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文檔簡介
塔里木油田職業(yè)技能鑒定無損檢測技師培訓(xùn)
射線檢測培訓(xùn)教程
《輻射防護(hù)》
主講曹新華
塔里木油田分公司工程技術(shù)部
2008.06
塔里木油田職業(yè)技能鑒定無損檢測技師培訓(xùn)
射線檢測培訓(xùn)教程1概述輻射,即通常所稱的射線,從它與物質(zhì)相互作用引起的電離情況可分為兩類:(致)電離輻射和非(致)電離輻射。任何與物質(zhì)作用,直接作用或間接作用可引起物質(zhì)電離的輻射稱為電離輻射,不能引起物質(zhì)電離的輻射稱為非電離輻射。直接致電離粒子如電子、射線、質(zhì)子、粒子等帶電粒子,X射線和射線是間接致電離輻射。人們很早就認(rèn)識(shí)到電離輻射對(duì)人體的危害作用,并注意到安全防護(hù)問題,輻射防護(hù)就是研究這方面的一個(gè)學(xué)科。對(duì)于工業(yè)射線檢測技術(shù),在輻射防護(hù)方面面對(duì)的主要問題是外照射防護(hù)。本章將針對(duì)工業(yè)射線檢測技術(shù),介紹輻射防護(hù)的基本概念和相關(guān)的主要內(nèi)容。概述21.輻射量為了描述輻射與物質(zhì)的相互作用,必須建立一些描述輻射本身性質(zhì)的物理量及其測量單位?,F(xiàn)在廣泛使用的描述輻射的物理量主要有照射量、吸收劑量、劑量當(dāng)量。1.1照射量當(dāng)X射線或射線穿過空氣時(shí)可以產(chǎn)生二次電子,二次電子和空氣分子作用,使空氣電離,形成帶有正電荷的正離子和帶有負(fù)電荷的負(fù)離子,照射量就是描述X射線或射線使空氣產(chǎn)生電離能力的物理量。1.輻射量為了描述輻射與物質(zhì)的相互作用,必須建立一些描述輻3照射量定義為:X射線或射線在某一體積元的空氣中產(chǎn)生的全部電荷被完全阻留在空氣中時(shí),產(chǎn)生的任一種符號(hào)的電荷的絕對(duì)值與這個(gè)小體積空氣質(zhì)量之比
式中X——照射量;dm——體積元中空氣的質(zhì)量;dQ——在體積元空氣中產(chǎn)生的一種符號(hào)電荷的電量。即,照射量表示X射線或射線在單位質(zhì)量的空氣中所能產(chǎn)生的電荷數(shù)量。照射量常用符號(hào):“X”表示,其法定計(jì)量單位是:庫侖/千克,符號(hào)為“C/kg”。照射量的專用單位是:倫琴,符號(hào)為“R”。兩個(gè)單位的關(guān)系是 1R=2.58×104C/kg照射量定義為:X射線或射線在某一體積元的空氣中產(chǎn)生的全部電4照射量是X射線或射線對(duì)空氣定義的,它不適于其他輻射,也不適于其他物質(zhì)。單位時(shí)間的照射量稱為照射量率,一般用符號(hào)“”表示,即
式中dt——一小的時(shí)間間隔,dX——在此時(shí)間間隔中產(chǎn)生的照射量(其中的“d”均為微分符號(hào))。其單位常用C/kg·h1
等表示。照射量是X射線或射線對(duì)空氣定義的,它不適于其他輻射,也不適51.2吸收劑量當(dāng)射線輻照物體時(shí),可以將它能量的一部分或全部傳遞給被輻照的物體,也即被輻照的物體可以吸收電離輻射的一部分或全部能量。但是,在同樣的條件下,不同的物質(zhì)吸收射線能量的情況并不相同。照射量僅僅表示了空氣完全吸收X射線或射線能量的情況,而吸收劑量表示的是各種物質(zhì)吸收電離輻射能量的情況。吸收劑量定義為:電離輻射授予某一體積元中物質(zhì)的平均能量與該體積元中物質(zhì)質(zhì)量之比
式中D——吸收劑量;——授予體積元的平均能量;——體積元的物質(zhì)質(zhì)量。1.2吸收劑量6即吸收劑量表示電離輻射傳遞給單位質(zhì)量的被輻照物質(zhì)的能量。單位是:戈瑞,符號(hào)為“Gy”。1Gy=1J/kg吸收劑量的專用單位是:拉德,符號(hào)為“rad”,兩者的關(guān)系是
1Gy=100rad在實(shí)際使用中常用較小的單位,如毫戈瑞(mGy)等。吸收劑量適用于任何類型的電離輻射,也適用于任何物質(zhì)。但必須注意的是,吸收劑量的大小不僅相關(guān)于電離輻射本身的類型和能量,而且也相關(guān)于被輻照的物質(zhì)。同樣的電離輻射輻照不同的物質(zhì)時(shí),產(chǎn)生的吸收劑量可以不同。類似于照射量率相應(yīng)地可以引入吸收劑量率:
它表示單位時(shí)間的吸收劑量,常用單位是:戈瑞/小時(shí)(Gy/h)。即吸收劑量表示電離輻射傳遞給單位質(zhì)量的被輻照物質(zhì)的能量。71.3劑量當(dāng)量不同類型的電離輻射和不同的照射條件,對(duì)于生物體產(chǎn)生的輻射損傷即使在相同的吸收劑量之下也可以不同。為了統(tǒng)一評(píng)價(jià)不同類型的電離輻射對(duì)生物體產(chǎn)生的輻射損傷,在研究輻射防護(hù)時(shí)必須考慮不同輻射的輻射損傷差別。為此,引入輻射品質(zhì)因數(shù),常記為Q,表示吸收能量微觀分布對(duì)輻射生物效應(yīng)的影響;引入修正因子,常記為N,表示吸收劑量空間、時(shí)間等分布不均勻性對(duì)輻射生物效應(yīng)的影響。劑量當(dāng)量則定義為:吸收劑量與輻射品質(zhì)因數(shù)及修正因子之積,常用符號(hào)“H”表示,即
H=DQN劑量當(dāng)量的單位是:希[沃特],符號(hào)為:Sv。 1Sv=1J/kg1.3劑量當(dāng)量8劑量當(dāng)量的專用單位是:雷姆,符號(hào)為“rem”,兩者的關(guān)系是1Sv=100rem當(dāng)輻射具有一定能譜時(shí),可以給出平均品質(zhì)因數(shù),常簡單地記為Q。一些射線的平均品質(zhì)因數(shù)列于表1中。修正因子一般都取為1。同樣,可以定義劑量當(dāng)量率表示單位時(shí)間的劑量當(dāng)量,常用單位是:希沃特/小時(shí)(Sv/h)。表1-1.射線的平均品質(zhì)因數(shù)照射類型射線種類Q
外照射X射線,射線,電子1熱中子3中能中子(0.02~0.1Mev)5~8快中子(0.5~10Mev)10內(nèi)照射X射線,射線,電子1粒子10劑量當(dāng)量的專用單位是:雷姆,符號(hào)為“rem”,兩者的關(guān)系是表91.4吸收劑量與照射量的關(guān)系從前面的介紹可以看到,吸收劑量和照射量不是同一概念,照射量是以空氣的電離程度對(duì)輻射場的一種量度,吸收劑量給出的是被照射物質(zhì)吸收輻射能量的狀況,但兩者存在一定的關(guān)系。直接測量吸收劑量是比較困難的,但可以通過儀器測量照射量來計(jì)算被輻照物體的吸收劑量。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1cm3的空氣的質(zhì)量為0.0013g,當(dāng)它受到1R的照射量照射時(shí),產(chǎn)生的電離能為0.113erg,所以,空氣在1R的照射量照射下吸收的能量為 8.69×J/kg一般地,如果記照射場中某點(diǎn)的照射量為X(單位為倫琴,R),該點(diǎn)空氣的吸收劑量為,則可給出空氣的吸收劑量與照射量的關(guān)系為 =8.69×X(Gy) 當(dāng)照射量的單位為庫侖/千克(C/kg)時(shí),它們的關(guān)系為 =33.7X(Gy) 這樣,只要知道了輻照?qǐng)鲋心滁c(diǎn)的照射量,就可以計(jì)算該點(diǎn)空氣的吸收劑量。1.4吸收劑量與照射量的關(guān)系10對(duì)某種物質(zhì),其吸收劑量可按下式計(jì)算式中——物體的吸收劑量(Gy);
X——物體所在處的照射量(R);f——換算因子;換算因子的值相關(guān)于射線的能量,也相關(guān)于被輻照的物體的性質(zhì)。從有關(guān)手冊(cè)可查到人體的換算因子值,按照人體的肌肉、骨骼等的組成,通常對(duì)人體可?。╔的單位為R):
f=9.5×用此因子可從照射量得出全身受到均勻外照射時(shí)的近似吸收劑量。圖1-1、圖1-2、圖1-3給出的是X射線機(jī)和射線源的照射量率曲線,這類關(guān)系曲線是計(jì)算輻射防護(hù)問題必須的數(shù)據(jù)。對(duì)某種物質(zhì),其吸收劑量可按下式計(jì)算11圖1-1恒壓X射線機(jī)的照射量率曲線圖1-2高能X射線(恒壓)的照射量率曲線射線檢測培訓(xùn)教程《輻射防護(hù)》12圖1-3射線源的照射量率(源活度為0.037TBq,每次衰變發(fā)射一個(gè)射線光子)射線檢測培訓(xùn)教程《輻射防護(hù)》132.輻射生物效應(yīng)2.1輻射生物效應(yīng)分類輻射作用于生物體時(shí)由于電離作用,將造成生物體的細(xì)胞、組織、器官等的損傷,引起病理反應(yīng),這稱為輻射生物效應(yīng)。輻射對(duì)生物體的作用是一個(gè)極其復(fù)雜的過程,生物體從吸收輻射能量開始到產(chǎn)生生物效應(yīng),要經(jīng)歷許多不同性質(zhì)的變化,一般認(rèn)為將經(jīng)歷四個(gè)階段的變化,即物理變化階段、物理—化學(xué)變化階段、化學(xué)變化階段、生物變化階段。輻射生物效應(yīng)可以表現(xiàn)在受照者本身,也可以出現(xiàn)在受照者的后代。表現(xiàn)在受照者本身的稱為軀體效應(yīng),出現(xiàn)在受照者后代時(shí)稱為遺傳效應(yīng)。軀體效應(yīng)按照顯現(xiàn)的時(shí)間早晚又分為近期效應(yīng)和遠(yuǎn)期效應(yīng)。從輻射防護(hù)的觀點(diǎn),全部輻射生物效應(yīng)可以分為兩類:隨機(jī)性效應(yīng)、非隨機(jī)性效應(yīng)。2.輻射生物效應(yīng)2.1輻射生物效應(yīng)分類14隨機(jī)性效應(yīng)是效應(yīng)的發(fā)生率(而不是嚴(yán)重程度)與劑量的大小有關(guān)的輻射生物效應(yīng)。對(duì)于正常的低劑量照射情況,從輻射防護(hù)的目的出發(fā),常假定隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率與劑量之間存在線性關(guān)系,即劑量越大隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率越大,并且不存在劑量閾值。非隨機(jī)性效應(yīng)是指存在閾值的效應(yīng),這種生物效應(yīng)只有當(dāng)劑量超過一定的值之后才能發(fā)生,效應(yīng)的嚴(yán)重程度也與劑量的大小相關(guān)。因此,只要限制劑量當(dāng)量就可以避免非隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生。一些器官或組織的非隨機(jī)性效應(yīng)閾值如表2-1所示。隨機(jī)性效應(yīng)是效應(yīng)的發(fā)生率(而不是嚴(yán)重程度)與劑量的大小有關(guān)的15
表2-1部分非隨機(jī)性效應(yīng)的劑量閾值表2-2比較了隨機(jī)性效應(yīng)與非隨機(jī)性效應(yīng)(確定性效應(yīng))的基本特點(diǎn)。表2-2隨機(jī)性效應(yīng)與非隨機(jī)性效應(yīng)(確定性效應(yīng))的基本特點(diǎn)器官、組織效應(yīng)單次照射的劑量閾值多次照射累積劑量閾值生殖腺永久性不育3Gy---眼晶體晶體混濁0.5~2.0Sv>15Gy紅骨髓造血機(jī)能損傷1.5Sv>20Gy皮膚難以接受的變化--->20Gy效應(yīng)類型效應(yīng)發(fā)生效應(yīng)嚴(yán)重程度隨機(jī)性效應(yīng)不存在劑量閾值,發(fā)生概率與劑量相關(guān)與劑量無關(guān)非隨機(jī)性效應(yīng)存在劑量閾值與劑量相關(guān)表2-1部分非隨機(jī)性效應(yīng)的劑量162.2危險(xiǎn)度、權(quán)重因子與有效劑量當(dāng)量對(duì)隨機(jī)性效應(yīng)進(jìn)行定量描述的重要概念是危險(xiǎn)度、權(quán)重因子。危險(xiǎn)度定義為:單位劑量當(dāng)量(1Sv)在受照器官或組織誘發(fā)惡性疾患的死亡率,或出現(xiàn)嚴(yán)重遺傳疾病的發(fā)生率。不同的器官和組織的危險(xiǎn)度不同,為表征不同器官和組織在相同劑量當(dāng)量下,對(duì)人體導(dǎo)致輻射生物效應(yīng)有害程度的差異,引入表示相對(duì)危險(xiǎn)度的權(quán)重因子概念。權(quán)重因子定義為:各器官或組織的危險(xiǎn)度與全身受到均勻照射的危險(xiǎn)度之比,記為WT。表2-3列出了人體各器官和組織的危險(xiǎn)度和權(quán)重因子。2.2危險(xiǎn)度、權(quán)重因子與有效劑量當(dāng)量17表2-3器官和組織的危險(xiǎn)度和權(quán)重因子①選取其他五個(gè)接受劑量當(dāng)量最大的器官或組織,每個(gè)器官或組織的權(quán)重因子取為0.06,其他器官或組織不計(jì)。胃、小腸、大腸上段、大腸下段可作為四個(gè)獨(dú)立器官。器官、組織效應(yīng)危險(xiǎn)度(1/Sv)WT(權(quán)重因子)生殖腺二代重大遺傳疾病4×1030.25乳腺乳腺癌2.5×1030.15紅骨髓白血病2×1030.12肺肺癌2×1030.12骨骨癌5×1040.03甲狀腺甲狀腺癌5×1040.03其他組織癌5×1030.30①全身誘發(fā)癌癥1×102一代遺傳疾病4×103表2-3器官和組織的危險(xiǎn)度和權(quán)重因18身體受到照射時(shí),可能是多個(gè)部位或全身,不同的部位受到的照射也可能不同,為了評(píng)價(jià)這時(shí)產(chǎn)生的輻射生物效應(yīng),對(duì)隨機(jī)效應(yīng)引入了有效劑量當(dāng)量。有效劑量當(dāng)量定義為:器官或組織接受的劑量當(dāng)量與該器官或組織的相對(duì)危險(xiǎn)度權(quán)重因子之積,有效劑量當(dāng)量一般記為,它等于:
HT為器官或組織接受的劑量當(dāng)量,對(duì)整個(gè)人體在非均勻照射時(shí),有效劑量當(dāng)量為:
身體受到照射時(shí),可能是多個(gè)部位或全身,不同的部位受到的照射也192.3輻射損傷輻射損傷就是電離輻射產(chǎn)生的各種生物效應(yīng)對(duì)人體造成的危害和損傷。它可以來自人體之外的輻射照射,也可以產(chǎn)生于吸入體內(nèi)的放射性物質(zhì)的照射。造成輻射損傷的機(jī)理主要是,輻射能使生物體中的分子發(fā)生電離和激發(fā),或者直接破壞生物體的大分子,或者通過破壞水分子,使生物體的大分子受到破壞。輻射損傷可分為兩種:急性損傷、慢性損傷。急性損傷是短時(shí)間內(nèi)全身受到大劑量,例如數(shù)戈[瑞]劑量的照射產(chǎn)生的輻射損傷。典型的急性損傷常表現(xiàn)為三個(gè)階段:1)前驅(qū)期:受照者出現(xiàn)惡心、嘔吐、等癥狀,約持續(xù)1~2天;2)潛伏期:一切癥狀消失,可持續(xù)數(shù)日或數(shù)周;3)發(fā)癥期:表現(xiàn)出輻射損傷的各種癥狀,如嘔吐、腹瀉、出血、嗜眠、毛發(fā)脫落等,嚴(yán)重者導(dǎo)致死亡。急性損傷主要是中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷、造血系統(tǒng)損傷、消化系統(tǒng)損傷,也可以造成性腺損傷、皮膚損傷等。由于急性損傷將造成嚴(yán)重后果,所以必須防止短時(shí)間大劑量的照射情況發(fā)生。急性損傷的主要效應(yīng)特點(diǎn)如表2-4所示。2.3輻射損傷20表2-4急性損傷的主要效應(yīng)劑量/Gy可能產(chǎn)生的效應(yīng)0~0.25無可檢出效應(yīng),可能無遲發(fā)效應(yīng)。0.5血象輕度暫時(shí)變化,可能有遲發(fā)效應(yīng)。1惡心、疲勞。2受照后24h內(nèi)出現(xiàn)惡心、嘔吐,一周潛伏期后出現(xiàn)毛發(fā)脫落、厭食、虛弱等(如,腹瀉、喉炎)。4(半致死劑量)受照后幾小時(shí)出現(xiàn)惡心、嘔吐,二周內(nèi)可見毛發(fā)脫落、厭食、虛弱、體溫增高,第三周出現(xiàn)紫斑、口腔和咽部感染,第四周出現(xiàn)蒼白、腹瀉、迅速消瘦,50%個(gè)體可能死亡?!?(致死劑量)受照后1~2h出現(xiàn)惡心、腹瀉,一周出現(xiàn)嘔吐等,體溫升高,迅速消瘦,第二周出現(xiàn)死亡,死亡率可達(dá)80%~100%表2-4急性損傷的主要效應(yīng)劑量/Gy可能產(chǎn)生的效應(yīng)021慢性損傷是長時(shí)間受到超過容許水平的低劑量的照射時(shí),在受照后數(shù)年甚至數(shù)十年后出現(xiàn)的輻射生物效應(yīng)。對(duì)慢性損傷目前尚難以判定輻射與損傷之間的因果關(guān)系。目前認(rèn)為慢性損傷主要有白血病、癌癥(皮膚癌、甲狀腺癌、乳腺癌、肺癌、骨癌等)、再生不良性貧血、白內(nèi)障、壽命縮短等。關(guān)于壽命縮短,在國際放射防護(hù)委員會(huì)的第26號(hào)出版物中指出:“壽命縮短效應(yīng),除了由于誘發(fā)腫瘤所造成的以外,缺乏確鑿的證據(jù),不能用于定量估計(jì)”。除了上述兩種情況外,實(shí)際中存在的另一種情況是慢性小劑量照射,即長時(shí)期受到低于最大容許劑量的照射。對(duì)于這種照射的輻射生物效應(yīng),過去是從高劑量、高劑量率的效應(yīng)外推進(jìn)行評(píng)估的,近年來的資料表明,低劑量、低劑量率引起的輻射生物效應(yīng)低于從高劑量、高劑量率外推得出的結(jié)果。慢性小劑量照射產(chǎn)生的輻射損傷可能是誘發(fā)癌癥。一種觀點(diǎn)認(rèn)為,由于機(jī)體對(duì)輻射損傷具有修復(fù)功能,因此當(dāng)輻射損傷較輕時(shí),機(jī)體的修復(fù)作用將使輻射損傷的癥狀表現(xiàn)不出來。慢性小劑量照射情況關(guān)于人體的直接經(jīng)驗(yàn)很少,尚需要進(jìn)一步研究。慢性損傷是長時(shí)間受到超過容許水平的低劑量的照射時(shí),在受照后數(shù)22輻射損傷與許多因素相關(guān),主要是輻射性質(zhì)、劑量、劑量率、照射方式、照射部位和范圍等。(1)輻射性質(zhì)不同類型、不同能量的輻射傳給受照機(jī)體的能量不同,使機(jī)體產(chǎn)生的電離不同,因而產(chǎn)生的生物效應(yīng)也不同。品質(zhì)因數(shù)定量地說明了這點(diǎn)。(2)劑量從隨機(jī)性效應(yīng)和非隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生可以看到,劑量與生物效應(yīng)之間存在復(fù)雜的關(guān)系,但一般可以認(rèn)為,吸收劑量越大輻射生物效應(yīng)發(fā)生的可能越大,輻射生物效應(yīng)也越嚴(yán)重。(3)劑量率在總劑量相等的情況下,可以認(rèn)為,劑量率越高產(chǎn)生的輻射生物效應(yīng)越嚴(yán)重。由于機(jī)體對(duì)輻射損傷具有修復(fù)功能,所以小劑量率的照射可能不能產(chǎn)生輻射損傷。(4)照射方式照射方式包括外照射、內(nèi)照射,一次照射、多次照射,也包括多次照射的時(shí)間間隔等。外照射是來自機(jī)體之外的輻射照射,內(nèi)照射是進(jìn)入機(jī)體的放射性物質(zhì)產(chǎn)生的輻射照射。照射方式不同,機(jī)體的吸收不同,產(chǎn)生的輻射生物效應(yīng)也不同。對(duì)于射線檢測人員主要是外照射產(chǎn)生的輻射生物效應(yīng)。(5)照射部位與范圍機(jī)體的不同部位對(duì)輻射的敏感程度不同,因此在同樣的輻射照射下產(chǎn)生的輻射生物效應(yīng)可以不同。不同部位的敏感性從高向低的次序是:腹部、盆腔、頭部、胸部、四肢。在相同的劑量下,受照的范圍越大引起的輻射生物效應(yīng)越強(qiáng)。輻射損傷與許多因素相關(guān),主要是輻射性質(zhì)、劑量、劑量率、照射方233.輻射防護(hù)原則、劑量限制體系
和防護(hù)技術(shù)
3.1輻射防護(hù)原則輻射防護(hù)的目的是防止發(fā)生有害的非隨機(jī)性效應(yīng)、限制隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率在被認(rèn)為是可以接受的水平范圍之內(nèi),從而盡量降低輻射可能造成的危害。為了實(shí)現(xiàn)上述的防護(hù)目的,在輻射防護(hù)中應(yīng)遵循三項(xiàng)原則:正當(dāng)化原則、最優(yōu)化原則、限值化原則。正當(dāng)化原則:在任何包含電離輻射照射的實(shí)踐,應(yīng)保證這種實(shí)踐對(duì)人群和環(huán)境產(chǎn)生的危害小于這種實(shí)踐給人群和環(huán)境帶來的利益,即獲得的利益必須超過付出的代價(jià),否則這種含有電離輻射的實(shí)踐是不正當(dāng)?shù)?,不?yīng)進(jìn)行這種實(shí)踐。最優(yōu)化原則:應(yīng)當(dāng)避免一切不必要的照射,任何伴隨電離輻射照射的實(shí)踐,在符合正當(dāng)化原則的前提下,在考慮了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素之后,源的設(shè)計(jì)和利用及與此有關(guān)的實(shí)踐,應(yīng)保證將輻射照射保持在可以合理達(dá)到的盡量低的水平??紤]時(shí)應(yīng)包括劑量大小、受照人數(shù)、以及不一定受到但可能受到的照射等各個(gè)方面。限值化原則:在符合正當(dāng)化原則和最優(yōu)化原則下所進(jìn)行的實(shí)踐中,應(yīng)保證個(gè)人所接受的照射劑量當(dāng)量不超過規(guī)定的相應(yīng)限值。3.輻射防護(hù)原則、劑量限制體系
和防護(hù)技術(shù)3.1輻射24輻射防護(hù)中所謂的“可以接受的水平”,是把放射性工作的危險(xiǎn)度與其他被認(rèn)為安全標(biāo)準(zhǔn)比較高的職業(yè)的危險(xiǎn)度相比較提出的。不同的職業(yè)都具有一定的危險(xiǎn)度,國際上公認(rèn)的比較安全行業(yè)的危險(xiǎn)度是。放射性工作全身均勻照射時(shí),按照目前輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)中常規(guī)定的年劑量當(dāng)量限值是50mSv,從此可以得到放射性工作的職業(yè)危險(xiǎn)度(發(fā)生癌癥的幾率)為: 5×這個(gè)危險(xiǎn)度與許多行業(yè)(石油:5×、化工:3×、冶金:3×等)的危險(xiǎn)度是相近的。實(shí)際上接近劑量當(dāng)量限值的人數(shù)是很少的,多數(shù)人接受的年劑量當(dāng)量不超過5mSv,若按照這個(gè)值計(jì)算,則危險(xiǎn)度為: 5×這應(yīng)是比較低的危險(xiǎn)度。輻射防護(hù)中所謂的“可以接受的水平”,是把放射性工作的危險(xiǎn)度與253.2劑量限制體系按照輻射防護(hù)的目的和上述原則,輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于劑量當(dāng)量的限值規(guī)定主要包括:(1)對(duì)非隨機(jī)性效應(yīng)規(guī)定了不同器官或組織的最大容許劑量當(dāng)量限值。(2)對(duì)隨機(jī)性效應(yīng)依據(jù)可以接受的水平,以危險(xiǎn)度為基礎(chǔ)規(guī)定全身均勻照射的年劑量當(dāng)量限值和非均勻照射時(shí)各器官和組織容許的有效劑量當(dāng)量限值。顯然,上述對(duì)隨機(jī)性效應(yīng)的規(guī)定值僅是一個(gè)“可以接受的水平”的限值,并不是保證不發(fā)生輻射損傷的限值。因此,在實(shí)踐中應(yīng)遵循最優(yōu)化原則盡量降低受到的輻射照射。劑量當(dāng)量和有效劑量當(dāng)量常簡稱為劑量當(dāng)量或劑量。放射性工作人員的年劑量當(dāng)量是指,一年工作期間所受到照射的劑量當(dāng)量(與攝入的放射性核素所產(chǎn)生的待積劑量當(dāng)量二者之和),但不包括天然本底照射和醫(yī)療照射。表3-1列出了GB18871—2002關(guān)于個(gè)人劑量當(dāng)量限值的主要規(guī)定。3.2劑量限制體系26表3-1GB18871-2002關(guān)于個(gè)人劑量當(dāng)量限值的規(guī)定①特殊情況下,如果5個(gè)連續(xù)年的年平均劑量不超過1mSv,則某一單一年份的有效劑量當(dāng)量可提高到5mSV。效應(yīng)照射對(duì)象與要求年劑量當(dāng)量限值/(mSv
·
a1)職業(yè)人員公眾人員
非隨機(jī)性效應(yīng)眼晶體15015四肢或皮膚50050隨機(jī)性效應(yīng)全身,連續(xù)5年平均20-全身,任何一年201①表3-1GB18871-2002關(guān)于個(gè)人劑量當(dāng)量限值的27關(guān)于劑量當(dāng)量限值,在GB18871—2002標(biāo)準(zhǔn)中還有如下一些主要規(guī)定。a)對(duì)放射性工作人員在特殊情況下,允許經(jīng)審管部門審批,可以例外地把劑量平均期延長到10年。在此期間,年平均劑量當(dāng)量限值為20mSV/a,并且任何一年的有效年劑量當(dāng)量限值不能超過50mSv/a。b)對(duì)年齡為16歲-18歲的就業(yè)培訓(xùn)的徒工和學(xué)生所受的職業(yè)性照射應(yīng)控制為,年有效劑量當(dāng)量限值為6mSv/a,眼晶體的年劑量當(dāng)量限值為50mSv/a,四肢和皮膚的年劑量當(dāng)量限值為150mSv/a。關(guān)于劑量當(dāng)量限值,在GB18871—2002標(biāo)準(zhǔn)中還有如下283.3外照射防護(hù)方法對(duì)外照射主要從照射時(shí)間、照射距離、屏蔽三方面控制人員所受到的照射劑量。(1)時(shí)間顯然,減少受到照射的時(shí)間可以減少接受的照射劑量。在照射率一定時(shí),由于 劑量=劑量率×?xí)r間因此,針對(duì)照射率的大小可以確定容許的受到照射的時(shí)間。(2)距離將輻射源視為點(diǎn)源,則輻射場中某點(diǎn)的照射劑量與該點(diǎn)和源的距離的平方成反比,即:其中,F(xiàn)
1——源與輻照?qǐng)鲋悬c(diǎn)1的距離;
F
2——源與輻照?qǐng)鲋悬c(diǎn)2的距離;
D
1——輻照?qǐng)鲋悬c(diǎn)1的照射劑量;
D
2——輻照?qǐng)鲋悬c(diǎn)2的照射劑量。距離增大將迅速降低受到的照射劑量。3.3外照射防護(hù)方法29(3)屏蔽按照射線的衰減規(guī)律,如果在工作人員與源之間設(shè)立適當(dāng)?shù)钠帘挝矬w,則射線穿過屏蔽物體后其強(qiáng)度將大大降低,也必然減少產(chǎn)生的照射劑量。對(duì)X射線和射線常用的屏蔽材料是鉛和混凝土。采用半價(jià)層厚度概念常可以近似估計(jì)所需要的屏蔽材料厚度。表3-2和表3-3是X射線和射線的半價(jià)層厚度值。圖3-1和圖3-2分別是寬束X射線在鉛和混凝土中的減弱曲線,圖3-3、圖3-4分別是寬束射線60Co源、192Ir源在鉛、鐵等材料中的減弱曲線,它們給出了透射因子(即透射強(qiáng)度與入射強(qiáng)度之比)與屏蔽厚度的關(guān)系。
(3)屏蔽按照射線的衰減規(guī)律,如果在工作人員與源之間設(shè)立30表3-2寬束X射線的近似半價(jià)層厚度(單位:mm)表3-3常用射線源的半價(jià)層厚度(GB18465—2001)(單位:mm)管電壓/kV鉛混凝土管電壓/kV鉛混凝土500.064.32500.8828.0750.178.43001.4731.01000.2716.04002.533.01500.3022.41MV7.944.02000.5225.02MV12.564.0屏蔽材料60Co192Ir169Yb170Tm鋁70502720混凝土705027——鋼241495鉛133080.6鎢102.5——0.09鈾62.3——0.035表3-2寬束X射線的近似半價(jià)層厚度(單位:mm)管電壓31圖3-1寬束X射線在鉛中的減弱曲線圖3-2寬束X射線在混凝土中的減弱曲線圖3-1寬束X射線在鉛中的減弱曲線圖3-232圖3-360Co源寬束射線的減弱曲線圖3-4192Ir源寬束射線的減弱曲線圖3-360Co源寬束射線的減弱曲線333.4外照射防護(hù)計(jì)算輻射防護(hù)計(jì)算是一個(gè)比較復(fù)雜的問題,簡單的外照射輻射防護(hù)計(jì)算一般包括下述內(nèi)容:1)確定輻照?qǐng)龅恼丈淞繑?shù)據(jù)(確定輻射源的輸出數(shù)據(jù))。2)確定所應(yīng)采用的劑量當(dāng)量限值。3)按等式關(guān)系、衰減規(guī)律等計(jì)算。關(guān)于確定輻照?qǐng)龅恼丈鋭┝繑?shù)據(jù)(確定輻射源的輸出數(shù)據(jù)),要求概念清晰,掌握較多的手冊(cè)數(shù)據(jù)。在計(jì)算時(shí)需要的一個(gè)重要數(shù)據(jù)是射線源的照射量,對(duì)X射線機(jī)可利用如圖1-1~1-2照射量率曲線給出的(輸出額)數(shù)據(jù)確定,對(duì)射線源可利用圖1-3的照射量曲線或射線源的照射量率常數(shù)確定。3.4外照射防護(hù)計(jì)算34簡單的防護(hù)計(jì)算例題:〔例1〕采用200kVX射線機(jī)進(jìn)行射線照相檢驗(yàn),管電流為5mA,每周開機(jī)時(shí)間為12h。按照GB18871—2002標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,為限制隨機(jī)性效應(yīng),在無屏蔽防護(hù)下工作人員的安全工作距離至少應(yīng)為多少米?解:按GB18871—2002規(guī)定,為了限制隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率,年劑量當(dāng)量限值為50mSv,每年按照50周考慮,則每周的劑量當(dāng)量限值應(yīng)是1mSv。以此限值進(jìn)行計(jì)算。即:——周劑量當(dāng)量限值,=1mSv
t=12h=720mini=5mAW=itF為最小安全工作距離,X為X射線機(jī)一周工作的照射量,H為工作人員一周工作在距靶1m處受到的照射劑量.從圖1-1查得,該X射線機(jī)在200kV電壓下、在距靶1m處的照射量為1.35×2.58×C/kg·mA·min(1.35R/mA·min),工作人員一周在此處受到的吸收劑量,也就是劑量當(dāng)量則應(yīng)為:簡單的防護(hù)計(jì)算例題:35則:
=
(m)〔例2〕采用活度為50×3.7×Bq(50Ci)的192Ir源進(jìn)行射線照相檢驗(yàn),求無屏蔽防護(hù)時(shí)控制區(qū)邊界的距離。射線檢測培訓(xùn)教程《輻射防護(hù)》36解:按GB18465—2001的規(guī)定,控制區(qū)邊界的空氣比釋動(dòng)能率為40Gy/h記為:=40Gy/hA為192Ir源的活度,為源在1m處的照射量率(R/h)F為控制區(qū)邊界距離(m)則:=Kr=0.48(R·m2/Ci·h)所以:對(duì)空氣:
(Gy/R)
這樣:(m)解:按GB18465—2001的規(guī)定,控制區(qū)邊界的空氣比釋374輻射防護(hù)管理4.1輻射防護(hù)管理的一般規(guī)定我國的有關(guān)條例和標(biāo)準(zhǔn),對(duì)輻射防護(hù)管理作出的一般規(guī)定可歸納為下列七個(gè)方面。1)國家對(duì)放射工作實(shí)行許可登記制度,許可登記證由環(huán)保、公安部門辦理。2)伴有輻射照射的實(shí)踐及設(shè)施的新建、擴(kuò)建、改建、退役必須事先向主管部門和環(huán)保部門提交輻射防護(hù)報(bào)告,經(jīng)審查批準(zhǔn)方可實(shí)施。3)在設(shè)施的選址、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、退役階段均應(yīng)進(jìn)行輻射防護(hù)評(píng)價(jià),運(yùn)行階段應(yīng)定期進(jìn)行。輻射防護(hù)評(píng)價(jià)包括輻射防護(hù)管理、技術(shù)措施和人員受照情況。輻射防護(hù)評(píng)價(jià)的基本要求是評(píng)價(jià)是否符合輻射防護(hù)的最優(yōu)化原則。4)從事輻射工作的單位應(yīng)設(shè)置獨(dú)立于生產(chǎn)運(yùn)行部門的輻射防護(hù)和環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)。4輻射防護(hù)管理4.1輻射防護(hù)管理的一般規(guī)定385)輻射工作單位必須建立輻射防護(hù)和環(huán)境保護(hù)崗位責(zé)任制。6)從事輻射工作的人員應(yīng)經(jīng)過輻射防護(hù)的培訓(xùn)和考核,取得合格證方可工作。輻射工作人員應(yīng)享受勞動(dòng)保護(hù)和相應(yīng)待遇。7)輻射工作場所應(yīng)設(shè)有電離輻射標(biāo)志。圖4-1電離輻射標(biāo)志
a1=0.034L
a2=0.700a1L—觀察距離5)輻射工作單位必須建立輻射防護(hù)和環(huán)境保護(hù)崗位責(zé)任制。394.2放射工作人員的基本條件與健康管理我國的有關(guān)條例、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)等,對(duì)從事放射工作的人員應(yīng)具備的基本條件作出了規(guī)定,最主要的可歸納為下列四個(gè)方面。1)年滿18周歲,健康合格。2)遵守輻射防護(hù)法規(guī)和制度,接受個(gè)人劑量監(jiān)督。3)掌握輻射防護(hù)知識(shí)和有關(guān)法規(guī),經(jīng)培訓(xùn)考核合格。4)具有高中以上文化水平和相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)知識(shí)和能力。關(guān)于放射工作人員的健康管理,國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和國家衛(wèi)生部第52號(hào)部令《放射工作人員健康管理規(guī)定》(1997年6月5日)均作出了具體的規(guī)定,規(guī)定的主要內(nèi)容包括下列五個(gè)方面。4.2放射工作人員的基本條件與健康管理401.總的要求從事放射工作人員必須進(jìn)行就業(yè)前或操作前的醫(yī)學(xué)檢查和就業(yè)后的工作過程中的定期醫(yī)學(xué)檢查。放射工作人員的健康狀況,必須保證其具備在正常、異常和緊急情況下,都能夠準(zhǔn)確無誤地、安全地履行其職責(zé)的能力。2.健康狀況的主要要求放射工作人員的健康應(yīng)滿足的主要要求包括正常的呼吸、循環(huán)、消化、內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)和物質(zhì)代謝功能;正常的造血功能,紅系、粒系、巨核細(xì)胞系等均在正常范圍;正常的神經(jīng)系統(tǒng)功能、精神狀態(tài)和穩(wěn)定的情緒;正常的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等;外周血淋巴細(xì)胞染色體畸變率和微核率正常等。3.特殊要求對(duì)核電廠、放射性廠礦和內(nèi)照射的放射工作人員的健康條件進(jìn)一步規(guī)定了一些特殊的要求。4.就業(yè)后的健康管理主要規(guī)定是按放射工作人員的工作場所條件,規(guī)定健康狀況的定期檢查頻度和項(xiàng)目;應(yīng)記錄從事放射工作的工種、工齡、劑量、受照情況、適應(yīng)放射工作情況等。5.不應(yīng)或不宜從事放射工作的規(guī)定具體規(guī)定了不應(yīng)或不宜從事放射工作的健康或其他的情況,也規(guī)定了不應(yīng)或不宜從事某些放射工作或不應(yīng)接觸射線的情況。1.總的要求414.3放射性工作場所分類GB18871—2002將放射性工作場所分為控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)。需要和可能需要專門防護(hù)手段或安全措施的區(qū)域應(yīng)定為控制區(qū)。確定控制區(qū)邊界時(shí)應(yīng)考慮預(yù)計(jì)的正常照射水平、潛在照射的可能性和大小、所需要的防護(hù)手段及安全措施的性質(zhì)和范圍。在控制區(qū)的進(jìn)出口及其他適當(dāng)位置應(yīng)設(shè)立規(guī)定的警告標(biāo)志(見圖4-1)。通常不需要專門防護(hù)手段或安全措施、但需要經(jīng)常對(duì)職業(yè)照射條件進(jìn)行監(jiān)督和評(píng)價(jià)的區(qū)域應(yīng)定為監(jiān)督區(qū)。應(yīng)采用適當(dāng)手段劃出監(jiān)督區(qū)邊界,定期審查該區(qū)的條件。關(guān)于監(jiān)測,GB18871—2002標(biāo)準(zhǔn)作出了如下的主要規(guī)定。對(duì)于任何在控制區(qū)工作的工作人員、有時(shí)進(jìn)入控制區(qū)工作并可能受到顯著職業(yè)照射的工作人員、職業(yè)照射劑量當(dāng)量可能大于5mSv/a的工作人員,均應(yīng)進(jìn)行個(gè)人監(jiān)測。對(duì)在監(jiān)督區(qū)或只偶爾進(jìn)入控制區(qū)工作的工作人員,如果預(yù)計(jì)其職業(yè)照射劑量當(dāng)量在1~5mSv/a范圍內(nèi),則應(yīng)盡可能進(jìn)行個(gè)人監(jiān)測。4.3放射性工作場所分類42如果可能,對(duì)所有職業(yè)照射的人員均應(yīng)進(jìn)行個(gè)人監(jiān)測。但對(duì)受照劑量當(dāng)量始終不可能大于1mSv/a的工作人員,一般可不進(jìn)行個(gè)人監(jiān)測。工作場所監(jiān)測的內(nèi)容和頻度,應(yīng)根據(jù)工作場所內(nèi)輻射水平、變化和潛在照射的可能性與大小確定。工作場所監(jiān)測大綱應(yīng)規(guī)定:擬測量的量;測量的時(shí)間、地點(diǎn)、頻度;測量方法和程序;參考水平和超過參考水平時(shí)應(yīng)采取的行動(dòng)。注冊(cè)者、許可證持有者、用人單位必須為每一位工作人員都保存職業(yè)照射記錄。在工作人員年滿75歲之前,應(yīng)為他們保存職業(yè)照射記錄。在工作人員停止輻射工作后,其照射記錄至少要保存30年。如果可能,對(duì)所有職業(yè)照射的人員均應(yīng)進(jìn)行個(gè)人監(jiān)測。但對(duì)受照劑量434.4輻射(放射)事故管理關(guān)于輻射事故管理問題,衛(wèi)生部、公安部的文件《放射事故管理規(guī)定》(衛(wèi)監(jiān)發(fā)[1995]第48號(hào),1995)作出了規(guī)定,下面是部分主要規(guī)定內(nèi)容。4.4.1輻射事故分類輻射事故按性質(zhì)分為三類:責(zé)任事故、技術(shù)事故、其他事故。輻射事故按類別也分為三類:一類事故、二類事故、三類事故。一類事故是人員受超劑量照射事故,二類事故是放射性物質(zhì)污染事故,三類事故是丟失放射性物質(zhì)事故。輻射事故按后果的嚴(yán)重程度分為四級(jí):放射事件(零級(jí)事故)、一級(jí)事故、二級(jí)事故、三級(jí)事故。
4.4輻射(放射)事故管理444.4.2輻射事故處理原則輻射事故處理原則可粗略地歸納為下列一些方面。1)發(fā)生事故的單位必須及時(shí)采取妥善措施,控制事故,防止事故的擴(kuò)大和蔓延,減少和控制事故的危害和影響,按規(guī)定上報(bào),接受監(jiān)督部門的處理。2)處理事故時(shí),應(yīng)首先考慮工作人員和公眾人員的生命安全。3)發(fā)生事故的單位應(yīng)及時(shí)收集與事故有關(guān)的物品和資料,作好調(diào)查研究工作,認(rèn)真分析事故原因,采取妥善措施,保護(hù)國家財(cái)產(chǎn)和公眾的安全。4)發(fā)生丟失放射性物質(zhì)事故的單位,應(yīng)密切配合環(huán)保部門和公安部門,迅速查找、偵破,盡快追回丟失的放射性物質(zhì)。5)對(duì)事故中的受照人員,應(yīng)通過模擬實(shí)驗(yàn)和各種檢測迅速估算受照劑量,作出必要的醫(yī)學(xué)處理。4.4.2輻射事故處理原則454.4.3輻射事故監(jiān)督管理關(guān)于輻射事故的監(jiān)督管理,主要有下列方面的規(guī)定。1)國務(wù)院環(huán)保部門和公安部門對(duì)全國輻射事故實(shí)施統(tǒng)一監(jiān)督管理。省級(jí)衛(wèi)生行政部門和公安部門對(duì)本轄區(qū)輻射事故實(shí)施統(tǒng)一監(jiān)督管理,組織處理二級(jí)以下(含二級(jí))事故。2)地方各級(jí)環(huán)保部門和公安部門在接到輻射事故報(bào)告后,應(yīng)迅速核實(shí)事故情況,判定事故級(jí)別,逐級(jí)上報(bào)。對(duì)初步確認(rèn)為三級(jí)的事故,必須在24h內(nèi)報(bào)告國務(wù)院衛(wèi)生行政部門和公安部門。3)發(fā)生射線裝置事故(不含放射源)的單位,應(yīng)依照規(guī)定將事故情況及時(shí)報(bào)告上級(jí)主管部門和環(huán)保部門,由環(huán)保部門會(huì)同有關(guān)部門調(diào)查處理。4)發(fā)生放射性同位素事故的單位,應(yīng)依照規(guī)定將事故情況及時(shí)報(bào)告上級(jí)主管部門、環(huán)保部門、公安部門,由環(huán)保部門、公安部門會(huì)同有關(guān)部門調(diào)查處理。5)輻射事故應(yīng)在發(fā)現(xiàn)事故之日起30日內(nèi)結(jié)案。一、二、三級(jí)事故以“放射事故報(bào)告表”形式結(jié)案。逾期不能結(jié)案的,必須每隔3個(gè)月作出“放射事故報(bào)告表”。放射事件以“放射事件登記表”形式登記。6)負(fù)責(zé)處理輻射事故的環(huán)保部門、公安部門必須建立輻射事故檔案數(shù)據(jù)庫。此外,還有其他和進(jìn)一步的規(guī)定。4.4.3輻射事故監(jiān)督管理464.5放射性物質(zhì)管理關(guān)于放射性物質(zhì)的管理,國務(wù)院第44號(hào)令作出的規(guī)定的主要點(diǎn)如下:1)放射性同位素不得與易燃、易爆、腐蝕性物品一同存放。存放場所必須有防火、防盜、防泄漏措施,專人負(fù)責(zé)保管。2)貯存、領(lǐng)取、使用、歸還放射性同位素必須進(jìn)行登記、檢查,賬物相符。3)從事放射性同位素的訂購、銷售、轉(zhuǎn)讓、調(diào)撥和借用的單位或個(gè)人,必須有許可登記證,并只限于在許可登記證的范圍內(nèi)活動(dòng),并向同級(jí)環(huán)保和公安部門備案。4)放射性廢水、廢氣和固體廢物排放,必須事先向所在省、自治區(qū)、直轄市的環(huán)保部門遞交環(huán)境影響報(bào)告,經(jīng)批準(zhǔn)后到所在縣以上衛(wèi)生行政部門申請(qǐng)辦理許可證,并向公安部門登記。5)托運(yùn)、承運(yùn)和自行運(yùn)輸放射性同位素或裝過放射性同位素的空容器,必須按國家有關(guān)運(yùn)輸規(guī)定進(jìn)行包裝和劑量檢測,經(jīng)縣以上運(yùn)輸和環(huán)保部門檢查后方可運(yùn)輸。6)生產(chǎn)的裝有放射性同位素的設(shè)備、射線裝置和放射防護(hù)器材,必須符合放射防護(hù)規(guī)定。4.5放射性物質(zhì)管理475輻射防護(hù)監(jiān)測
5.1輻射防護(hù)監(jiān)測概述輻射防護(hù)監(jiān)測是估算和控制公眾及放射性工作人員所受輻射劑量的測量工作,它包括測量綱要制定、測量實(shí)施和結(jié)果解釋。輻射防護(hù)監(jiān)測包括個(gè)人監(jiān)測、場所監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、流出物監(jiān)測和事故監(jiān)測。個(gè)人監(jiān)測主要是測量被輻射照射的個(gè)人所接受的劑量,通過這種測量積累工作人員接受劑量的數(shù)據(jù),避免工作人員受到超過劑量的照射,同時(shí)也有助于分析超劑量的原因,為治療和研究輻射損傷提供數(shù)據(jù)。場所監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測主要是測定工作場所和周圍環(huán)境的輻射水平,從而可以預(yù)測工作人員和公眾人員可能受到的輻射程度,也可以為各種輻射防護(hù)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),并以此采取正確的防護(hù)措施,確保工作人員和公眾人員的安全。流出物監(jiān)測是對(duì)具有放射性的工作單位的排放物進(jìn)行監(jiān)測,測量其排出物中可能含有的放射性核素的活度與總量,避免其對(duì)環(huán)境造成污染,對(duì)公眾和社會(huì)造成危害。事故監(jiān)測是迅速確定有關(guān)數(shù)據(jù),以便采取措施。5輻射防護(hù)監(jiān)測5.1輻射防護(hù)監(jiān)測概述48對(duì)工業(yè)射線檢測工作來說,主要是進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測和場所輻射水平監(jiān)測。個(gè)人劑量監(jiān)測常用的劑量計(jì)是膠片個(gè)人劑量計(jì)、光致熒光個(gè)人劑量計(jì)、熱釋光個(gè)人劑量計(jì)。場所劑量監(jiān)測常用的劑量計(jì)是攜帶式照射量率計(jì)和巡測儀。巡測儀主要有電離室、閃爍計(jì)數(shù)器、G-M計(jì)數(shù)管和正比計(jì)數(shù)器劑量儀。在選用劑量儀器時(shí)主要考慮的因素是:儀器的靈敏度、量程、能量響應(yīng)、響應(yīng)時(shí)間、抗干擾能力等。對(duì)工業(yè)射線檢測工作來說,主要是進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測和場所輻射水平495.2比釋動(dòng)能概念間接電離輻射與物質(zhì)作用時(shí),能量傳給物質(zhì)的過程分為兩步。第一步是能量轉(zhuǎn)移給帶電粒子,第二步是帶電粒子通過電離、激發(fā)把能量傳給物質(zhì)。比釋動(dòng)能概念描述的是第一步過程,即描述間接電離輻射把多少能量傳給直接電離粒子,而吸收劑量則是描述的第二步過程。因此,量度間接電離輻射傳給物質(zhì)的能量需要測定它給予直接電離粒子的能量。比釋動(dòng)能一般記為K,它定義為:間接電離輻射在單位質(zhì)量的物質(zhì)中產(chǎn)生的帶電粒子的初始動(dòng)能總和,即:式中,dEtr是間接電離輻射在物質(zhì)體積元內(nèi)釋放的所有帶電粒子的初始動(dòng)能總和(包括這些帶電粒子在軔致輻射過程放出的能量、次級(jí)過程產(chǎn)生的任何帶電粒子的能量及俄歇電子的能量),單位為焦耳(J),dm為物質(zhì)體積元的質(zhì)量,單位為千克(kg)。5.2比釋動(dòng)能概念50照射量、比釋動(dòng)能及吸收劑量之間的關(guān)系:輻射量種類照射量Ρ比釋動(dòng)能Κ吸收劑量D劑量的含義表征χ、γ在關(guān)心的體積內(nèi)用于電離空氣的能量表征不帶電粒子在所關(guān)心的體積內(nèi)交給帶電粒子的能量表征電離輻射在所關(guān)心的體積內(nèi)被物質(zhì)吸收的能量適用范圍輻射場χ、γ不帶電粒子電離輻射介質(zhì)空氣任何物質(zhì)任何物質(zhì)單位Gy、radGy、rad換算關(guān)系照射量、比釋動(dòng)能及吸收劑量之間的關(guān)系:輻射量種類照射量Ρ比釋51如果忽略軔致輻射損失的能量,則比釋動(dòng)能與吸收劑量相等,也就是,在多數(shù)情況下,可以認(rèn)為吸收劑量等于比釋動(dòng)能。比釋動(dòng)能的常用單位為戈瑞(Gy)。單位時(shí)間的比釋動(dòng)能稱為比釋動(dòng)能率,常記為,它等于:比釋動(dòng)能率的常用單位是戈瑞/小時(shí)(Gy/h)。如果忽略軔致輻射損失的能量,則比釋動(dòng)能與吸收劑量相等,也就是525.3輻射防護(hù)監(jiān)測的主要規(guī)定5.3.1一般規(guī)定主要的規(guī)定是對(duì)甲種工作條件要有個(gè)人劑量監(jiān)測,對(duì)場所要有經(jīng)常性監(jiān)測,建立個(gè)人受照劑量和場所監(jiān)測檔案;對(duì)乙種工作條件要有個(gè)人劑量監(jiān)測,對(duì)場所要定期監(jiān)測,建立個(gè)人受照劑量檔案;對(duì)丙種工作條件可根據(jù)需要進(jìn)行監(jiān)測,并作記錄。5.3.2個(gè)人劑量監(jiān)測規(guī)定主要的規(guī)定包括下列方面:1)對(duì)任何在控制區(qū)工作的人員或照射劑量可能超過5mSv/a的人員應(yīng)進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測,對(duì)在監(jiān)督區(qū)工作或預(yù)計(jì)照射劑量在1~5mSv/a的人員應(yīng)盡可能進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測。2)年受照劑量小于5mSv時(shí),只需記錄個(gè)人監(jiān)測的劑量;年受照劑量不小于5mSv時(shí),除需記錄個(gè)人監(jiān)測的劑量外,還應(yīng)進(jìn)一步調(diào)查原因;年受照劑量大于20mSv時(shí),應(yīng)記錄個(gè)人監(jiān)測的劑量、進(jìn)行安全評(píng)價(jià)、調(diào)查原因、改進(jìn)防護(hù)措施。3)個(gè)人監(jiān)測全身的劑量當(dāng)量值,任何一年應(yīng)不大于50mSv,連續(xù)5年的平均值應(yīng)不大于20mSv。5.3輻射防護(hù)監(jiān)測的主要規(guī)定535.3.3設(shè)備監(jiān)測規(guī)定對(duì)使用中的500kV以下的X射線機(jī),應(yīng)監(jiān)測其漏泄空氣比釋動(dòng)能率,便攜式X射線機(jī)每年監(jiān)測一次,固定式X射線機(jī)每2~3年監(jiān)測一次。對(duì)射線機(jī)應(yīng)監(jiān)測其漏泄空氣比釋動(dòng)能率和安全裝置的性能,每年由放射防護(hù)主管部門進(jìn)行一次監(jiān)測。5.3.4場所監(jiān)測規(guī)定對(duì)X射線現(xiàn)場檢測時(shí),作業(yè)場所應(yīng)劃分為控制區(qū)和管理區(qū),控制區(qū)是空氣比釋動(dòng)能率在40Gy/h以上區(qū)域,管理區(qū)是控制區(qū)邊界外空氣比釋動(dòng)能率在4Gy/h以上區(qū)域。對(duì)X射線探傷室,應(yīng)定點(diǎn)監(jiān)測:探傷室門外5cm距地面1m高處門的左、中、右三點(diǎn),探傷室墻外5cm距地面1m高處、每個(gè)墻面至少2點(diǎn),人員經(jīng)?;顒?dòng)處等;對(duì)正常使用的探傷室每年至少應(yīng)監(jiān)測一次;監(jiān)測點(diǎn)的空氣比釋動(dòng)能率:非工作人員居留處應(yīng)小于2.5Gy/h,工作人員居留處應(yīng)小于25Gy/h。對(duì)射線現(xiàn)場檢測時(shí),作業(yè)場所應(yīng)劃分為控制區(qū)和監(jiān)督區(qū),控制區(qū)是空氣比釋動(dòng)能率在40Gy/h以上區(qū)域,監(jiān)督是控制區(qū)邊界外空氣比釋動(dòng)能率在2.5Gy/h以上區(qū)域。對(duì)射線探傷室,應(yīng)監(jiān)測探傷室門外5cm點(diǎn)和探傷室墻外5cm點(diǎn);對(duì)正常使用的探傷室每年應(yīng)監(jiān)測一次;監(jiān)測點(diǎn)的空氣比釋動(dòng)能率應(yīng)小于2.5Gy/h。5.3.3設(shè)備監(jiān)測規(guī)定54復(fù)習(xí)題1.簡述照射量、吸收劑量、劑量當(dāng)量概念和它們的單位。2.說明如何從照射量確定吸收劑量。3.簡述危險(xiǎn)度和權(quán)重因子概念。4.從輻射防護(hù)的觀點(diǎn),輻射生物效應(yīng)如何分類,它們的特點(diǎn)如何?5.輻射損傷可分為哪些類型?它們的特點(diǎn)是什么?6.輻射防護(hù)的基本原則是哪些?如何理解這些基本原則?7.我國輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)劑量當(dāng)量限值作了哪些主要規(guī)定?8.我國輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)法規(guī),對(duì)放射工作人員條件作了哪些主要規(guī)定?9.對(duì)放射性物質(zhì)管理,我國的有關(guān)條例和法規(guī)作了哪些主要規(guī)定?10.對(duì)放射工作場所,我國有關(guān)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)如何分類?作了哪些主要規(guī)定?11.對(duì)輻射事故管理,我國有關(guān)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)作了哪些主要規(guī)定?12.對(duì)輻射防護(hù)監(jiān)測,我國有關(guān)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)作了哪些主要規(guī)定?復(fù)習(xí)題55謝謝大家!謝謝大家!56演講完畢,謝謝觀看!演講完畢,謝謝觀看!57
塔里木油田職業(yè)技能鑒定無損檢測技師培訓(xùn)
射線檢測培訓(xùn)教程
《輻射防護(hù)》
主講曹新華
塔里木油田分公司工程技術(shù)部
2008.06
塔里木油田職業(yè)技能鑒定無損檢測技師培訓(xùn)
射線檢測培訓(xùn)教程58概述輻射,即通常所稱的射線,從它與物質(zhì)相互作用引起的電離情況可分為兩類:(致)電離輻射和非(致)電離輻射。任何與物質(zhì)作用,直接作用或間接作用可引起物質(zhì)電離的輻射稱為電離輻射,不能引起物質(zhì)電離的輻射稱為非電離輻射。直接致電離粒子如電子、射線、質(zhì)子、粒子等帶電粒子,X射線和射線是間接致電離輻射。人們很早就認(rèn)識(shí)到電離輻射對(duì)人體的危害作用,并注意到安全防護(hù)問題,輻射防護(hù)就是研究這方面的一個(gè)學(xué)科。對(duì)于工業(yè)射線檢測技術(shù),在輻射防護(hù)方面面對(duì)的主要問題是外照射防護(hù)。本章將針對(duì)工業(yè)射線檢測技術(shù),介紹輻射防護(hù)的基本概念和相關(guān)的主要內(nèi)容。概述591.輻射量為了描述輻射與物質(zhì)的相互作用,必須建立一些描述輻射本身性質(zhì)的物理量及其測量單位。現(xiàn)在廣泛使用的描述輻射的物理量主要有照射量、吸收劑量、劑量當(dāng)量。1.1照射量當(dāng)X射線或射線穿過空氣時(shí)可以產(chǎn)生二次電子,二次電子和空氣分子作用,使空氣電離,形成帶有正電荷的正離子和帶有負(fù)電荷的負(fù)離子,照射量就是描述X射線或射線使空氣產(chǎn)生電離能力的物理量。1.輻射量為了描述輻射與物質(zhì)的相互作用,必須建立一些描述輻60照射量定義為:X射線或射線在某一體積元的空氣中產(chǎn)生的全部電荷被完全阻留在空氣中時(shí),產(chǎn)生的任一種符號(hào)的電荷的絕對(duì)值與這個(gè)小體積空氣質(zhì)量之比
式中X——照射量;dm——體積元中空氣的質(zhì)量;dQ——在體積元空氣中產(chǎn)生的一種符號(hào)電荷的電量。即,照射量表示X射線或射線在單位質(zhì)量的空氣中所能產(chǎn)生的電荷數(shù)量。照射量常用符號(hào):“X”表示,其法定計(jì)量單位是:庫侖/千克,符號(hào)為“C/kg”。照射量的專用單位是:倫琴,符號(hào)為“R”。兩個(gè)單位的關(guān)系是 1R=2.58×104C/kg照射量定義為:X射線或射線在某一體積元的空氣中產(chǎn)生的全部電61照射量是X射線或射線對(duì)空氣定義的,它不適于其他輻射,也不適于其他物質(zhì)。單位時(shí)間的照射量稱為照射量率,一般用符號(hào)“”表示,即
式中dt——一小的時(shí)間間隔,dX——在此時(shí)間間隔中產(chǎn)生的照射量(其中的“d”均為微分符號(hào))。其單位常用C/kg·h1
等表示。照射量是X射線或射線對(duì)空氣定義的,它不適于其他輻射,也不適621.2吸收劑量當(dāng)射線輻照物體時(shí),可以將它能量的一部分或全部傳遞給被輻照的物體,也即被輻照的物體可以吸收電離輻射的一部分或全部能量。但是,在同樣的條件下,不同的物質(zhì)吸收射線能量的情況并不相同。照射量僅僅表示了空氣完全吸收X射線或射線能量的情況,而吸收劑量表示的是各種物質(zhì)吸收電離輻射能量的情況。吸收劑量定義為:電離輻射授予某一體積元中物質(zhì)的平均能量與該體積元中物質(zhì)質(zhì)量之比
式中D——吸收劑量;——授予體積元的平均能量;——體積元的物質(zhì)質(zhì)量。1.2吸收劑量63即吸收劑量表示電離輻射傳遞給單位質(zhì)量的被輻照物質(zhì)的能量。單位是:戈瑞,符號(hào)為“Gy”。1Gy=1J/kg吸收劑量的專用單位是:拉德,符號(hào)為“rad”,兩者的關(guān)系是
1Gy=100rad在實(shí)際使用中常用較小的單位,如毫戈瑞(mGy)等。吸收劑量適用于任何類型的電離輻射,也適用于任何物質(zhì)。但必須注意的是,吸收劑量的大小不僅相關(guān)于電離輻射本身的類型和能量,而且也相關(guān)于被輻照的物質(zhì)。同樣的電離輻射輻照不同的物質(zhì)時(shí),產(chǎn)生的吸收劑量可以不同。類似于照射量率相應(yīng)地可以引入吸收劑量率:
它表示單位時(shí)間的吸收劑量,常用單位是:戈瑞/小時(shí)(Gy/h)。即吸收劑量表示電離輻射傳遞給單位質(zhì)量的被輻照物質(zhì)的能量。641.3劑量當(dāng)量不同類型的電離輻射和不同的照射條件,對(duì)于生物體產(chǎn)生的輻射損傷即使在相同的吸收劑量之下也可以不同。為了統(tǒng)一評(píng)價(jià)不同類型的電離輻射對(duì)生物體產(chǎn)生的輻射損傷,在研究輻射防護(hù)時(shí)必須考慮不同輻射的輻射損傷差別。為此,引入輻射品質(zhì)因數(shù),常記為Q,表示吸收能量微觀分布對(duì)輻射生物效應(yīng)的影響;引入修正因子,常記為N,表示吸收劑量空間、時(shí)間等分布不均勻性對(duì)輻射生物效應(yīng)的影響。劑量當(dāng)量則定義為:吸收劑量與輻射品質(zhì)因數(shù)及修正因子之積,常用符號(hào)“H”表示,即
H=DQN劑量當(dāng)量的單位是:希[沃特],符號(hào)為:Sv。 1Sv=1J/kg1.3劑量當(dāng)量65劑量當(dāng)量的專用單位是:雷姆,符號(hào)為“rem”,兩者的關(guān)系是1Sv=100rem當(dāng)輻射具有一定能譜時(shí),可以給出平均品質(zhì)因數(shù),常簡單地記為Q。一些射線的平均品質(zhì)因數(shù)列于表1中。修正因子一般都取為1。同樣,可以定義劑量當(dāng)量率表示單位時(shí)間的劑量當(dāng)量,常用單位是:希沃特/小時(shí)(Sv/h)。表1-1.射線的平均品質(zhì)因數(shù)照射類型射線種類Q
外照射X射線,射線,電子1熱中子3中能中子(0.02~0.1Mev)5~8快中子(0.5~10Mev)10內(nèi)照射X射線,射線,電子1粒子10劑量當(dāng)量的專用單位是:雷姆,符號(hào)為“rem”,兩者的關(guān)系是表661.4吸收劑量與照射量的關(guān)系從前面的介紹可以看到,吸收劑量和照射量不是同一概念,照射量是以空氣的電離程度對(duì)輻射場的一種量度,吸收劑量給出的是被照射物質(zhì)吸收輻射能量的狀況,但兩者存在一定的關(guān)系。直接測量吸收劑量是比較困難的,但可以通過儀器測量照射量來計(jì)算被輻照物體的吸收劑量。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1cm3的空氣的質(zhì)量為0.0013g,當(dāng)它受到1R的照射量照射時(shí),產(chǎn)生的電離能為0.113erg,所以,空氣在1R的照射量照射下吸收的能量為 8.69×J/kg一般地,如果記照射場中某點(diǎn)的照射量為X(單位為倫琴,R),該點(diǎn)空氣的吸收劑量為,則可給出空氣的吸收劑量與照射量的關(guān)系為 =8.69×X(Gy) 當(dāng)照射量的單位為庫侖/千克(C/kg)時(shí),它們的關(guān)系為 =33.7X(Gy) 這樣,只要知道了輻照?qǐng)鲋心滁c(diǎn)的照射量,就可以計(jì)算該點(diǎn)空氣的吸收劑量。1.4吸收劑量與照射量的關(guān)系67對(duì)某種物質(zhì),其吸收劑量可按下式計(jì)算式中——物體的吸收劑量(Gy);
X——物體所在處的照射量(R);f——換算因子;換算因子的值相關(guān)于射線的能量,也相關(guān)于被輻照的物體的性質(zhì)。從有關(guān)手冊(cè)可查到人體的換算因子值,按照人體的肌肉、骨骼等的組成,通常對(duì)人體可取(X的單位為R):
f=9.5×用此因子可從照射量得出全身受到均勻外照射時(shí)的近似吸收劑量。圖1-1、圖1-2、圖1-3給出的是X射線機(jī)和射線源的照射量率曲線,這類關(guān)系曲線是計(jì)算輻射防護(hù)問題必須的數(shù)據(jù)。對(duì)某種物質(zhì),其吸收劑量可按下式計(jì)算68圖1-1恒壓X射線機(jī)的照射量率曲線圖1-2高能X射線(恒壓)的照射量率曲線射線檢測培訓(xùn)教程《輻射防護(hù)》69圖1-3射線源的照射量率(源活度為0.037TBq,每次衰變發(fā)射一個(gè)射線光子)射線檢測培訓(xùn)教程《輻射防護(hù)》702.輻射生物效應(yīng)2.1輻射生物效應(yīng)分類輻射作用于生物體時(shí)由于電離作用,將造成生物體的細(xì)胞、組織、器官等的損傷,引起病理反應(yīng),這稱為輻射生物效應(yīng)。輻射對(duì)生物體的作用是一個(gè)極其復(fù)雜的過程,生物體從吸收輻射能量開始到產(chǎn)生生物效應(yīng),要經(jīng)歷許多不同性質(zhì)的變化,一般認(rèn)為將經(jīng)歷四個(gè)階段的變化,即物理變化階段、物理—化學(xué)變化階段、化學(xué)變化階段、生物變化階段。輻射生物效應(yīng)可以表現(xiàn)在受照者本身,也可以出現(xiàn)在受照者的后代。表現(xiàn)在受照者本身的稱為軀體效應(yīng),出現(xiàn)在受照者后代時(shí)稱為遺傳效應(yīng)。軀體效應(yīng)按照顯現(xiàn)的時(shí)間早晚又分為近期效應(yīng)和遠(yuǎn)期效應(yīng)。從輻射防護(hù)的觀點(diǎn),全部輻射生物效應(yīng)可以分為兩類:隨機(jī)性效應(yīng)、非隨機(jī)性效應(yīng)。2.輻射生物效應(yīng)2.1輻射生物效應(yīng)分類71隨機(jī)性效應(yīng)是效應(yīng)的發(fā)生率(而不是嚴(yán)重程度)與劑量的大小有關(guān)的輻射生物效應(yīng)。對(duì)于正常的低劑量照射情況,從輻射防護(hù)的目的出發(fā),常假定隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率與劑量之間存在線性關(guān)系,即劑量越大隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率越大,并且不存在劑量閾值。非隨機(jī)性效應(yīng)是指存在閾值的效應(yīng),這種生物效應(yīng)只有當(dāng)劑量超過一定的值之后才能發(fā)生,效應(yīng)的嚴(yán)重程度也與劑量的大小相關(guān)。因此,只要限制劑量當(dāng)量就可以避免非隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生。一些器官或組織的非隨機(jī)性效應(yīng)閾值如表2-1所示。隨機(jī)性效應(yīng)是效應(yīng)的發(fā)生率(而不是嚴(yán)重程度)與劑量的大小有關(guān)的72
表2-1部分非隨機(jī)性效應(yīng)的劑量閾值表2-2比較了隨機(jī)性效應(yīng)與非隨機(jī)性效應(yīng)(確定性效應(yīng))的基本特點(diǎn)。表2-2隨機(jī)性效應(yīng)與非隨機(jī)性效應(yīng)(確定性效應(yīng))的基本特點(diǎn)器官、組織效應(yīng)單次照射的劑量閾值多次照射累積劑量閾值生殖腺永久性不育3Gy---眼晶體晶體混濁0.5~2.0Sv>15Gy紅骨髓造血機(jī)能損傷1.5Sv>20Gy皮膚難以接受的變化--->20Gy效應(yīng)類型效應(yīng)發(fā)生效應(yīng)嚴(yán)重程度隨機(jī)性效應(yīng)不存在劑量閾值,發(fā)生概率與劑量相關(guān)與劑量無關(guān)非隨機(jī)性效應(yīng)存在劑量閾值與劑量相關(guān)表2-1部分非隨機(jī)性效應(yīng)的劑量732.2危險(xiǎn)度、權(quán)重因子與有效劑量當(dāng)量對(duì)隨機(jī)性效應(yīng)進(jìn)行定量描述的重要概念是危險(xiǎn)度、權(quán)重因子。危險(xiǎn)度定義為:單位劑量當(dāng)量(1Sv)在受照器官或組織誘發(fā)惡性疾患的死亡率,或出現(xiàn)嚴(yán)重遺傳疾病的發(fā)生率。不同的器官和組織的危險(xiǎn)度不同,為表征不同器官和組織在相同劑量當(dāng)量下,對(duì)人體導(dǎo)致輻射生物效應(yīng)有害程度的差異,引入表示相對(duì)危險(xiǎn)度的權(quán)重因子概念。權(quán)重因子定義為:各器官或組織的危險(xiǎn)度與全身受到均勻照射的危險(xiǎn)度之比,記為WT。表2-3列出了人體各器官和組織的危險(xiǎn)度和權(quán)重因子。2.2危險(xiǎn)度、權(quán)重因子與有效劑量當(dāng)量74表2-3器官和組織的危險(xiǎn)度和權(quán)重因子①選取其他五個(gè)接受劑量當(dāng)量最大的器官或組織,每個(gè)器官或組織的權(quán)重因子取為0.06,其他器官或組織不計(jì)。胃、小腸、大腸上段、大腸下段可作為四個(gè)獨(dú)立器官。器官、組織效應(yīng)危險(xiǎn)度(1/Sv)WT(權(quán)重因子)生殖腺二代重大遺傳疾病4×1030.25乳腺乳腺癌2.5×1030.15紅骨髓白血病2×1030.12肺肺癌2×1030.12骨骨癌5×1040.03甲狀腺甲狀腺癌5×1040.03其他組織癌5×1030.30①全身誘發(fā)癌癥1×102一代遺傳疾病4×103表2-3器官和組織的危險(xiǎn)度和權(quán)重因75身體受到照射時(shí),可能是多個(gè)部位或全身,不同的部位受到的照射也可能不同,為了評(píng)價(jià)這時(shí)產(chǎn)生的輻射生物效應(yīng),對(duì)隨機(jī)效應(yīng)引入了有效劑量當(dāng)量。有效劑量當(dāng)量定義為:器官或組織接受的劑量當(dāng)量與該器官或組織的相對(duì)危險(xiǎn)度權(quán)重因子之積,有效劑量當(dāng)量一般記為,它等于:
HT為器官或組織接受的劑量當(dāng)量,對(duì)整個(gè)人體在非均勻照射時(shí),有效劑量當(dāng)量為:
身體受到照射時(shí),可能是多個(gè)部位或全身,不同的部位受到的照射也762.3輻射損傷輻射損傷就是電離輻射產(chǎn)生的各種生物效應(yīng)對(duì)人體造成的危害和損傷。它可以來自人體之外的輻射照射,也可以產(chǎn)生于吸入體內(nèi)的放射性物質(zhì)的照射。造成輻射損傷的機(jī)理主要是,輻射能使生物體中的分子發(fā)生電離和激發(fā),或者直接破壞生物體的大分子,或者通過破壞水分子,使生物體的大分子受到破壞。輻射損傷可分為兩種:急性損傷、慢性損傷。急性損傷是短時(shí)間內(nèi)全身受到大劑量,例如數(shù)戈[瑞]劑量的照射產(chǎn)生的輻射損傷。典型的急性損傷常表現(xiàn)為三個(gè)階段:1)前驅(qū)期:受照者出現(xiàn)惡心、嘔吐、等癥狀,約持續(xù)1~2天;2)潛伏期:一切癥狀消失,可持續(xù)數(shù)日或數(shù)周;3)發(fā)癥期:表現(xiàn)出輻射損傷的各種癥狀,如嘔吐、腹瀉、出血、嗜眠、毛發(fā)脫落等,嚴(yán)重者導(dǎo)致死亡。急性損傷主要是中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷、造血系統(tǒng)損傷、消化系統(tǒng)損傷,也可以造成性腺損傷、皮膚損傷等。由于急性損傷將造成嚴(yán)重后果,所以必須防止短時(shí)間大劑量的照射情況發(fā)生。急性損傷的主要效應(yīng)特點(diǎn)如表2-4所示。2.3輻射損傷77表2-4急性損傷的主要效應(yīng)劑量/Gy可能產(chǎn)生的效應(yīng)0~0.25無可檢出效應(yīng),可能無遲發(fā)效應(yīng)。0.5血象輕度暫時(shí)變化,可能有遲發(fā)效應(yīng)。1惡心、疲勞。2受照后24h內(nèi)出現(xiàn)惡心、嘔吐,一周潛伏期后出現(xiàn)毛發(fā)脫落、厭食、虛弱等(如,腹瀉、喉炎)。4(半致死劑量)受照后幾小時(shí)出現(xiàn)惡心、嘔吐,二周內(nèi)可見毛發(fā)脫落、厭食、虛弱、體溫增高,第三周出現(xiàn)紫斑、口腔和咽部感染,第四周出現(xiàn)蒼白、腹瀉、迅速消瘦,50%個(gè)體可能死亡?!?(致死劑量)受照后1~2h出現(xiàn)惡心、腹瀉,一周出現(xiàn)嘔吐等,體溫升高,迅速消瘦,第二周出現(xiàn)死亡,死亡率可達(dá)80%~100%表2-4急性損傷的主要效應(yīng)劑量/Gy可能產(chǎn)生的效應(yīng)078慢性損傷是長時(shí)間受到超過容許水平的低劑量的照射時(shí),在受照后數(shù)年甚至數(shù)十年后出現(xiàn)的輻射生物效應(yīng)。對(duì)慢性損傷目前尚難以判定輻射與損傷之間的因果關(guān)系。目前認(rèn)為慢性損傷主要有白血病、癌癥(皮膚癌、甲狀腺癌、乳腺癌、肺癌、骨癌等)、再生不良性貧血、白內(nèi)障、壽命縮短等。關(guān)于壽命縮短,在國際放射防護(hù)委員會(huì)的第26號(hào)出版物中指出:“壽命縮短效應(yīng),除了由于誘發(fā)腫瘤所造成的以外,缺乏確鑿的證據(jù),不能用于定量估計(jì)”。除了上述兩種情況外,實(shí)際中存在的另一種情況是慢性小劑量照射,即長時(shí)期受到低于最大容許劑量的照射。對(duì)于這種照射的輻射生物效應(yīng),過去是從高劑量、高劑量率的效應(yīng)外推進(jìn)行評(píng)估的,近年來的資料表明,低劑量、低劑量率引起的輻射生物效應(yīng)低于從高劑量、高劑量率外推得出的結(jié)果。慢性小劑量照射產(chǎn)生的輻射損傷可能是誘發(fā)癌癥。一種觀點(diǎn)認(rèn)為,由于機(jī)體對(duì)輻射損傷具有修復(fù)功能,因此當(dāng)輻射損傷較輕時(shí),機(jī)體的修復(fù)作用將使輻射損傷的癥狀表現(xiàn)不出來。慢性小劑量照射情況關(guān)于人體的直接經(jīng)驗(yàn)很少,尚需要進(jìn)一步研究。慢性損傷是長時(shí)間受到超過容許水平的低劑量的照射時(shí),在受照后數(shù)79輻射損傷與許多因素相關(guān),主要是輻射性質(zhì)、劑量、劑量率、照射方式、照射部位和范圍等。(1)輻射性質(zhì)不同類型、不同能量的輻射傳給受照機(jī)體的能量不同,使機(jī)體產(chǎn)生的電離不同,因而產(chǎn)生的生物效應(yīng)也不同。品質(zhì)因數(shù)定量地說明了這點(diǎn)。(2)劑量從隨機(jī)性效應(yīng)和非隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生可以看到,劑量與生物效應(yīng)之間存在復(fù)雜的關(guān)系,但一般可以認(rèn)為,吸收劑量越大輻射生物效應(yīng)發(fā)生的可能越大,輻射生物效應(yīng)也越嚴(yán)重。(3)劑量率在總劑量相等的情況下,可以認(rèn)為,劑量率越高產(chǎn)生的輻射生物效應(yīng)越嚴(yán)重。由于機(jī)體對(duì)輻射損傷具有修復(fù)功能,所以小劑量率的照射可能不能產(chǎn)生輻射損傷。(4)照射方式照射方式包括外照射、內(nèi)照射,一次照射、多次照射,也包括多次照射的時(shí)間間隔等。外照射是來自機(jī)體之外的輻射照射,內(nèi)照射是進(jìn)入機(jī)體的放射性物質(zhì)產(chǎn)生的輻射照射。照射方式不同,機(jī)體的吸收不同,產(chǎn)生的輻射生物效應(yīng)也不同。對(duì)于射線檢測人員主要是外照射產(chǎn)生的輻射生物效應(yīng)。(5)照射部位與范圍機(jī)體的不同部位對(duì)輻射的敏感程度不同,因此在同樣的輻射照射下產(chǎn)生的輻射生物效應(yīng)可以不同。不同部位的敏感性從高向低的次序是:腹部、盆腔、頭部、胸部、四肢。在相同的劑量下,受照的范圍越大引起的輻射生物效應(yīng)越強(qiáng)。輻射損傷與許多因素相關(guān),主要是輻射性質(zhì)、劑量、劑量率、照射方803.輻射防護(hù)原則、劑量限制體系
和防護(hù)技術(shù)
3.1輻射防護(hù)原則輻射防護(hù)的目的是防止發(fā)生有害的非隨機(jī)性效應(yīng)、限制隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率在被認(rèn)為是可以接受的水平范圍之內(nèi),從而盡量降低輻射可能造成的危害。為了實(shí)現(xiàn)上述的防護(hù)目的,在輻射防護(hù)中應(yīng)遵循三項(xiàng)原則:正當(dāng)化原則、最優(yōu)化原則、限值化原則。正當(dāng)化原則:在任何包含電離輻射照射的實(shí)踐,應(yīng)保證這種實(shí)踐對(duì)人群和環(huán)境產(chǎn)生的危害小于這種實(shí)踐給人群和環(huán)境帶來的利益,即獲得的利益必須超過付出的代價(jià),否則這種含有電離輻射的實(shí)踐是不正當(dāng)?shù)?,不?yīng)進(jìn)行這種實(shí)踐。最優(yōu)化原則:應(yīng)當(dāng)避免一切不必要的照射,任何伴隨電離輻射照射的實(shí)踐,在符合正當(dāng)化原則的前提下,在考慮了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)因素之后,源的設(shè)計(jì)和利用及與此有關(guān)的實(shí)踐,應(yīng)保證將輻射照射保持在可以合理達(dá)到的盡量低的水平??紤]時(shí)應(yīng)包括劑量大小、受照人數(shù)、以及不一定受到但可能受到的照射等各個(gè)方面。限值化原則:在符合正當(dāng)化原則和最優(yōu)化原則下所進(jìn)行的實(shí)踐中,應(yīng)保證個(gè)人所接受的照射劑量當(dāng)量不超過規(guī)定的相應(yīng)限值。3.輻射防護(hù)原則、劑量限制體系
和防護(hù)技術(shù)3.1輻射81輻射防護(hù)中所謂的“可以接受的水平”,是把放射性工作的危險(xiǎn)度與其他被認(rèn)為安全標(biāo)準(zhǔn)比較高的職業(yè)的危險(xiǎn)度相比較提出的。不同的職業(yè)都具有一定的危險(xiǎn)度,國際上公認(rèn)的比較安全行業(yè)的危險(xiǎn)度是。放射性工作全身均勻照射時(shí),按照目前輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)中常規(guī)定的年劑量當(dāng)量限值是50mSv,從此可以得到放射性工作的職業(yè)危險(xiǎn)度(發(fā)生癌癥的幾率)為: 5×這個(gè)危險(xiǎn)度與許多行業(yè)(石油:5×、化工:3×、冶金:3×等)的危險(xiǎn)度是相近的。實(shí)際上接近劑量當(dāng)量限值的人數(shù)是很少的,多數(shù)人接受的年劑量當(dāng)量不超過5mSv,若按照這個(gè)值計(jì)算,則危險(xiǎn)度為: 5×這應(yīng)是比較低的危險(xiǎn)度。輻射防護(hù)中所謂的“可以接受的水平”,是把放射性工作的危險(xiǎn)度與823.2劑量限制體系按照輻射防護(hù)的目的和上述原則,輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于劑量當(dāng)量的限值規(guī)定主要包括:(1)對(duì)非隨機(jī)性效應(yīng)規(guī)定了不同器官或組織的最大容許劑量當(dāng)量限值。(2)對(duì)隨機(jī)性效應(yīng)依據(jù)可以接受的水平,以危險(xiǎn)度為基礎(chǔ)規(guī)定全身均勻照射的年劑量當(dāng)量限值和非均勻照射時(shí)各器官和組織容許的有效劑量當(dāng)量限值。顯然,上述對(duì)隨機(jī)性效應(yīng)的規(guī)定值僅是一個(gè)“可以接受的水平”的限值,并不是保證不發(fā)生輻射損傷的限值。因此,在實(shí)踐中應(yīng)遵循最優(yōu)化原則盡量降低受到的輻射照射。劑量當(dāng)量和有效劑量當(dāng)量常簡稱為劑量當(dāng)量或劑量。放射性工作人員的年劑量當(dāng)量是指,一年工作期間所受到照射的劑量當(dāng)量(與攝入的放射性核素所產(chǎn)生的待積劑量當(dāng)量二者之和),但不包括天然本底照射和醫(yī)療照射。表3-1列出了GB18871—2002關(guān)于個(gè)人劑量當(dāng)量限值的主要規(guī)定。3.2劑量限制體系83表3-1GB18871-2002關(guān)于個(gè)人劑量當(dāng)量限值的規(guī)定①特殊情況下,如果5個(gè)連續(xù)年的年平均劑量不超過1mSv,則某一單一年份的有效劑量當(dāng)量可提高到5mSV。效應(yīng)照射對(duì)象與要求年劑量當(dāng)量限值/(mSv
·
a1)職業(yè)人員公眾人員
非隨機(jī)性效應(yīng)眼晶體15015四肢或皮膚50050隨機(jī)性效應(yīng)全身,連續(xù)5年平均20-全身,任何一年201①表3-1GB18871-2002關(guān)于個(gè)人劑量當(dāng)量限值的84關(guān)于劑量當(dāng)量限值,在GB18871—2002標(biāo)準(zhǔn)中還有如下一些主要規(guī)定。a)對(duì)放射性工作人員在特殊情況下,允許經(jīng)審管部門審批,可以例外地把劑量平均期延長到10年。在此期間,年平均劑量當(dāng)量限值為20mSV/a,并且任何一年的有效年劑量當(dāng)量限值不能超過50mSv/a。b)對(duì)年齡為16歲-18歲的就業(yè)培訓(xùn)的徒工和學(xué)生所受的職業(yè)性照射應(yīng)控制為,年有效劑量當(dāng)量限值為6mSv/a,眼晶體的年劑量當(dāng)量限值為50mSv/a,四肢和皮膚的年劑量當(dāng)量限值為150mSv/a。關(guān)于劑量當(dāng)量限值,在GB18871—2002標(biāo)準(zhǔn)中還有如下853.3外照射防護(hù)方法對(duì)外照射主要從照射時(shí)間、照射距離、屏蔽三方面控制人員所受到的照射劑量。(1)時(shí)間顯然,減少受到照射的時(shí)間可以減少接受的照射劑量。在照射率一定時(shí),由于 劑量=劑量率×?xí)r間因此,針對(duì)照射率的大小可以確定容許的受到照射的時(shí)間。(2)距離將輻射源視為點(diǎn)源,則輻射場中某點(diǎn)的照射劑量與該點(diǎn)和源的距離的平方成反比,即:其中,F(xiàn)
1——源與輻照?qǐng)鲋悬c(diǎn)1的距離;
F
2——源與輻照?qǐng)鲋悬c(diǎn)2的距離;
D
1——輻照?qǐng)鲋悬c(diǎn)1的照射劑量;
D
2——輻照?qǐng)鲋悬c(diǎn)2的照射劑量。距離增大將迅速降低受到的照射劑量。3.3外照射防護(hù)方法86(3)屏蔽按照射線的衰減規(guī)律,如果在工作人員與源之間設(shè)立適當(dāng)?shù)钠帘挝矬w,則射線穿過屏蔽物體后其強(qiáng)度將大大降低,也必然減少產(chǎn)生的照射劑量。對(duì)X射線和射線常用的屏蔽材料是鉛和混凝土。采用半價(jià)層厚度概念常可以近似估計(jì)所需要的屏蔽材料厚度。表3-2和表3-3是X射線和射線的半價(jià)層厚度值。圖3-1和圖3-2分別是寬束X射線在鉛和混凝土中的減弱曲線,圖3-3、圖3-4分別是寬束射線60Co源、192Ir源在鉛、鐵等材料中的減弱曲線,它們給出了透射因子(即透射強(qiáng)度與入射強(qiáng)度之比)與屏蔽厚度的關(guān)系。
(3)屏蔽按照射線的衰減規(guī)律,如果在工作人員與源之間設(shè)立87表3-2寬束X射線的近似半價(jià)層厚度(單位:mm)表3-3常用射線源的半價(jià)層厚度(GB18465—2001)(單位:mm)管電壓/kV鉛混凝土管電壓/kV鉛混凝土500.064.32500.8828.0750.178.43001.4731.01000.2716.04002.533.01500.3022.41MV7.944.02000.5225.02MV12.564.0屏蔽材料60Co192Ir169Yb170Tm鋁70502720混凝土705027——鋼241495鉛133080.6鎢102.5——0.09鈾62.3——0.035表3-2寬束X射線的近似半價(jià)層厚度(單位:mm)管電壓88圖3-1寬束X射線在鉛中的減弱曲線圖3-2寬束X射線在混凝土中的減弱曲線圖3-1寬束X射線在鉛中的減弱曲線圖3-289圖3-360Co源寬束射線的減弱曲線圖3-4192Ir源寬束射線的減弱曲線圖3-360Co源寬束射線的減弱曲線903.4外照射防護(hù)計(jì)算輻射防護(hù)計(jì)算是一個(gè)比較復(fù)雜的問題,簡單的外照射輻射防護(hù)計(jì)算一般包括下述內(nèi)容:1)確定輻照?qǐng)龅恼丈淞繑?shù)據(jù)(確定輻射源的輸出數(shù)據(jù))。2)確定所應(yīng)采用的劑量當(dāng)量限值。3)按等式關(guān)系、衰減規(guī)律等計(jì)算。關(guān)于確定輻照?qǐng)龅恼丈鋭┝繑?shù)據(jù)(確定輻射源的輸出數(shù)據(jù)),要求概念清晰,掌握較多的手冊(cè)數(shù)據(jù)。在計(jì)算時(shí)需要的一個(gè)重要數(shù)據(jù)是射線源的照射量,對(duì)X射線機(jī)可利用如圖1-1~1-2照射量率曲線給出的(輸出額)數(shù)據(jù)確定,對(duì)射線源可利用圖1-3的照射量曲線或射線源的照射量率常數(shù)確定。3.4
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