第7章放射性卫生安全防护.ppt

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1、第7章 放射性卫生安全防护知识,中国农业大学 齐孟文,7.1电离辐射及其对人体的危害 1.人类所处的辐射环境 天然照射 宇宙射线 初级(能量107 eV)，p，和各种核 次级介子、电子、光子、n、p 天然放射性 宇生 约20种，主要有3H、14C、7Be、22Na 原生 衰变系列,铀系(238U)、钍系(232Tn)、钶系(235U) 非衰变系列,40K、87Rb,钍系（4n） 级联衰变,铀系（4n+2） 级联衰变,锕系（4n+3） 级联衰变,镎系（4n+1） 级联衰变,表. 正常本底地区天然辐射致人体的年有效当量剂量 源 年有效剂量当量(mSv) 占总计的 外照射 内照射 总计 分数，% 宇

2、宙射线 荷电成分 0.28 0.280 14.0 中子成分 0.02 0.021 1.0 宇生核素 0.015 0.015 0.8 原生核素 40K 0.12 0.18 0.30 15.1 87Rb 0.006 0.006 0.3 238U系 0.09 0.95 1.044 52.4 232Th系 0.14 0.19 0.326 16.4 总计 0.65 1.34 2.0 100.0 比较：职业放射性工作人员年均当量剂量为5mSv。,人工照射 医疗照射 源于体外射线、体内核素造影成像检查及放疗所产生的照射，居人工照射的首位。全球由于医疗照射所致的集体有效当量剂量约为天然本底的1/5，即年人约0

3、.4mSv。 放射三废 核能生产和放射性同位素生产及应用过程的产生的放射性三废在环境中的累积对公众的照射.预计当核电力达到人均1 kW、居民年均剂量当量为610-2 mSv。,核爆落灰 核爆炸落下灰是环境中广泛存在的照射源,主要核素为137Cs、90Sr ,日前年均剂量当量不到天然本底1%。 职业照射 职业照射是指从事放射性工作的专职人员受到的照射。据调查,工作人员总年均剂量为5mSv,职业照射在全部人群中造成的人均有效剂量当量是很小的,核能发达的英国也只达到8 Sva-1。,表.人工辐射所致人体的年有效剂量当量,2.电离辐射对人体的危害 核技术的开发与利用，无疑给人类带来了巨大的利益，但因辐

4、射会对人体造成损伤，也伴随着一定危害。 实践表明， 只要科学地采取有效的防护措施，辐射危害是能够有效控制的。大多数事故的发生，都是由于忽视防护或管理不当造成的。对待辐射，忽视安防护和极度恐惧都是不科学的。,表. 原子能工业与一般工业及职业病死亡率比较,辐射效应 辐射效应按效应发生的过程可分为随机与非随机两种. ICRP假定随机效应的发生率与剂量存在线性无域关系,但效应的严重程度与剂量无关,因此某组织或器官多次受照剂量可以累加以衡量其总的危险度。躯体的远期癌变和遗传效应都是随机的。 非随机效应是一种剂量超过某一阈值才会发生的效应，其严重程度与剂量大小有关，如发生白内障的阈剂量当量为4Sv。,辐射

5、效应的影响因子 与射线有关的因子 射线种类和照射方式 不同类型射线和照射方式 的辐射效应的效价不同，一般称为射线品质Q，其是射线传能密度(LET)的的函数，LET越大，辐射剂量的效价越大。 剂量随时间的分配 照总剂量相同时，小剂量率分次照射比大剂量率急性照射所造成的辐射损伤要小，进行剂量控制时，应在尽可能低的剂量率水平分散进行。,照射部位和面积 照辐部位不同效应不同，其敏感性由高到低依次为:腹部、盆腔、头部、胸部、四肢。在相同吸收剂量下，受照面积越大，效应也越大。 与机体有关的因素 生物种类 物种进化程度越高,机体越复杂,对辐射越敏感。 个体差异 个体敏感性受年龄、生理和健康状况的影响。,不同

6、器官 细胞 形态和功能分化越低，有丝分裂活动越旺盛，其敏感性越高； 组织 高度敏感：淋巴、胸腺、骨髓、胃肠上皮、性腺和胚胎；中度敏感：感知器官、内皮细胞、皮肤上皮、唾液腺、肾、肝和肺；轻度敏感：中枢神经、内分泌腺、心脏；不敏感：肌肉、软骨及骨、结缔组织。,辐射损伤 辐射损伤是指电离辐射引起的人体各种生物效应的总称，出现在受照者本人身体上的叫躯体效应，出现在受照者后代身体上的称为遗传效应。 躯体效应 按发生的早晚，分为急性效应或晚期效应。 急性效应 受照者一次或短期内连续接受大剂量照射所发生的效应，主要发生于核事故情况下，核企业正常运行过程一般不会发生这种照射。,晚期效应 指受照数年后出现的病理

7、发应。当急性放射病恢复后或长期接受超限值水平的低剂量照射，可能发生晚期效应，其主要有辐射诱发癌变，白血病及辐射致寿命缩短和视器官病变。 遗传效应 电离辐射损伤致DNA损伤，若发生在体细胞,可产生癌变；若是生殖细胞DNA损伤，并把这种损伤的信息传给后代，即可能产生遗传疾患。从现有资料看，遗传效应虽然重要，但似不具有压到一切的重要性。,6.2辐射防护中常用的辐射量 1.描述辐射效应的物理量 旨在对电离辐射作用于受体而产生的辐射效 应进行度量的物理量。 吸收剂量 单位质量物体吸收的电离辐射能量。定义为，电离辐射授与某一体积元物质的平均能量除以该体积元的质量，即,SI单位，Gy(戈瑞)1Jkg-1(焦

8、耳/千克) 专用单位，rad(拉德)10-2Gy 吸收剂量率 单位时间内的吸收剂量，即 SI单位,Gys-1 (戈/秒焦耳/千克秒) 专用单位,rads 1 (拉德/秒),例题 若半致死剂量为1.5戈瑞，试计算该剂量使人体体温升高多少。 解：假设可用水的比热C=4.18103J/Kg.K 则,例题 用仪器测得某人体表处，32P的粒子注量率为2.3105粒子/米2.秒,试计算该人体表的吸收剂量。 解: 32P的 查表知,在肌肉中, 比较： 国家剂量限制标准相当的剂量率为 2.510-2Gyh-1.,当量剂量（equivalent dose, HT) 当量剂量是为了统一度量不同类型、不同能量射线或

9、不同照射方式下，辐射在组织或器官所产生的生物效应，而引入物理量。 组织或器官的当量剂量是该组织或器官的平均吸收剂量与辐射权重因子的乘积之和，即 SI单位，焦耳每千克，专门名称西弗，SV 1西弗焦耳/千克,有效剂量（effective dose, HE) 在全身均匀照射下，为了建立基于全身总危险度的当量剂限值，引入有效剂量。定义为：各组织或器官的当量剂量（HT）与相应的组织权重因子（WT）的乘积的总和。,组织权重因子（ICRP60，WT=T/全， 全=1.6510-2Sv-1）,例题 若全身受均匀辐照的总危险度为1.6510-4Sv-1，那么年有效剂量限值20mSv相应的受照个人发生严重自身疾患

10、或遗传疾患的概率。 解：,例题 某人骨表面接受0.3Sv的剂量当量，而另一人骨表面受0.2Sv的照射的同时，肝脏又受到0.1Sv的照射，哪个人危险更大。 解： 第一种情况 HE1=0.010.3=3mSv 第二种情况 HE2=0.010.2+0.05 0.1=7mSv HE2 HE1,6.3 辐射防护法规与标准 1.辐射防护法规 法规：是使辐射防护管理工作纳入法制管理的规道的保障。 标准：是开展辐射防护监测与评价的科学依据。 法规 条例 法律性质的 安全准则 安全标准 技术性质的 工业标准,放射性同位素与射线装置放射防护条例 国务院，1989.10.24 中华人民共和国放射性污染防治法 人大常

11、务会，2003.6.28,放射性同位素与射线装置放射防护条例 总则：目的、适应范围、执法部门。 许可登记：三建与三同,单位许可、登记及要求。 放射防护管理：放射场所、放射源及人员健康日常管理。 放射事故管理：事故分级报告、处置和责任。 放射防护监督：卫生、环保和公安各自的监督职责。 处罚：处罚条款及执行程序。 附则：关于条例实施、解释及细则制定权力界定。,中华人民共和国放射性污染防治法 确立了环保部门实施统一监督管理的地位。 涵盖内容: 核设施、核技术应用（密封源、非密封源、 射线装置）、铀（钍）矿伴生放射性矿开发 利用的放射性污染防治及放射性废物管理。 名词解释 放射性污染 指人类活动造成物

12、料、人体、场所、环境介质表面或内部出现超国家标准的放射性物质或者射线。,核设施 指核动力厂（核电厂、核热电厂、核供汽供热厂等）和其他反应堆（研究堆、实验堆、临界装置等）；核燃料生产、加工、贮存和后处理设施；放射性废物的处理和处置设施等。 核技术利用 指密封放射源、非密封放射源和射线装置在医疗、工业、农业、地质调查、科学研究和教学等领域中的应用。 伴生放射性矿 指含有较高水平天然放射性核素浓度的非铀矿（如稀土矿和磷酸盐矿等)。,放射源 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非密封源。密封源是指密封在包壳或紧密覆盖层里呈固态的放射性材料，非密封源是指没有包壳

13、的放射性物质。 射线装置 指X线机、加速器、中子发生器以及含放射源的其他装置。 放射性废物 指含有放射性核素或被放射性核素污染，其浓度或者比活度大于国家确定的清洁解控水平，预期不在使用的废弃物。,2.辐射防护标准 宗旨与目的 辐射防护的宗旨在于保障放射性工作人员，公众及其后代的健康与安全，提高辐射防护措施的效益，以促进核科学技术及其他辐射应用的发展。防护的目的在于通过对电离辐射源进行必要控制，从而防止对于健康有害的非随机效应的发生，并限制随机性损害效应的发生率使之达到被认为可以接受的水平。,基本原则 一切放射性的实践，必须遵守辐射防护三原则： 实践正当性(legitimacy) 在进行任何伴有

14、辐射的实践活动之前,都必须经过正当性判断，确认这种实践具有正当理由，获得的利益大于代价（包括健康损害和非健康代价）。,防护最优化(optimization) 应避免一切不必要的照射，在考虑到经济和社会的条件下，使任何必要照射保持在可合理达到的尽可能低的水平。在防护措施制定时，最优化是指用最小的代价获得最大的净利益，而不是盲目地追求无限地降低辐照水平，否则所增加的防护代价得不偿失，是不合理的。最优化论证常采用代价利益分析法： B=V-（P+X+Y） 式中，B辐射实践的净利益；V毛利；P生产基本成本：X防护代价；Y危害代价。,个人剂量的限(dose limits) 在实施正当化和最优化两原则时，要

15、同时保证个人所受照射的剂量当量不超过规定的限值。个人剂量限值(individual dosage limit)是指个人所受的当量剂量的国家标准限值.包括在1年期间受到的外照射所产生的有效剂量和这一年内摄入放射性产生的待积剂量。 基本限值 导出限值 管理限值 参考水平,对剂量时间分配的控制 辐射损伤不但决定于机体所受当量剂量，而且决定于剂量当量率，在受到均匀照射的情况下，剂量限值标准的执行可按月或小时进行控制。 月平均当量剂量率 对于职业照射,一年按50周,每月近似为四周,因此,月剂当量量率按下值控制。,每小时的当量剂量率 职业工作人员年工作按2000小时计,假定当量剂量在其间均匀分配,则 为了

16、控制剂量当量,一般情况下,连续三个月内一次或多次接受的总剂量当量不得超过年限值的一半(25mSv)。,环境介质污染的推定限值,表面污染的导出限值 放射性工作人员的体表，衣服；工作场所的设备，墙壁，地面及盛装放射性的容器表面的污染，不仅会造成外照射，而且会形成情况更严重的内照射，因此对各种表面污染须严格控制，各种表面污染的导出限值见下表。,表. 表面污染的控制水平,放射性工作场所的划分 我国的放射性工作场所实行许可证制度,按等级进行监督管理。开放性放射性工作场所的分类与放射性核素的毒性组别有关。 放射性核素的毒性组别 不同的放射性核素被摄入到体内后所表现的危害是不同的。按放射性核素在空气中的导出

17、浓度限值，把其分为四组，各毒性组别的毒性系数为：极毒组10，高毒组1，中毒组0.1和低毒组0.01。农业上常用放射性核素的组别一般为中低毒组。中毒组的有131I，125I，32P，35S，65Zn，45Ca，59Fe；低毒组的有14C和3H。,开放性工作单位的分类 开放性工作单位，根据其放射性核素的等效年用量分为三类，见表4-4。等效用量为实际用量分别乘以核素毒性组别系数之积的和。 表. 开放型放射性工作单位的分类,放射性工作场所的分级 开放性放射性工作场所,按放射性核素的最大有效日操作量分为三级,见表4-6。 操作性质修正系数见表4-5。,表. 操作性质的修正系数 表. 各级放射性工作场所的

18、最大等效日操作量,6.4辐射安全防护 1.外照射的防护 外照射是辐射源处于机体外部产生的照射，仅当机体处在辐射场中，辐射才对其产生作用。外照射防护的目的，在于使照射控制在按最优化原则可以作到的最低水平，使人体受到的剂量当量不超过国家标准。 防护的一般方法 根据辐射与物质相互作用的规律,常分别或综合采取如下防护措施。,时间防护 随机效应的效应-剂量关系具有加合性，受照射时间越长，累积剂量越大，产生的效应越大，因此对于致电离辐射，可以通过熟练操作，减少受照时间和尽可能的减少在辐射场不必要的逗留来减少受照剂量。 距离防护 增大与放射源的距离可以降低受照剂量。在点源的情况下，受照剂量与距离的平方成反比

19、，因此在实际操作时，可用远距离操作工具，以增大人替与辐射源之间的距离。,屏蔽防护 在实际操作时，往往单靠时间和距离防护不能达到安全操作的目的，因此常须采用屏蔽防护，它是根据射线被介质吸收衰减的原理，在人与辐射源之间加一层足够厚的屏蔽物质，以减少外照射产生的剂量。,射线屏蔽防护 根据射线与物质相护作用的特点，对射线一般采用两层屏蔽。第一层用低原子序的材料，厚度应大于射线在介质中的最大射程，以阻挡射线；第二层用高原子序的材料，屏蔽射线在第一屏蔽层产生的轫致辐射。,内照射的防护 内照射是放射性经吸入，食入或经伤口进入人体所产生的照射。被摄入到人体的核素分布于全身或沉积于某些器官（源器官），对它本身或

20、周围器官（靶器官）产生的持续照射，较之外照射具有更大的复杂性和危害性。内照射防护的原则，是尽可能的阻断放射性的摄入途径，在可合理做到的限度，使摄入量减少到尽可能低的水平。,防止吸入 1)煮沸、烘和蒸发有可能产生放射性气溶胶的操作应在通风柜或手套箱进行 2）工作场所应通风良好，使空气中的放射性浓度在导出限值之下。 3）保持室内卫生，防止飞尘，应湿法打扫卫生。,防止食入 1）严禁在开放性放射性实验室，喝水、进食和抽烟。 2）保持工作服、手套清洁。 3）应将放射性废物和普通废物分开，另时分类贮藏在专用废物桶，并及时处置。 4）离开工作场所时应仔细洗手。,开放性实验室安全防护规则 1）进入实验室须穿着

21、工作服。 2）严格放射性物质购入及使用登记，在实验室临时贮存时，应注意妥善保管。 3）所转移放射性的操作均应在铺有吸水纸的瓷盘进行。操作放射性物质须带医用乳胶手套。 4）不得把实验无关的东西带入实验室，严禁在实验室进食、饮水。,5）放射性操作应进行必要屏蔽防护,并预先进行冷实验。 6）放射性废物应按种类、状态、活度分类存放，与普通废物严格区分，以减少放射废物的体积，严禁将放射性废物倒入普通下水。 7）若发生放射性的泼洒，应托善处置，并对去污效果进行检测。 8)保持实验室清洁整齐，应采用湿法清洁。实验室要定期进行沾污检查和剂量监测。 9）离开实验室前，必须仔细洗手。一用清水冲洗即可，不能用刺激性

22、洗涤用品尤其是有机溶剂洗手。,放射性污染的清除 放射性表面污染,不但可能产生内照射及外照射的危害,还可能使环境本底增加,影响放射性测量。表面污染有机械吸附、物理吸附和化学吸附三类，去污的难易与污染类型及时间的长短有关，无论那种污染，污染时间越长，吸附越强，因此发生污染应及时处理。,1）实验室用品 玻璃器血：a.3M HNO3洗涤;b.洗涤灵洗涤. 瓷盘瓷砖:用3%HCl10%柠檬酸擦试后,用水冲洗。 金属用具：先用水洗涤，然后不锈钢用2M HNO3浸泡；铝用1% HNO3擦洗。,2)实验室台面 对于台面经常性的低水平污染,先用吸水纸或棉球从污染边缘向中心擦拭,再用湿抹布擦到限制水平以下，在去污

23、过程要防止污染蒸发。对多孔性介质，一般清洗无效，应将污染部分去除。 3)手和手套 手的污染用洗手液、洗涤灵、普通肥皂或加EDTA-Na2(乙二胺四乙酸钠）的肥皂进行清洗。,6.5工作场所辐射及其个人剂量的监测 辐射防护安全标准的执行情况以及防护措施是否安全可靠，必须通过实际的监测来检验。 1.放射性实验室辐射监测对象： 工作场所的辐射水平 表面污染：工作台面、仪器表面及人体的表面； 个人的受照剂量 各种监测都依赖于各种监测仪器的正确的使用。,2.辐射报警仪 用途 辐射报警仪主要用于放射性工作场所放射性物质，包括放射源和可能的沾污源以及工作场所的辐射水平预警测量。 类型 使用比较普遍的一类报警仪

24、是G-M计数管型报警仪，用于-辐射或辐射的测量。用于辐射的一般为薄端窗式G-M管。,Inspecotr Alert辐射检测仪 手持式、和多功能辐射检测仪。采用GM探测器，用以监测放射性工作场所和实验室工作台面、地板、墙壁、手、衣服、鞋等表面的、和X放射性污染计数测量以及环境剂量率，是一款性价比高的辐射测量仪器,主要技术性能与特点： 1.最低响应能量：20Kev（射线），对Cs-137源为5.8Cps/Sv/h; 探测下限：对I-125是0.02微居; 2.效率（4）：接触下，对Sr-90源约38%，C-14源约5.3%；P-32源约33%；Co-60源约3% 3.G-M 计数管,有效直径45m

25、m,云母窗密度1.5-2.0mg/Cm;,4.精度：H500Sv/h范围时,15%,在500-1000Sv/h范围,20%； CPS：2500 时，15% ,在2500-5000时，20%； 5.测量单位:该检测仪常用单位（mR/h或CPM）或SI单位（Sv/h或CPS）。,3.表面沾污仪 主要是用来测量实验室台面，仪表等物体表面的污染，以便发现污染并及时清除。 表面沾污仪常用的探测器类型有G-M管、正比计数管和闪烁计数器等，其测量对象是面污染源粒子的表面出射率。,TBM-3S表面沾污仪系列 TBM-3S内置直径为2的扁平GM管和扬声器，有3个量程，检测、和射线，读数为CPM（或mR/h）具有

26、 尺寸小、重量轻和面积大的特点，是监测工作台面或检查手掌、手指和衣服表面放射性污染的有效工具。,特 征 对、和射线灵敏高 ； 2扁平GM管探测器； 单手操作 ； 内置扬声器； 抗饱和路 ； 对于TBM-3S或TBM-3SR型号有遮板防护,主要技术规格 开关位置：OFF，电池测试，X100，X10，X1； 量 程：3个量程，线性，0-500，0-5,000，0-50,000 cpm（0-0.15，1.5，15 mR/h）； 探 测 器：T-1190扁平形GM管 窗直径： 4.5 cm 窗厚度： 1.5 mg/cm2 淬灭气体：卤素，长寿命管 本 底： 典型值50 cpm 灵 敏 度：150 cp

27、m/ R/h（137Cs标准校正源）。,CoMo170&300表面沾污仪 特点 薄层塑料闪烁体探测器，不用充气 可以对、同时测量 、本底监视与补偿 自动或手动设置阈值 在整个有效面积上探测不均匀度低于15% 20个可自由编辑的核素库 测量时间和照明时间可调 用户友好操作界面，只需要5个键,主要技术指标 探测器：带有ZnS层的塑料闪烁体，探头面积170cm2(CoMo170),300 cm2(CoMo300) 单 位：C/s、Bq或者Bq/cm2 阈 值：、的阈值可以选用c/s、Bq或Bq/cm2单位进行编程设置 效率(2)： Cs-137，35%；Am-241，22%；U-238，26% 存储

28、器：750个数据，并且有打印功能（带时间记录） 显 示：大尺寸LCD显示，带背景灯，12864像素,4.个人计量计 佩戴在身体适当部位，用以测量个人所受外照射剂量的仪器叫做个人剂量计。主要有仪器型和固体剂量计型两类。,EPD个人剂量计,、和X辐射剂量当量Hp(10)、Hp(0.07)读数用电子个人剂量计； 基于现代二极管探测技术的高度完备多功能个人辐射监测器； 无与伦比的放射性能与先进的软硬件特色相结合，体积小、质量轻； 标称使用能量范围：辐射15keV-10MeV，粒子250keV-1.5MeV； 直接读出ICRU定义的深部剂量Hp(10)和浅表剂量Hp(0.07)，单位为(Sv)或雷姆(r

29、em)； 可显示剂量和剂量率值，可设定剂量/剂量率测量阈值报警模式。,热释光剂量片 近年来固体剂量剂被广泛用于个人剂量监测，其中尤以热释光剂量计，如LiF(Mg,Ti)最广。 其测量原理是热释光固体元件，受到辐射的照射后，其辐射能通过激发固体晶格中的电子，转变成电子的激发能同时被禁封在晶体中的陷阱中，此能量可以累加并保持一定时间，当用高温退火时，保持的激发能通过光辐射的形式发出，通过测量辐射光的强度就可确定热释光晶体所受照射剂量。,5.热释光剂量探测器-剂量片,LiF(Mg.Cu.P）薄膜探测器 型号: LiF-HF 规格：5, 6 用途：射线或Hp（0.07） 测量 厂商：上海仁日信息科技 公司,测量装置 热光测量仪由对热释光元件进行加热的装置和进行发光测的光度计两部分组成。 测量过程如下：用线性加热器使放在加热盘上的热光体受热放出可见光，光信号经光电倍增管转换为电流信号，进入电子学线路，最后由X-Y纪录仪自动画出热释光曲线，根据积分或光峰高度法，并由标准曲线便可求出受照剂量,RGD3B型热释光剂量仪,