电离辐射及防护基础知识.ppt

《电离辐射及防护基础知识.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电离辐射及防护基础知识.ppt（89页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、电离辐射电离辐射 辐射是指某种物质发出的粒子或波，按其辐射是指某种物质发出的粒子或波，按其电离能力分为电离辐射和非电离辐射。电离能力分为电离辐射和非电离辐射。 能够引起电离的带电粒子和不带电粒子称能够引起电离的带电粒子和不带电粒子称为电离辐射，俗称放射性。为电离辐射，俗称放射性。 不能够引起电离的带电粒子和不带电粒子不能够引起电离的带电粒子和不带电粒子称为非电离辐射，如电磁辐射。称为非电离辐射，如电磁辐射。电离辐射（放射性）电离辐射（放射性） 原子核自发地放射出某种粒子或射线的现原子核自发地放射出某种粒子或射线的现象，称为放射性。象，称为放射性。 放射性不受物理、化学等环境条件的影响，放射性不

2、受物理、化学等环境条件的影响，是原子核的内在特征。是原子核的内在特征。实际上，放射性物质无处不在，实际上，放射性物质无处不在，只不过含量高低不同罢了。如环只不过含量高低不同罢了。如环境和食物就含有或多或少的天然境和食物就含有或多或少的天然放射性物质和核试验残留的放射放射性物质和核试验残留的放射性物质（如性物质（如Cs-137Cs-137和和Sr-90)Sr-90)。NS磁铁镭 源（放在铅屏蔽罐中）放射性种类放射性种类： 在电在电/ /磁场中偏转，与带正电荷离子流相同磁场中偏转，与带正电荷离子流相同：在电：在电/ /磁场中偏转，与带负电荷粒子流相同磁场中偏转，与带负电荷粒子流相同： 在电在电/

3、/磁场中不偏转，电中性。磁场中不偏转，电中性。 ： He He 原子核；原子核；： 电子；电子； ： 光子，电磁波；光子，电磁波；n: n: 中子，在电磁场中不偏转中子，在电磁场中不偏转X X射线射线 德国物理学家伦琴于18951895年在研究阴极射线的时候，发现了一种奇特的射线，它能量高、穿透力强、能杀死细胞和组织。由于当时知其甚少，所以称为X X射线射线，又叫伦琴射线伦琴射线。X X射线的问世，在医学和工射线的问世，在医学和工业技术领域得到了广泛的业技术领域得到了广泛的应用，如透视、成像、探应用，如透视、成像、探伤等），伤等），高压电源高压电源低压电源低压电源靶靶X射线tOeIII：穿透物

4、件后的射线强度：穿透物件后的射线强度I0：穿透物件前的射线强度穿透物件前的射线强度 ：物质对射线的吸收系数（对同一材料为一常数）：物质对射线的吸收系数（对同一材料为一常数） ：物件的比重：物件的比重t：物件的厚度：物件的厚度 测厚灵敏度可达测厚灵敏度可达0.010.001mm.厚度（密度）厚度（密度）穿透后的射线强度穿透后的射线强度放射源或X射线混凝土钢铁铅Tc-99m0.02I-1314.70.72Cs-1374.81.60.65Ir-1924.31.30.55Co-60 6.22.11.2Ra-22672.21.66100keVX射线1.650.026200keVX射线2.590.043不

5、同材料对不同材料对X和和GAMMA的半屏蔽衰减厚度（cm）的半屏蔽衰减厚度（cm）不同材料对不同材料对X和和GAMMA的半屏蔽衰减厚度（cm）的半屏蔽衰减厚度（cm）高：大低：小宇宙射线的强弱变化地铁地铁-10米米高山高山1000米米海平面海平面0米米100nGy/h28nGy/h1nGy/h正常地区的天然本底辐射的主要来源按正常地区的天然本底辐射的主要来源按其起因可分为三类：其起因可分为三类：宇宙辐射宇宙辐射 即来自宇宙空间的高能粒子流，即来自宇宙空间的高能粒子流，其中有质子、其中有质子、粒子、电子、中子等；粒子、电子、中子等；宇生核素宇生核素 它们主要是由宇宙射线与大气中它们主要是由宇宙射

6、线与大气中的原子核相互作用产生的；的原子核相互作用产生的；原生核素原生核素 存在于地壳中的天然放射性核素。存在于地壳中的天然放射性核素。陆地辐射陆地辐射 地壳中存在着自地球形成以来就有的天然放射性地壳中存在着自地球形成以来就有的天然放射性核素，称为原生放射性核素，都是长寿命的，其核素，称为原生放射性核素，都是长寿命的，其半衰期可与地球年龄相比较。半衰期可与地球年龄相比较。 就对人的外照射剂量贡献而言，主要的原生就对人的外照射剂量贡献而言，主要的原生 放射性核素为放射性核素为K-40、Th-232 、U-238、U-235、Rb-87 其中其中U-238及及Th-232为两个天然放射系的母体核为

7、两个天然放射系的母体核素，其许多子体核素也会对人造成照射。素，其许多子体核素也会对人造成照射。氡的同位素氡的同位素氡是一种放射性惰性气体，地球上三个原生氡是一种放射性惰性气体，地球上三个原生的天然放射系中，分别存在氡的的天然放射系中，分别存在氡的3个同位素，个同位素，即即222Rn(238U系系)、220Rn(232Th系系)和和219Rn(235U系系)。由于岩石和土壤中由于岩石和土壤中235U含量很低，含量很低，219Rn的半衰的半衰期又很短，因此，它对人的照射没有太大的期又很短，因此，它对人的照射没有太大的意义。意义。220Rn的半衰期很短，只有在岩石和土壤中的半衰期很短，只有在岩石和土

8、壤中232Th含量高的地区，其对人的照射才有必要含量高的地区，其对人的照射才有必要加以考虑。加以考虑。222222RnRn222Rn的照射是人受天然辐射照射最重要的来源。一般情况下、室内空气中222Rn及其短寿命子体的浓度远比室外高，因此，吸入室内空气中222Rn及其短寿命子体是最重要的照射途径。土壤中的放射性特征土壤中的放射性特征土壤中的天然放射性核素，决定了环境本底辐土壤中的天然放射性核素，决定了环境本底辐射水平的高低射水平的高低地质环境对土壤中天然放射性核素的含量起着地质环境对土壤中天然放射性核素的含量起着决定性的影响决定性的影响表层土壤中氡含量与季节及温度有很大的关系表层土壤中氡含量与

9、季节及温度有很大的关系土层深度对氡含量有明显影响，土层深度对氡含量有明显影响，2.5m2.5m深处土壤深处土壤空气中氡的浓度比表层土中高一个数量级空气中氡的浓度比表层土中高一个数量级土壤通气性对氡浓度的影响也十分明显土壤通气性对氡浓度的影响也十分明显放射性高本底地区放射性高本底地区 阳江高本底地区：阳江高本底地区：东岸岭地区（北甘、亨东岸岭地区（北甘、亨垌、田畔、彭村、塘围），桐油区垌、田畔、彭村、塘围），桐油区( (含横山、含横山、上垌、下垌等地）上垌、下垌等地） 印度克拉拉邦印度克拉拉邦 巴西滨海高本底地区巴西滨海高本底地区t = 0 秒秒t = 1 秒秒1000个个500个个A=(100

10、0-500) /1秒秒=500Bq5kg放射性活度定义放射性活度定义活度：活度：一个放射源，在单位时间内衰变的原子一个放射源，在单位时间内衰变的原子核数目。用于衡量放射性的强弱。放射源质核数目。用于衡量放射性的强弱。放射源质量的多少不能用于衡量放射性的强弱。量的多少不能用于衡量放射性的强弱。强度：强度：单位时间内放射出的某种射线的数目。单位时间内放射出的某种射线的数目。对于有些放射源，活度与射线强度相等，有对于有些放射源，活度与射线强度相等，有些放射源，活度不等于射线强度。些放射源，活度不等于射线强度。比活度：比活度：放射源单位质量的活度。用于衡量放放射源单位质量的活度。用于衡量放射源的纯度。

11、射源的纯度。辐射体辐射体受照体受照体 射线射线 射线射线 射线射线辐 射 能 量 它是描述电离辐射能量的量。当电离辐它是描述电离辐射能量的量。当电离辐射与物质作用时，其部分或全部能量可沉射与物质作用时，其部分或全部能量可沉积于受照介质中。积于受照介质中。电离辐射：电离辐射：凡是与物质直接或间接作用时使凡是与物质直接或间接作用时使物质电离的一切辐射，称为电离辐射。物质电离的一切辐射，称为电离辐射。 无论在空间，还是在介质内部，凡电离无论在空间，还是在介质内部，凡电离辐射在其中通过、传播以至经由相互作用辐射在其中通过、传播以至经由相互作用发生能量传递的整个空间范围，称之为发生能量传递的整个空间范围

12、，称之为电电离辐射场离辐射场。renairED)/(24rAairD)/en（1.E+041.E+051.E+061.E+071.E+081.E+090.00.51.01.52.02.5距离(m)距离(m)空气吸收剂量率(nGy/h)空气吸收剂量率(nGy/h)对于不同的射线，即对于不同的射线，即使剂量相同，对受照使剂量相同，对受照物体所产生的效果可物体所产生的效果可能不同，为描述不同能不同，为描述不同射线对受照体的不同射线对受照体的不同作用效果作用效果引入剂引入剂量当量。量当量。当量剂量当量剂量= =剂量剂量射线的射线的品质因子。品质因子。单位：希福特单位：希福特(Sv).(Sv). 辐射类

13、型或射线能量辐射品质因子Wr所有光子1所有电子1中子20MeV5质子 2MeV5a 粒子20不同粒子的辐射品质因子W r有效剂量有效剂量 E 身体所受的任何照射，几乎总是不止涉及一个器身体所受的任何照射，几乎总是不止涉及一个器官或组织，所有器官或组织也不一定受到相同当官或组织，所有器官或组织也不一定受到相同当量剂量的均匀照射，量剂量的均匀照射， 人体不同部位受到相同当量人体不同部位受到相同当量剂量的照射后所产生的剂量的照射后所产生的 H1 ,H 2,HT （为不均匀照射时器官或组织（为不均匀照射时器官或组织T的当量剂量）的当量剂量） 人体各组织或器官的当量剂量乘以相应的组织权人体各组织或器官的

14、当量剂量乘以相应的组织权 重因子后的和重因子后的和 60Co衰变曲线衰变曲线年年原子数原子数0 0500500100010001500150020002000250025000 05 510101515202025253030半衰期半衰期T1/2定义：放射性原子核衰减到原来数目的一半定义：放射性原子核衰减到原来数目的一半需要的时间。需要的时间。半衰期与衰变常数的关系：半衰期与衰变常数的关系： T1/2=0.693/ 活度随时间的变化：活度随时间的变化： A = N = N e-t 核素元素符号半衰期镝-152152Dy10-9秒碘-131131I8.04天铯-137137Cs30.17年镅-2

15、41241Am432.2年铀-238238U4.5x109年 放射性原子核的衰变不受一般的物理、化学变化的影放射性原子核的衰变不受一般的物理、化学变化的影响，只有核反应才起作用。因此企图用火烧、压打、酸溶、响，只有核反应才起作用。因此企图用火烧、压打、酸溶、碱泡等的方法来消减放射性是不科学、也是不可能的。碱泡等的方法来消减放射性是不科学、也是不可能的。主要内容主要内容组织或器官组织或器官非随机效应非随机效应照射方式照射方式剂量阈值( G y )剂量阈值( G y )红 斑单次68暂时性脱毛单次35永久性脱毛单次7晶体浑浊(100%发生)单次7.5白内障单次5暂时性不育多次0.15永久性不育多次

16、3.5卵巢永久性绝经单次3.56白细胞暂时减少多次0.5致死性再生不良多次1.5皮肤眼睛睾丸骨髓一年接受的剂量(mSv)危险度11/10000055/100000505/100005005/1000 对职业性照射个人和公众所规定的年剂量限值。对职业性照射个人和公众所规定的年剂量限值。照射人员类别全身均匀照射职业照射个人20mSv/a公众照射个人1mSv/a一年接受的剂量(mSv)死亡率0.11/100000011/100000202/10000505/10000公公 众众职职 业业危危 险险 来来 由由年危险度年危险度相当于公众剂量限值危险度的倍数相当于公众剂量限值危险度的倍数恶性肿瘤（中国）

17、恶性肿瘤（中国）6 x 10-46060肺癌肺癌(每天每天10支烟所致支烟所致)5 x 10-45050交通事故（中国）交通事故（中国）1 x 10-42020交通事故（美国）交通事故（美国）2.5 x 10-42525家中事故（英国）家中事故（英国）1 x 10-41010触电事故触电事故6 x 10-60.60.6赛车、赛马（美国）赛车、赛马（美国）1 x 10-3100100旋旋 风风1 x 10-51 1洪洪 水水2 x 10-60.20.2职职 业业死死 因因 范范 围围 年危险度年危险度相当于职业剂量限值危险度的倍数相当于职业剂量限值危险度的倍数采矿业采矿业(65-74)事故事故世

18、界世界1.1 x 10-35.55.5制造业制造业(65-74)事故事故世界世界1.9 x 10-40.90.9建筑业建筑业(65-75)事故事故世界世界6.7 x 10-43.43.4铁路铁路(65-77)事故事故世界世界4.5 x 10-42.52.5各种工业各种工业(65-78)事故事故世界世界6.0 x 10-43 3各种工业各种工业(65-79)职业病职业病意大利意大利1.1 x 10-35.55.5w 在维护正当化原则的前提下，所有辐射照射都在维护正当化原则的前提下，所有辐射照射都必须保持可以合理达到的、尽可能低的水平。必须保持可以合理达到的、尽可能低的水平。 射线射线 射线射线

19、射线射线辐射防护三种办法辐射防护三种办法外照射防护基本办法外照射防护基本办法时间防护 距离防护 屏蔽防护含有放射性含有放射性气体气体粉尘粉尘液体液体 口口 鼻鼻伤口伤口体体 内内 )/(500)/(105)(8250)(10173.hnGyhSvhSvtHD放射性核素吸入1微米颗粒吸入2微米颗粒食入Co-609.60E-097.10E-093.40E-09Tc-99m1.20E-112.00E-112.20E-11I-1317.60E-111.10E-082.20E-08Cs-1374.80E-096.70E+001.30E-08U-2384.90E-075.80E-074.40E-08工作人

20、员吸入或食入工作人员吸入或食入1Bq放射性核素对人体的待积剂量放射性核素对人体的待积剂量(Sv)放射源的基础知识放射源的基础知识放射源及其分类放射源及其分类 可以通过发射电离辐射或释放放射性物质而可以通过发射电离辐射或释放放射性物质而引起辐射照射的一切物质或实体，称为引起辐射照射的一切物质或实体，称为辐射源辐射源。一、放射源放射源 是指用放射性物质制成的能产生辐射照射的物是指用放射性物质制成的能产生辐射照射的物质或实体，放射源按其密封状况可分为密封源和质或实体，放射源按其密封状况可分为密封源和非密封源。非密封源。 1.密封源密封源 将放射性同位素永久密封在包壳内或将放射性同位素永久密封在包壳内

21、或紧密地固结在覆盖层内并呈固体形态的放射性物紧密地固结在覆盖层内并呈固体形态的放射性物质。质。 密封源种类很多，可按射线类型分为密封源种类很多，可按射线类型分为 源、源、 源、源、 源、中子源等；根据放射源的几何形状可源、中子源等；根据放射源的几何形状可分为点源、线源、平面源、圆柱源；按用途可分分为点源、线源、平面源、圆柱源；按用途可分为医疗用、工业探伤用、核仪表用、辐照用、放为医疗用、工业探伤用、核仪表用、辐照用、放射性测井用等。射性测井用等。Nickel plated 60Co pelletsHigh specific activity 60Co pelletsStainless stee

22、l spacers customized to source volumeDouble encapsulation in low carbon stainless steelSpecial assembly procedure ensures uniform source densityHeliarc welding密封放射源密封放射源放射性核素原子量半衰期活度（Bq）活度（Ci）Tc-99m996.02h1.94E+175.2E+06I-1311318.04d4.58E+151.2E+05Cs-13713730.17a3.20E+128.5E+01Ir-19219274 d3.40E+149

23、.0E+03Co-60 605.7a3.87E+131.0E+03Ra-2262261600a3.66E+109.7E-01U-2382384470000000a1.24E+043.3E-071克纯放射性物质的活度（克纯放射性物质的活度（Bq）2.非密封源非密封源 即储存于一定容器而未加密封的放射即储存于一定容器而未加密封的放射性物质。也称为开放型放射源。如医用核素发生性物质。也称为开放型放射源。如医用核素发生器，放射性药物，放射性发光涂料，同位素示踪器，放射性药物，放射性发光涂料，同位素示踪剂等。剂等。 其特点是：在使用或操作过程中它们的物理其特点是：在使用或操作过程中它们的物理化学性质可能

24、变化，如加温时液体可变成气体。化学性质可能变化，如加温时液体可变成气体。使用非密封源容易对工作场所和环境造成污染，使用非密封源容易对工作场所和环境造成污染，产生放射性产生放射性“三废三废 ”。开放型放射源(非密封源）同位素同位素210210PoPo234234ThTh235235U U238238U U239239PuPu238238PuPu241241AmAm243243CmCm同位素同位素3 3H H1414C C147147PmPm9090SrSr9090Y Y3232P P6565NiNi204204C C2222NaNa2424NaNa106106RhRh同位素同位素6060CoCo

25、7575SeSe137137CsCs182182Ta（钽）Ta（钽）192192Ir（铱）Ir（铱）109109Cd（镉）Cd（镉）226226Ra和子体Ra和子体169169Yb（镱）Yb（镱）153153GdGd同位素中子源同位素中子源210210Po-BePo-Be238238Pu-BePu-Be239239Pu-BePu-Be241241Am-BeAm-Be242242Cm（锔）Cm（锔）244244Cm（锔）Cm（锔）tOeIItOeII tOeIItOeII SPECTPET总结总结正确使用放射性，将为人类造福；放射正确使用放射性，将为人类造福；放射性的使用不当，将贻害无穷。性的使用不当，将贻害无穷。放射性进入环境后，将从各个方面影响放射性进入环境后，将从各个方面影响人类的生存。人类的生存。长半衰期核素不仅影响当前人类的生存与健长半衰期核素不仅影响当前人类的生存与健康，还将长远地影响人类。康，还将长远地影响人类。 因此，辐射安全与防护工作至关重要。因此，辐射安全与防护工作至关重要。Thanks!