第3章_外照射防护.ppt

1、1，3章外照射防护，2，1节外照射防护的一般方法第2节x，放射线的外照射防护第3节带电粒子外照射的防护第4节中子外照射的防护，3，1节外照射防护的一般方法，1，外照射防护的基本原则2，外照射防护的基本方法3，遮蔽材料的选择原则4第一节外照射防护的一般方法，4，1，外照射防护的基本原则， 内外照射的特征、基本原则：尽量减少或避免外部对人体的放射线照射，使照射的剂量不超过国家规定的剂量限制值。第一节外照射防护的一般方法、5、2、外照射防护的基本方法、外照射防护的三要素：时间、距离、遮蔽、第一节外照射防护的一般方法、6、1小时防护(Time )累积剂量与受光时间成比例的措施：充分准备、充分准备任何来

2、源都不能直接用手操作，注意放射防护。 第一节外照射防护的一般方法，8，3 .屏蔽防护(Shielding )措施：设置屏蔽的屏蔽材料和厚度的选择：辐射源的类型、辐射能量、活性度、第一节外照射防护的一般方法，9，第一节外照射防护的一般方法四，确定屏蔽厚度所需的残奥第一节外照射防护的一般方法，12，居留因子t，第一节外照射防护的一般方法，13，第二节x，放射线的外照射防护，一，x，放射源及放射场二，x，放射线在物质中的减弱规律三(1)x线机，第二节x，放射线的外照射防护，15，1 .用于表示某物质中的放射性核素总数的尺度式中，dN是在时间间隔dt该核素进行核转变的次数的期待值。 单位：矢量符号Bq

3、。 (3)辐射源的点源距离比源自身几何尺寸大5倍以上。第二节x、放射线的外照射防护、16、2 .点源的照射量率校正计算、照射量率常数、非单能量状况：第二节x、放射线的外照射防护、17、第二节x、也考虑了进行放射线的外照射防护积分校正计算的源自身的吸收和散射的影响的线源的情况下，距离比放射源本身的尺寸大5倍以上的情况下，点第二节x、放射线的外照射防护、20、2、x、放射线在物质中的减弱规则、(1)、窄波束x、放射线的减弱规则(2)、宽波束x、放射线的减弱规则单一介质的积蓄因子(3)、宽波束x (1)窄波束(narrow beam ) :不含散射成分的波束、(2)纳第二节x，辐射外照防护，22，低

4、能量光子有易被高z物质吸收的能点，值最小。 第二节x，辐射外照防护，23，(3)两个概念，能谱硬化：平均自由程：随着通过物质厚度的增加，不易削弱的“硬成分”所占比重越来越大的现象。 线衰减系数的倒数称为物质中光子的平均自由程。 即=1/。 表示每次光子相互作用时通过物质中的平均厚度。 当d (即，厚度)等于平均自由行程时，x或辐射被削弱到原始e-1。如果康普顿效应良好，则描述估计、第二节x、辐射外照防护、24、(2)、宽波束x或辐射减弱规律、第二节x、辐射外照防护、25、散射光子影响的物理量。 表示某一点的散射光子数所占的份额。 b是B(E，d )，当源的形状、光子能量、屏蔽材料的原子编号、屏

5、蔽层的厚度、屏蔽层的几何条件给予辐射源和屏蔽介质时，仅与光子能量e和介质的厚度(平均自由程数d )有关。 (1)查找表法(2)式法、第二节x、放射线的外照射防护、(2)多层介质的情况下，两介质的原子序号的差不大，两介质的原子序号的差大高z介质为后：2，第二节x，放射线的外照射防护，28，(3)，宽光束x或放射线的透射曲线，(1)减弱倍数k辐射场的某处未设置屏蔽层时的当量剂量率H(0)与设置厚度d的屏蔽层后的当量剂量率H(d )之比。 显示屏蔽材料对辐射的屏蔽能力，是无量纲的。 1 .用于掩模修正计算的几个残奥仪表、第二节x、放射线的外照射防护、29、(2)在透射率辐射场的某点上设置了厚度d的掩

6、模层后的当量剂量率H(d )与未设置掩模层时的当量剂量率H(0)之比。 第二节x、放射线的外照射防护，30、(3)透射系数是在设置厚度d的遮蔽层后，距离x射线放射点1m处，单位作业负荷(1mAmin )的当量射线量。 单位： SVM2(主)-1。 第二节x、放射线的外照射防护、31、2 .减半厚度和10倍减厚度(1)减半厚度1/2 :半值thickness减半入射光子数(注入量率和照射量率等)所需的屏蔽层厚度(2)减10倍厚度1/10:tenth value 10不是绝对常数，第二节x、放射线的外照射防护、32、第二节x、放射线的外照射防护、33、(4)、x或屏蔽放射线的常用材料，1 .铅：原

7、子序数，密度缺点：成本高，结构强度差，耐高温。 2 .铁：屏蔽性能比铅差。 但成本低，容易入手，容易加工。 3、混凝土：价格低廉，结构性能良好。 多用作固定的防护墙。 4 .水：遮蔽性能差，但透明性好，具有可以自由放入物品的特殊优点。 多以井、池的形式贮藏固体辐射源。第二节x、放射线的外照射防护、34、2 .放射线的遮蔽校正算法、(2)透射率曲线、(1)减弱倍数表、第二节x、放射线的外照射防护、35、第三节带电粒子的外照射防护36、一、放射线的剂量校正算法、1 .单能量电子束、单位： mGy/h、式中：第三节带电粒子的外照射防护特征：辐射的能谱连续光谱散射显着，情况复杂，通常用经验公式近似修正

8、。 点源空气中吸收量的概算，式中： a为活性度，Bq； r是距离，m。 单位： Gy/h，第三节带电粒子的外照射防护，38，2，辐射的屏蔽防护，辐射的屏蔽分为两层：先轻z，后重z。 屏蔽材料的厚度一般必须等于物质中放射线的最大射程。 第三节带电粒子的外照射防护，39，1 .经验式(或图表)修正最大射程，式中：Rmax射线在铝中的最大射程(g/cm2 )； E max射线的最大能量(MeV )。、第三节带电粒子的外照射防护、40、介质修正：式中：第三节带电粒子的外照射防护、41、第三节带电粒子的外照射防护、42、2 .制动放射的遮蔽校正算法、第三节带电粒子的外照射防护、43、式空气中的放射线的线

9、衰减系数、cm-1。第三节带电粒子的外照射防护、44、式中：第三节带电粒子的外照射防护、45、3、重带电粒子的剂量补正算、放射性核素存在“集体排斥”现象。 因此，必须保存在密闭容器内，用密闭良好的手套箱进行操作。 第3节带电粒子的外照射防护、46、(1)质量阻止能力法、(mSv/h )、重带电粒子的注量率、(1/m2s) S/重带电粒子在物质中的质量阻止能力WR放射加权系数。第三节带电粒子的外照射防护、47、S/的确定：z重带电粒子的电荷数、等效质子能、Mp/M1质子质量与入射重带电粒子质量之比。 e入射重荷电粒子的能量(兆电子伏特)。 第三节带电粒子的外照射防护，48，重带电粒子外照射线量考

10、虑粒子的种类和能量：5MeV以下的粒子，2MeV以下的质子，几乎不能透过皮质，进行外照射线量的补正计算是不实用的。第三节带电粒子的外照射防护、49、查找表法：四、重载粒子的遮蔽校正算、第三节带电粒子的外照射防护、50、公式法：式中：第三节带电粒子的外照射防护、51、第四节中子的外照射防护、第四节中子的外照射防护、53、放射性核素中子源、优点：产生的中子几乎是缺点：产量小，随时间变弱，容易污染。第四节中子的外照射防护、54、表3.4.1放射性核素中子源的特性、第四节中子的外照射防护、55、加速器中子源、T(d，n)4He反应的优点是中子能量高(1030MeV )、第四节中子的外照射防护、56、加

11、速器(，n )中子源：连第四节中子的外照射防护，57，反应堆中子源：中子数多，谱宽(0.07517MeV )，第四节中子的外照射防护表3.4.6中子在生物组织发生的重要相互作用(En100MeV )，第四节中子的外照射防护，59，(二)中子剂量的修正，1 .比放射运动吸收剂量：小块组织：第4节中子的外照射防护，60，表3.4.7中子放射加权因子WR，中子当量剂量换算因子fHi，n和对应的中子注入量率10Svh-1， 2，2 .当量剂量校正计算，单能量：表3.4.7中子辐射加权因子WR，与中子当量剂量换算因子fHi，n对应的中子注入量率10SVH-1、63、3，中子在屏蔽层的减弱规律，(1)减弱

12、原理，第一步：高速中子通过和物质的非弹性散射和弹性散射第二步首先使用重物质或重物质，通过非弹性散射使中子能量迅速降低到与原子核的第一激发能级能量以下，然后再利用含氢物质，通过弹性散射使中子能量降低到热能区域。 第四节中子的外照射防护，64，表3.4.8某元素的热中子吸收截面及其捕获辐射的最大能量，1 )是指(n，)反应的截面及其伴随的光子能量。65、(2)减弱规律，窄束：宽束：第四节中子的外照射防护，66、(3)修正宽束中子减弱的分离断面法，原理：通过屏蔽材料的选择，中子一散射就被吸收，通过屏蔽层的物质没有相互作用，满足简单的指数规则，第四节中子的外照射防护屏蔽材料必须满足的条件： (1)屏蔽

13、层足够厚；(2)屏蔽层含有铁、铅这样的重材料，通过非弹性散射使中子能量迅速降低到1MeV以下；(3)屏蔽层内含有足够的氢，在短距离内使中子能量从1MeV开始热能、宏观分割剖面，第四节中子的外照射防护，68，表3.4.9裂变中子的宏观分割剖面，第四节中子的外照射防护，原子量10，宏观分割剖面：69，(4)计算宽波束中子的透射曲线，中子放射透射系数，中子透射率，中子衰减倍数，第四节中子的外照射防护，77 对宽波束中子的10倍衰减厚度进行了修正，得到了与第4节中子的外照射防护、71、72、表3.4.10和图32及图34(ncc )表3.4.10图32及图34(NCRP79图F8及F9)的各曲线对应的

14、核反应、粒子能量的加速及从而一些资料提供了8.31022。 表3.4.11常用屏蔽材料中的氢含量，第四节中子的外照防护，75，水：氢含量大，是缓变剂，是吸收体，氢的捕获放射能低达2.2MeV，容易屏蔽。 漏水容易造成事故。 混凝土：有轻元素、重元素和一定量的水分，对中子和光子都有良好的屏蔽作用。 混凝土中水分含量的差异对遮蔽效果影响很大，需要修改。 残奥粉蜡：含有大量氢，易成形，但结构性能差，高温易软化，低温易干裂，对辐射的屏蔽性能差。 聚乙烯：氢含量丰富，加工成型容易，温度超过100C容易软化。 土：水多，很便宜。 锂和硼：热中子的吸收截面大，锂捕获中子放出的放射线可以无视，硼捕获中子放出0.47MeV的放射线，容易遮蔽。 76、4、中子屏蔽校正算法，(一)放射性核素中子源的屏蔽校正算法，式中： d为屏蔽层厚，cm r为屏蔽材料的宏观截面，cm-1 a为放射性核素中子源中的放射性核素的活性度，Bq； y是放射性核素中子源的产值，Bq-1s-1； Ay是中子源中子发射率，s-1 Bn是中子蓄积因子q是居留因子r是从基准点到源的距离，m。 第四节中子的外照射防护，7