。躯体效应：分为早期效应和晚期效应。早期效应指在急性照射之后，几小时到几周内就出现的效应，按剂量大小、病理特点等可分为骨髓性放射病、肠型放射病和脑型放射病。按射线作用范围可分为全身和局部损伤两类。晚期效应指受照6个月以后出现的机体变化，临床表现主要有各种癌症、白血病、不育症及寿命缩短等。3/9/2023121、放射性和放射性核素遗传效应：指电离辐射使受照者基因突变引起的生育方面的异常，以及造成后代的遗传性缺陷。放射工作人员在工作中受到照射叫职业照射，不包括天然本底照射和医疗照射。放射性工作属于有危害的工作，随着辐射防护水平的不断提高，放射性工作的安全性得到了很大的提高。3/9/2023132、人类生活环境中的放射性常见人类活动所接受的照射3/9/2023142、人类生活环境中的放射性根据放射性的来源分为：天然放射性和人工放射性。天然放射性包括：宇宙辐射、地壳中的放射性物质和体内的放射性物质三方面。宇宙辐射：主要来自星际和太阳，给人们造成的剂量大约为300μSv/年。地壳中的放射性物质：主要来自土壤和岩石中的少量放射性元素铀和钍以及它们的子体产物，放射性核素的浓度与地理位置和地质构造有很大关系。3/9/2023152、人类生活环境中的放射性体内的放射性物质：人体内含有的微量放射性元素（C14和K40），此外氡和钍射气对人体内放射性也有显著贡献。某些建筑材料中释放出来的氡气使有些地区室内氡气含量过高。天然放射性核素对人造成的剂量平均达2300μSv/年左右。人工辐射源包括：医疗照射、公众照射和职业照射三方面。3/9/2023162、人类生活环境中的放射性医疗照射：包括放射性诊断和放射性治疗对患者产生的照射。医疗照射造成的剂量在人类受到的人工辐射源照射中居首位。公众照射：由于工业生产、科学研究等导致公众接受的和公众本身家居生活、出外旅行所接受的辐射照射。主要来源有核工业、放射性同位素应用、燃煤、交通发展、混凝土建筑等产生的公众照射。核工业产生的公众照射远低于燃煤等产生的公众照射。3/9/2023172、人类生活环境中的放射性职业照射：由于工作条件对从事该项职业的人员所产生的照射。职业照射主要由三部分组成：1）核工业工作人员所受照射2）辐射和核技术应用工作人员所受照射3）采矿和提炼工业工作人员所受照射辐射和核技术应用中，潜在照射的危险很大，必须采取严格有效措施降低事故发生率；核工业的事故概率极低，但发生严重事故的可能性并不等于零，必须加强管理，防止事故的发生。3/9/2023182、人类生活环境中的放射性我国不同职业工作人员受照人均个人剂量和集体剂量3/9/2023193、放射性衰变的物理量放射性活度（A）：指放射性核素在单位时间内衰变的次数。活度的国际单位是贝可（Bq），1Bq=1核衰变/秒；常用单位是居里（Ci），1Ci=3.7×1010Bq。3/9/2023203、放射性衰变的物理量半价层和十分之一层半价层：光子射线强度减弱一半时所需防护介质的厚度。十分之一层：光子强度减弱到原来1/10时所需防护介质的厚度。照射量：用来表示X或γ辐射在空气中电离能力的大小，国际单位制是库仑/千克（C/Kg）。惯用单位是伦琴（R），1R=2.58×10-4C/Kg3/9/2023213、放射性衰变的物理量吸收剂量：表示在任何单位质量物质中，吸收各类电离辐射能量大小的物理量。国际单位是焦耳/千克（J/Kg），专用名称为戈瑞（Gy），惯用单位是拉德（rad），1Gy=100rad剂量当量：等于反映特定类型辐射引起损伤能力的品质因子Q、该类型辐射的吸收剂量D和其他修正因子N的乘积。国际单位是焦耳/千克，专用名称为希沃特（Sv），惯用单位是雷姆（rem），1Sv=100rem。3/9/2023223、放射性衰变的物理量剂量率：通常用单位时间的剂量当量来表示，mSv/h、μSv/h或rem/h、mrem/h；也可用单位时间的吸收剂量来表示，mGy/h、μGy/h或rad/h、mrad/h。3/9/202323二、辐射防护的目的、原则和标准辐射防护目的防止有害的确定性效应的发生，并将随机性效应的发生几率降低到合理可行尽量低的水平。辐射防护原则：辐射实践的正当化、辐射防护的最优化、个人剂量限制辐射实践的正当化：只有该实践的利益大于所付出的代价时，才能认为该实践是正确的。通常要综合考虑政治、经济、社会等方面的因素。3/9/2023242、辐射防护原则辐射防护的最优化（ALARA）：最优化是指应避免一切不必要的照射，在考虑到经济和社会因素的条件下，使所有辐射照射都保持在合理可达到的尽量低的水平（AsLowAsReasonablyAchievable）。个人剂量限制：用剂量限值对人员所接受的照射加以限制，每一工作人员都不得超过规定的个人剂量限值，从而达到保护个人的目的。3/9/2023252、辐射防护原则职业照射剂量限值：03年04月01日新的国家标准规定，个人职业照射限值为连续5年的年平均有效剂量不得超过20mSv；五年中的任何一年都不允许超过50mSv（不包括天然本底和医疗照射）。个人剂量限值：个人有效剂量的管理目标通常为每年不超过20mSv。调查水平：外照射剂量每日为1mSv，内污染为年摄入量限值的1%。3/9/2023262、辐射防护原则预警水平：年预警水平为10mSv，单次大修预警水平为4mSv。干预水平：外照射剂量每日为2mSv，外照射剂量每12个月15mSv。内污染干预水平为3%年摄入量限值。3/9/2023273、辐射防护相关法规、标准介绍法律《中华人民共和国放射性污染防治法》《中华人民共和国职业病防治法》行政法规《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》《中华人民共和国民用核设施安全监督管制条例》《核电厂核事故应急管理条例》《中华人民共和国核材料管理条例》3/9/2023283、辐射防护相关法规、标准介绍部门规章《放射性同位素与射线装置安全许可管理办法》《核与放射事故管理规定》《放射工作人员健康管理规定》《核动力厂设计及运行安全规定》《放射性物质运输管理办法》3/9/2023293、辐射防护相关法规、标准介绍技术标准GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》GB11806-2004《放射性物质安全运输规程》GB14500-2002《放射性废物管理规定》GBZ98-2002《放射工作人员健康标准》GBZ113-2002《电离辐射事故干预水平及医学处理原则》3/9/2023303、辐射防护相关法规、标准介绍中华人民共和国放射性污染防治法《中华人民共和国放射性污染防治法》于2003年6月28日公布，2003年10月1日起施行。它适用于中华人民共和国领域和管辖的其他海域在核设施选址、建造、运行、推移和核技术、铀（钍）矿、伴生放射性矿开发利用过程中发生的放射性污染的防治活动。制定本法律的目的是防治放射性污染，保护环境，保障人体健康，促进核能、核技术的开发与和平利用。对放射性污染的防治方针是：预防为主、防治结合、严格管理、安全第一。3/9/2023313、辐射防护相关法规、标准介绍本法律共8章63条，主要内容包括放射性污染防治的监督管理、核设施的放射性污染防治、核技术利用的放射性污染防治、铀（钍）矿和伴生放射性矿开发利用的放射性污染防治、放射性废物管理和相关法律责任。本法中对放射性污染的定义是：由于人类活动造成物料、人体、场所、环境介质表面或内部出现超过国家标准的放射性物质或者射线。另外本法指出，国务院环境保护行政主管部门对全国放射性污染防治工作实施统一监督管理，国务院卫生行政部门和其他有关部门依据国务院规定的有关职责，对有关的放射性污染防治工作依法实施监督管理。3/9/2023323、辐射防护相关法规、标准介绍放射性同位素与射线装置安全和防护条例《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》是国务院449号令，于2005年9月14日发布，同年12月1日施行。它适用于在中华人民共和国境内生产、销售、使用放射性同位素和射线装置，以及转让、进出口放射性同位素中的辐射防护。制定此条例的目的是加强对放射性同位素、射线装置安全和防护的监督管理，促进其安全应用，保障人体健康、保护环境。3/9/2023333、辐射防护相关法规、标准介绍本条例共7章69条，主要内容包括许可和备案、辐射事故应急处理、监督检查、法律责任等。国务院449号令是取代1989年发布的国务院44号令《放射性同位素与射线装置放射防护条例》的有关辐射防护的新行政法规，与44号令相比，449号令有如下突出特点：统一监督管理放射防护与安全工作的主管部门由卫生部门转为环保部门；凡生产、销售、使用放射性同位素和射线装置的单位，必须向环保主管部门申领辐射安全许可证，证书有效期为5年；3/9/2023343、辐射防护相关法规、标准介绍对放射源和射线装置实行分类管理，根据对人体健康和环境的潜在危险程度，从高到低将放射源分为I、II、III、IV、V类，射线装置分为I、II、III类，对不同类别的放射源和射线装置采取不同等级的管理措施；注重和强化从生产、销售、使用、转让、进出口、退役、废弃处理与回收等各个环节的全过程监管。规定应建立生产放射性物品的台帐，对生产的放射源实行统一编码；将放射事故分为特别重大、重大、较大、一般4级，强化建立放射事故应急预案和事故的应急处理要求；强调对放射诊疗管理与医疗照射防护的要求；细化了法律责任，加大了处罚力度。3/9/2023353、辐射防护相关法规、标准介绍电离辐射防护与辐射源安全基本标准2002年10月8日，国家质量监督检验检疫总局发布了GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》，该标准取代了原国家标准GB4792-84《放射卫生防护基本标准》、GB8703-88《辐射防护规定》，于2003年4月1日起实施。作为我国新的放射防护基本标准，它适用于实践和干预中人员所受电离辐射照射的防护和实践中源的安全。3/9/2023363、辐射防护相关法规、标准介绍此标准由11章和9个附录组成，主要内容包括对放射实践的要求、对干预的要求、职业照射的控制、医疗照射的控制、公众照射的控制、潜在照射的控制、应急照射情况的干预和持续照射情况的干预等。在本标准的附录B中还规定了剂量限值。标准的全部技术内容都是强制性的，是指导放射防护工作的纲领性文件。其特点简介如下：3/9/2023373、辐射防护相关法规、标准介绍将以往单一的“辐射防护”概念扩展为“辐射防护与安全”，使概念更为完整、严密，强调了要同时重视“电离辐射防护”和“辐射源安全”这两个方面；修改了剂量限值。如对职业照射的基本剂量限值，由以往标准的剂量限值为50mSv/a变更为：连续5年年平均有效剂量限值20mSv，任何一年中的有效剂量限值为50mSv；强调不仅要进行剂量限制，而且要进行潜在照射危险限制；充实了干预的防护体系，强调在做好防护和安全工作之外，还需加强应急准备和响应。3/9/202338三、放射性的危害和防护外照射的危害及防护外照射：指放射源在人体之外对人体产生的照射，外照射可引起内部器官组织或皮肤的损伤。外照射的来源：核电厂中主要是γ射线、β射线和中子。γ射线：是核电厂中主要的外照射形式。能穿透人体深处，对器官和组织造成损伤。3/9/2023391、外照射的危害及防护β射线：正常情况下被管道完全屏蔽，当有开口检修或泄漏场所工作时，可能造成体表污染，产生皮肤剂量。中子：核电厂中主要是裂变中子，仅存在于机组运行时的反应堆厂房内。穿透力很强，对人体器官和组织造成损伤。外照射的监测外照射剂量的监测：辐射工作人员通常利用热释光个人剂量计（TLD）和直读式电子剂量计进行监测。TLD是法定计量器具，直读式电子剂量计是工作人员一次进入放射性区域所受到的剂量。TLD和直读式电子剂量计都需佩戴在左胸前，若某部位可能受到较大照射，则应在该部位佩戴TLD。3/9/2023401、外照射的危害及防护外照射剂量率的监测：工作场所剂量率监测的目的是判断和评价工作场所防护措施和措施的有效性，及时发现异常情况和为评价工作人员所受剂量提供佐证。剂量率的单位一般用μSv或mSv。外照射的防护1）时间防护2）距离防护3）屏蔽防护4）源强防护3/9/2023412、内照射的危害及防护内照射：进入体内的放射性核素作为辐射源对人体的照射称为内照射。内照射的危害：放射性物质对人体造成的内照射往往比外照射更大。照射是连续的，几乎不能用人为的方法改变。某些放射性核素会有选择的沉积在它亲和的某些器官和组织中。外照射很弱的α粒子和低能β粒子对人体伤害尤其严重。某些放射性核素除放射性危害外，还有化学毒性伤害。3/9/2023422、内照射的危害及防护放射性物质内污染的途径：放射性物质主要通过吸入、食入和破损的皮肤或伤口进入人体。吸入的放射性物质主要有放射性气体和气溶胶。内照射的监测：指对体内及排泄物中的放射性物质含量进行测量，进而估算放射性物质的摄入量和特定器官的待积剂量当量和有效剂量当量。主要技术有全身计数器监测、生物取样监测和个人空气取样分析。放射性核素的内照射个人监测主要采用全身计数器监测（WBC）。3/9/2023432、内照射的危害及防护内照射的防护：通过切断造成内污染的各种途径来进行防护。防止放射性物质经呼吸道进入体内防止放射性物质经口进入体内防止放射性物质经皮肤和伤口进入体内3/9/2023443、表面污染的危害和防护表面污染：放射性物质以粉尘、液膜或固态附着层的形式覆盖在物体的表面称为表面污染。以单位面积上放射性核素的活度（Bq/cm2）来表示其强弱。表面污染类型：分为固定污染和松散污染。表面污染的危害：松散污染容易造成内照射危害，固定污染通常只造成外照射危害。表面污染的测量方法：直接测量法和间接测量法。3/9/2023453、表面污染的危害和防护表面污染的防护方法：集体防护：设备墙壁表面尽量光滑、易于去污，采取去污措施，防止设备的污染。个人防护：工作人员采取一定的防护措施防止被污染。穿戴好个人防护用具，必要时穿戴纸衣、气面罩、气衣等附加防护用品。3/9/2023464、空气污染的危害和防护空气污染：空气中混有放射性气体和气溶胶称为空气污染。空气污染的危害：主要是其通过呼吸道或口腔进入人体后造成内照射。空气污染的来源：松散表面污染再悬浮于空气中，检修时打开放射性系统设备或系统的泄漏，机械加工具有放射性的部件。空气污染的监测：主要是监测空气中的气溶胶，采用固定式或便携式仪表进行监测。空气污染的防护：防止通过呼吸道进入人体而产生内照射。3/9/2023475、放射性环境中应注意的事项工作开始前，应进行辐射风险分析；工作开始前，应检查程序、工具、备品备件的准备情况；工作开始前，应对现场的剂量率进行检查，标识出“热点”；工作中要注意提高工作效率，养成良好的工作习惯，缩短工作时间，避免不必要的照射；工作中要随时监测现场的剂量率和表面污染状况；在电子剂量计报警时，应立即撤离工作现场，查明原因后再进行工作；在作业现场剂量较高、污染严重或有不明情况时，应要求电站辐射防护工作人员进行协助；工作结束后，将现场恢复到工作状态。3/9/2023486、辐射控制区的管理辐射工作场所的划分：分为控制区和监督区。监督区：指未被制定为控制区的辐射工作场所。控制区：需要专门防护手段或安全措施的区域。控制正常工作条件下的正常照射或防止污染扩散，预防潜在照射或限制潜在照射的范围。3/9/2023496、辐射控制区的管理控制区子区：根据辐射水平将控制区分为四类子区，并以不同颜色标识。绿区（常规工作区）、黄区（间断