第九章 核輻射與防護(hù)(十三次、十四次課)

核安全基礎(chǔ)核動(dòng)力仿真研究中心第九章核輻射與防護(hù)§9.1堆內(nèi)放射性物質(zhì)的產(chǎn)生§9.2核動(dòng)力核輻射與輻射監(jiān)測(cè)§9.3核輻射的防護(hù)§9.3事故情況下放射性釋出物的輻射后果放射性相關(guān)概念放射性:

某些元素通過原子核衰變自發(fā)地放出α、β、γ射線的現(xiàn)象。半衰期：N=N0e-

t

放射性核的強(qiáng)度衰變一半所需的時(shí)間?；疃龋?/p>

單位時(shí)間原子核衰變的數(shù)目貝可Bq（居里Ci）原子核電子放射性相關(guān)概念電離輻射：在生物體內(nèi)產(chǎn)生離子對(duì)的輻射。生物學(xué)效應(yīng)：生物體因電離輻射其細(xì)胞組織受到嚴(yán)重?fù)p傷，分為早期效應(yīng)和晚期效應(yīng)。輻射劑量（吸收劑量）：?jiǎn)挝毁|(zhì)量物質(zhì)所吸收的輻射能量。單位：戈瑞（Gy）每千克的物質(zhì)吸收1焦耳的能量放射性相關(guān)概念生物劑量當(dāng)量：吸收劑量與當(dāng)量因子的乘積。

常以全身劑量和器官劑量來表達(dá)。外照射通常作用于全身。內(nèi)照射集中于體內(nèi)特定的敏感器官（全身劑量與器官劑量）。放射性相關(guān)概念天然本底輻射：人類生存的自然環(huán)境產(chǎn)生的天然輻射照射劑量。來源可略分為：宇宙射線：隨高度與緯度而異，平均每年可造成約

0.5mSv的輻射劑量。

地表輻射：來自地球所含的鈾、釷、鉀蛻變及逸入

空氣中的氡，因各地含量不同，變化極

大，平均每年可造成約1.6mSv的輻射劑

量。體內(nèi)輻射：人體所需的礦物質(zhì)含有放射性同位素，

平均每年造成約0.3mSv的輻射劑量。

因此不管任何人，即使沒有從事輻射工作，只要生活在天地之間，自成為胎兒時(shí)起，即承受著天然本底輻射，每年共接受約2.4mSv的輻射劑量。9.1堆內(nèi)放射性物質(zhì)的產(chǎn)生安全殼內(nèi)的輻射源裂變產(chǎn)物：近40種元素、約200種核素（85-150）

惰性氣體：氪、氙——?dú)廨d放射性外照射

易揮發(fā)元素：碘、銫、碲——積累于器官內(nèi)照射錒系元素：如238Pu，242Pu等——長(zhǎng)壽期活化產(chǎn)物：如13N，19O，59Fe，60Co，65Ni等安全殼外的輻射源化容控制系統(tǒng)、硼回收系統(tǒng)、三廢處理系統(tǒng)等設(shè)備和管道，其中離子交換器及過濾器為安全殼外最強(qiáng)輻射源主要為活化產(chǎn)物與裂變產(chǎn)物9.2核動(dòng)力的核輻射與輻射監(jiān)測(cè)1.控制區(qū)的確定①控制區(qū)：工作2000h，有效劑量當(dāng)量可能超過十分之三的年劑量限值，以及存在其它的照射與污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)。②監(jiān)督區(qū)：連續(xù)工作人員一年內(nèi)受到的輻射照射一般不超過十分之三年限值，但可能超過十分之一年限值的區(qū)域。③非限值區(qū)：連續(xù)工作人員一年內(nèi)受到的輻射照射一般不超過十分之一年限值的區(qū)域。子區(qū)名稱區(qū)域內(nèi)的平均劑量率綠7.5

Sv/h～25

Sv/h黃0.025mSv/h～2mSv/h橙2mSv/h～100mSv/h紅>100mSv/h大亞灣核電廠控制區(qū)子區(qū)的劃分大亞灣核電站以最大環(huán)境γ劑量率為劃分標(biāo)準(zhǔn)，將控制區(qū)細(xì)分為四類子控制區(qū)，一不同顏色區(qū)分（綠、黃、橙、紅）；2.放射性輻射對(duì)人體輻照的途徑放射性煙云的外照射，煙云地面沉積放射性的外照射，吸入空氣中放射性的內(nèi)照射，通過食物鏈造成的內(nèi)輻射。3.外照射的防護(hù)與監(jiān)測(cè)防護(hù)控制受照時(shí)間增大與輻射源的距離屏蔽監(jiān)測(cè)熱釋光劑量計(jì)作為法定計(jì)量計(jì)電子直讀式劑量計(jì)作為輔助劑量計(jì)（冗余劑量計(jì)）4.內(nèi)照射的防護(hù)與監(jiān)測(cè)內(nèi)照射的特征：在體內(nèi)；α、β粒子作用大；難以估計(jì)?？刂茀^(qū)內(nèi)照射的防護(hù)：（1）戴呼吸保護(hù)裝置（面具、充氣防護(hù)衣等）；（2）控制區(qū)不吃、不喝、不吸煙；（3）傷口沒密封保護(hù)不進(jìn)控制區(qū)；（4）建立通風(fēng)與負(fù)壓系統(tǒng)，減少放射性氣溶膠濃度用全身計(jì)數(shù)器（兩臺(tái)）進(jìn)行內(nèi)照射監(jiān)測(cè)：全身快速檢查、診斷檢查。9.3.1各類核輻射的不同效應(yīng)

中子不帶電，不會(huì)產(chǎn)生直接電離，但會(huì)和氫、氧、炭和氮原子作彈性碰撞引起各種核反應(yīng)導(dǎo)致間接電離。中子、α、β粒子等帶電粒子和γ射線都有很強(qiáng)的直接或間接引起電離的本領(lǐng)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電離，破壞細(xì)胞正常的化學(xué)物理狀態(tài)，引起生理上的變化。9.3核輻射防護(hù)具體表現(xiàn)α

粒子的射程較短，電離本領(lǐng)很大，若進(jìn)入人體內(nèi)，機(jī)體會(huì)遭受損傷。β射線平均能量大約等于1.2MeV，射程也比較長(zhǎng)，在外照射情況下β輻射只有輕微的危害，對(duì)皮膚和眼結(jié)膜等造成嚴(yán)重傷害。γ

射線穿透能力比較強(qiáng)，可能發(fā)生光電效應(yīng)、電子偶效應(yīng)和康普頓效應(yīng)輻射劑量的單位項(xiàng)目名稱現(xiàn)行單位國際制專用單位放射性物質(zhì)的量放射性強(qiáng)度（A）居里（Ci）貝克勒爾（Bq）克雷當(dāng)量劑量吸收劑量（D）拉德（rad）戈瑞（Gy）照射量（X）倫琴（R）倫琴（R）劑量當(dāng)量（H）雷姆（rem）希沃特（Sv）劑量限值

根據(jù)對(duì)鐳所造成的生物傷害、對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及從在人體內(nèi)和空氣及水中自然發(fā)生的輻射方面所得到的資料制訂劑量限值。目的是為了保護(hù)工作人員的健康和居民的安全。

劑量限值定義：不允許接受的劑量范圍的下限。這里的劑量是指內(nèi)、外照射劑量的總和，不包括醫(yī)療照射和天然本底照射。電離輻射所致生物效應(yīng)分類：依據(jù)效應(yīng)發(fā)生的個(gè)體軀體效應(yīng)：發(fā)生在受照者本人身上的效應(yīng)遺傳效應(yīng)：發(fā)生在受照者后代身上的效應(yīng)由生殖細(xì)胞的變異引起，至今沒有資料肯定輻射所致遺傳效應(yīng)的發(fā)生。電離輻射所致生物效應(yīng)分類：依據(jù)效應(yīng)發(fā)生的時(shí)期潛伏期：

從受到照射到臨床上特定效應(yīng)發(fā)生所需時(shí)間。早期效應(yīng)（急性損傷）：

受到照射后數(shù)周之內(nèi)發(fā)生的效應(yīng)晚期效應(yīng)：

受到照射后數(shù)月以后發(fā)生的效應(yīng)電離輻射所致生物效應(yīng)分類：依據(jù)效應(yīng)-劑量關(guān)系隨機(jī)性效應(yīng)（無規(guī)律效應(yīng)）劑量幾率隨機(jī)性效應(yīng)無劑量閾值發(fā)生幾率與劑量成正比嚴(yán)重程度與劑量無關(guān)電離輻射所致生物效應(yīng)分類：依據(jù)效應(yīng)-劑量關(guān)系確定性效應(yīng)（閾效應(yīng)）劑量嚴(yán)重程度閾值確定性效應(yīng)有劑量閾值效應(yīng)的嚴(yán)重程度與劑量成正比兩種效應(yīng)表現(xiàn)：閾效應(yīng)和無規(guī)律效應(yīng):閾值指超過某個(gè)劑量值時(shí)，某些效應(yīng)將立即不由自主地表現(xiàn)出來無規(guī)律效應(yīng)：某些癥狀僅對(duì)大于100rem的劑量才更明顯，也有可能在接受輻射后很長(zhǎng)一段時(shí)間才表現(xiàn)出來。年有限劑量當(dāng)量限值器官或組織工作人員類別AB全身50mSv（5rem）15mSv（1.5rem）眼晶體150mSv（15rem）45mSv（4.5rem）其他器官或組織500mSv（50rem）150mSv（15rem）育齡女性：A類工作人員均勻受照控制原則，禁止妊娠期、哺乳期中的女性在控制區(qū)內(nèi)工作。兩種異常情況

事先計(jì)劃的特殊照射：事先計(jì)劃的超劑量限值的照射。A類工作人員獲得批準(zhǔn)方可應(yīng)急照射：異常情況下，正當(dāng)超劑量限值的照射禁止育齡女性和年齡未滿18周歲者接受此類應(yīng)急照射！9.3.2輻射防護(hù)三原則輻射防護(hù)目的：防止有害的非