放射性基礎(chǔ)知識及工業(yè)輻射安全防護(hù)

放射性基礎(chǔ)知識及工業(yè)輻射安全防護(hù)第1頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

目錄

一、放射性基礎(chǔ)知識二、工業(yè)輻射裝置工作原理及防護(hù)

第2頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五一、放射性基礎(chǔ)知識（一）有關(guān)放射性的概念（二）核衰變的類型（三）放射性活度的單位（四）輻照的類型（五）輻射效應(yīng)（六）放射源、射線裝置的分類（七）輻射防護(hù)的基本方法第3頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

(一)有關(guān)放射性的概念放射性：某些核素自發(fā)地放出粒子或γ射線，或在發(fā)生軌道電子俘獲之后放出χ射線，或發(fā)生自發(fā)裂變的性質(zhì)。在自然界原子核大多屬于穩(wěn)定性同位素，有一些是放射性同位素，一般在元素周期表中，原子序數(shù)大于83的元素是具有放射性的天然同位素。鈷－60，銫－137等是通過核反應(yīng)由人工制造出來的同位素，一般用于工業(yè)中比較多。

第4頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五電離輻射：放射性又稱為“電離輻射”，即可以引起物質(zhì)電離的輻射。電離輻射源包括放射性同位素與射線裝置。輻射的分類非電離輻射：能量小于10eV，如紫外線、可見光、紅外線和射頻輻射電離輻射：能量大于10eV，如γ射線、中子射線、

α射線、β射線等。第5頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

(二)射線種類α粒子、β粒子、γ射線、X射線和中子α粒子、β粒子、γ射線是由核素衰變產(chǎn)生的，X射線通常是在高電壓下釋放出的電子束。中子是核素的原子核分裂釋放中子形成。第6頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

(三)放射性活度的單位

１.習(xí)慣上采用“居里”作為放射性活度的單位，記作Ci或C

。它的國際制單位是“貝可勒爾”，簡稱“貝可”，記作Bq。２.此外還有kBq（千貝可）、MBq（兆貝可）、ＧBq（吉貝可，109Bq）、ＴBq（太貝可，1012Bq）、PBq（拍貝可，1015Bq

）、EBq（艾貝可，1018Bq）等。

比如：0.5ＧBq=0.5×109Bq=5×108Bq３.居里與貝克勒爾的換算關(guān)系為：

1Ci=3.7×1010Bq、1mCi=3.7×107Bq。第7頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五(四

)輻照類型1.內(nèi)照射放射性物質(zhì)通過食入、吸入、經(jīng)過皮膚表面深入等途徑進(jìn)入人體內(nèi)。2.外照射體外源的照射。對于X射線、γ射線，由于其特性，主要考慮外照射所帶來的危害。第8頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

(五

)輻射效應(yīng)

輻射效應(yīng)：輻射照射人體后可以引起人體發(fā)生某些生物學(xué)效應(yīng)，稱之為輻射效應(yīng)。

分類：分為軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng)。第9頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五1.軀體效應(yīng)：輻射所致的、出現(xiàn)在受照者本人身上的有害效應(yīng)。2.遺傳效應(yīng)：輻射所致的、出現(xiàn)在受照者后代身上的有害效應(yīng)。第10頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五輻射對人體的危害劑量與效應(yīng)的關(guān)系：

確定性的軀體效應(yīng)存在著閾劑量，當(dāng)受照劑量超過某一劑量值時(shí)，會引起急性損傷的一些效應(yīng)，在受照者身上出現(xiàn)相應(yīng)的癥狀。人體受照劑量的大小，受許多因素的影響，如射線的種類、劑量率、受照的時(shí)間（單次還是多次照射）、受照部位和面積等，在受照的總劑量相同的情況下，這些因素不同，則損傷的程度可能有較大的區(qū)別。如一次接受3Gy的照射，有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的癥狀，甚至死亡；而當(dāng)3Gy是在5年內(nèi)多次照射的累積劑量，則不會導(dǎo)致明顯的癥狀。下表給出的是一次全身照射后引起的癥狀。第11頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五日常生活中輻射劑量統(tǒng)計(jì)第12頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五我國各類X射線檢查頻度，1次檢查的器官劑量和有效劑量

第13頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五（六）放射源、射線裝置的分類1.分類原則

由于放射源的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，活度的變化范圍很大，高活度源能在短期內(nèi)對人體產(chǎn)生嚴(yán)重的確定性效應(yīng)，而低活度源不可能產(chǎn)生這種效應(yīng)。所以必須有一個(gè)放射源分類系統(tǒng)，才能將放射源的安全管理與輻射風(fēng)險(xiǎn)聯(lián)系在一起，作為與放射源安全和保安等許多相關(guān)活動(dòng)的一個(gè)基礎(chǔ)。第14頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五2.分類標(biāo)準(zhǔn)按照放射源對人體健康和環(huán)境的潛在危害程度，將放射源分為5類

-Ⅰ類放射源為極高危險(xiǎn)源。沒有防護(hù)情下，接觸這類源幾分鐘到1小時(shí)就可致人死亡；

-Ⅱ類放射源為高危險(xiǎn)源。沒有防護(hù)情況下，接觸這類源幾小時(shí)至幾天可致人死亡；第15頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五3.分類標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）Ⅲ類放射源為危險(xiǎn)源。沒有防護(hù)情況下，接觸這類源幾小時(shí)就可對人造成永久性損傷，接觸幾天至幾周也可致人死亡；Ⅳ類放射源為低危險(xiǎn)源?；静粫θ嗽斐捎谰眯該p傷，但對長時(shí)間、近距離接觸這些放射源的人可能造成可恢復(fù)的臨時(shí)性損傷；Ⅴ類放射源為極低危險(xiǎn)源。不大可能對人造成永久性損傷。第16頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五放射源分類表（常用）

核素名稱I類源II類源III類源IV類源V類源

（貝可）（貝可）（貝可）（貝可）（貝可）

Am-241≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×104

Am-241/Be≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×104

Au-198≥2×1014≥2×1012≥2×1011≥2×109≥1×106

Ba-133≥2×1014≥2×1012≥2×1011≥2×109≥1×106

C-14≥5×1016≥5×1014≥5×1013≥5×1011≥1×107

Cd-109≥2×1016≥2×1014≥2×1013≥2×1011≥1×106

Cf-252≥2×1013≥2×1011≥2×1010≥2×108≥1×104

Cl-36≥2×1016≥2×1014≥2×1013≥2×1011≥1×106

Co-57≥7×1014≥7×1012≥7×1011≥7×109≥1×106

Co-60≥3×1013≥3×1011≥3×1010≥3×108≥1×105

811居里8.11居里0.811居里8.11毫居2.7微居

Cr-51≥2×1015≥2×1013≥2×1012≥2×1010≥1×107

Cs-134≥4×1013≥4×1011≥4×1010≥4×108≥1×104第17頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

放射源分類表（部分）（續(xù)）

核素名稱I類源II類源III類源IV類源V類源

（貝可）（貝可）（貝可）（貝可）（貝可）

Cs-137≥1×1014≥1×1012≥1×1011≥1×109≥1×104

Eu-152≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×106

Eu-154≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×106

Fe-55≥8×1017≥8×1015≥8×1014≥8×1012≥1×106

Ge-68≥7×1014≥7×1012≥7×1011≥7×109≥1×105

H-3≥2×1018≥2×1016≥2×1015≥2×1013≥1×109

I-125≥2×1014≥2×1012≥2×1011≥2×109≥1×106

I-131≥2×1014≥2×1012≥2×1011≥2×109≥1×106

Ir-192≥8×1013≥8×1011≥8×1010≥8×108≥1×104

2162居里21.62居里2.16居里21.6毫居0.27微居

Kr-85≥3×1016≥3×1014≥3×1013≥3×1011≥1×104

Mo-99≥3×1014≥3×1012≥3×1011≥3×109≥1×106

Nb-95≥9×1013≥9×1011≥9×1010≥9×108≥1×106

Ni-63≥6×1016≥6×1014≥6×1013≥6×1011≥1×108第18頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五2、射線裝置的分類國際上未對射線裝置進(jìn)行分類根據(jù)射線裝置對人體健康和環(huán)境的潛在危害程度，從高到低將射線裝置分為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類。

-Ⅰ類為高危險(xiǎn)射線裝置，事故時(shí)可以使短時(shí)間受照射人員產(chǎn)生嚴(yán)重放射損傷，甚至死亡,或?qū)Νh(huán)境可能造成嚴(yán)重影響；

-Ⅱ類為中危險(xiǎn)射線裝置，事故時(shí)可以使受照人員產(chǎn)生較嚴(yán)重放射損傷，大劑量照射甚至導(dǎo)致死亡；

-Ⅲ類為低危險(xiǎn)射線裝置，事故時(shí)一般不會造成受照人員的放射損傷。國家環(huán)境保護(hù)總局公告,關(guān)于發(fā)布射線裝置分類辦法的公告,國家環(huán)境保護(hù)總局公告2006年第26號第19頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五射線裝置分類表裝置類別醫(yī)用射線裝置非醫(yī)用射線裝置Ⅰ類射線裝置能量大于100兆電子伏的醫(yī)用加速器生產(chǎn)放射性同位素的加速器（不含制備PET用放射性藥物的加速器）能量大于100兆電子伏的加速器Ⅱ類射線裝置放射治療用X射線、電子束加速器用放射性藥物的加速器工業(yè)探傷加速器重離子治療加速器安全檢查用加速器質(zhì)子治療裝置輻照裝置用加速器制備正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像裝置（PET）其他非醫(yī)用加速器其他醫(yī)用加速器中子發(fā)生器X射線深部治療機(jī)工業(yè)用X射線CT機(jī)數(shù)字減影血管造影裝置X射線探傷機(jī)第20頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五射線裝置分類表（續(xù)）裝置類別醫(yī)用射線裝置非醫(yī)用射線裝置Ⅲ類射線裝置醫(yī)用X射線CT機(jī)X射線行李包檢查裝置放射診斷用普通X射線機(jī)X射線衍射儀X射線攝影裝置獸醫(yī)用X射線機(jī)牙科X射線機(jī)乳腺X射線機(jī)放射治療模擬定位機(jī)其它高于豁免水平的X射線機(jī)第21頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五(七)輻射防護(hù)的基本方法

1.輻射防護(hù)的基本原則

(１)有效劑量E

當(dāng)人處在單一能量的輻射場中，其全身所受的有效劑量E，定義為下式：

E=ΣWt·Ht

式中Ht是組織或器官Ｔ的劑量當(dāng)量，Wt是組織或器官Ｔ的權(quán)重因子。有效劑量的專用名稱為希沃特（Sv）。第22頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五組織權(quán)重因子器官或組織組織權(quán)重因子wT器官或組織組織權(quán)重因子wT性腺0.20肝0.05紅骨髓0.12食道0.05結(jié)腸0.12甲狀腺0.05肺0.12皮膚0.01胃0.12骨表面0.01膀胱0.05其余器官0.05乳腺0.05

輻射防護(hù)的量及其單位第23頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五輻射防護(hù)的量及其單位（5）當(dāng)量劑量(HT)

表示輻射對人體某一組織或器官T的吸收劑量的平均值，并按輻射的質(zhì)加權(quán)，由下式定義：

。

HT=ΣWRDTR

式中：DT.R

是某組織或器官中的平均吸收劑量，

WR是某器官或組織的權(quán)重因子。單位：希伏特（Sievert），符號Sv。專用單位：雷姆”（rem）

1Sv=1J/kg=100rem

第24頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

輻射權(quán)重因子wR

輻射類型

能量范圍輻射權(quán)重因子R

光子，電子，

介子

所有能量1

中子

10keV20MeV5

質(zhì)子

2MeV5

中子

10–100keV2-20MeV10

中子0.1-2MeV20

粒子，裂變碎片，

所有能量20輻射防護(hù)的量及其單位第25頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五（3）吸收劑量

定義：被單位質(zhì)量物質(zhì)吸收（或授與單位質(zhì)量物質(zhì)、或單位質(zhì)量沉積）的任何致電離輻射的平均能量

。符號為D。

D=dE/dM

dE是電離輻射授與某一體積元中質(zhì)量為dm的物質(zhì)的平均能量

單位：SI單位：焦耳/千克（J/Kg）專用名：戈瑞（Gray）,符號：Gy輻射防護(hù)的量及其單位第26頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五吸收劑量的專用單位：拉德（rad）表示電離輻射授與1克受照物質(zhì)的平均輻射能量為100爾格（erg）。

1rad=100erg/g=0.01J/Kg

單位換算：1Gy＝100rad

＝1cGy吸收劑量適用于任何電離輻射和任何物質(zhì)，但在提到吸收劑量時(shí)，必須要指明是那種輻射對何種物質(zhì)造成的吸收劑量。輻射防護(hù)的量及其單位第27頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五表6-2ICRP建議的劑量限值GB18871-2002《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》應(yīng)用對象劑量限值職業(yè)照射公眾照射1.有效劑量20mSv·a-11mSv·a-1

在規(guī)定的5年內(nèi)平均）2.年劑量當(dāng)量

眼晶體150mSv15mSv皮膚500mSv50mSv手和足500mSv--孕婦的腹部表面孕婦的放射性物質(zhì)攝入量2mSv/全孕期(懷孕后)1/20ALI*

第28頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

對個(gè)人劑量限值的說明：該劑量限值適用于在規(guī)定期間內(nèi)外照射引起的劑量和在同一期間內(nèi)攝入所致的待積劑量的和。為確認(rèn)是否遵守劑量限值，應(yīng)利用規(guī)定期間內(nèi)貫穿輻射所致的外照射個(gè)人劑量當(dāng)量與同一期間內(nèi)攝入的放射性物質(zhì)所致的待積有效劑量的和（可以查GB18871-2002《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)）。而前面計(jì)算有效劑量E時(shí)，考慮的只是外照射的情況，因?yàn)榻^大多數(shù)情況下只有外照射。二者都是不可接受的下限值，而不是可以接受的上限值。第29頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

時(shí)間防護(hù)距離防護(hù)屏蔽防護(hù)2.輻射防護(hù)的基本方法第30頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五二、工業(yè)輻射裝置工作原理及防護(hù)（一）工業(yè)探傷機(jī)工作原理及輻射安全防護(hù)（二）同位素儀表工作原理及輻射安全防護(hù)

第31頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五（一）工業(yè)探傷機(jī)工作原理及輻射安全防護(hù)在施工中，用于檢測探傷用的一般都是移動(dòng)式的。第32頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五χ射線探傷33第33頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五三個(gè)主要部件：

X線管控制板高壓電纜X射線探傷設(shè)備第34頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五伽馬探傷裝置第35頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

“S”通道型探傷機(jī)結(jié)構(gòu)原理美國銥-192880型焊接屏蔽容器S型鈦合金管源辮柱塞鎖鎖結(jié)構(gòu)貧鈾屏蔽出口遙控連接器導(dǎo)向管連接器2.設(shè)備結(jié)構(gòu)原理第36頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五源導(dǎo)向管出口屏蔽鎖結(jié)構(gòu)遙控手柄控制纜探傷裝置源辮密封源第37頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五

（二）移動(dòng)式探傷的輻射安全防護(hù)

移動(dòng)式探傷包括x探傷和γ探傷。

移動(dòng)式探傷的特點(diǎn):

沒有固定的作業(yè)場所和屏蔽防護(hù)設(shè)施，工作人員只能通過增加操縱距離、利用地形地物屏蔽和縮短照射時(shí)間來達(dá)到防護(hù)的目的。此外，從事γ射線探傷時(shí)，必須注意放射源的安全運(yùn)輸和妥善保管。γ探傷機(jī)中的放射源多為Ⅱ類和Ⅲ類放射源。第38頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五輻射防護(hù)的量及其單位第39頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五1.距離防護(hù)對于職業(yè)工作人員，應(yīng)盡可能增大與輻射源的距離，可采用遠(yuǎn)距離控制操作、使用長柄器械等。為了保證公眾的安全，進(jìn)行探傷作業(yè)前，必須先將工作場所劃分為控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)，并設(shè)置警戒線和標(biāo)志，設(shè)置明顯的警告標(biāo)識。探傷時(shí)間一般選在晚上為宜。在人員密集或來往頻繁地區(qū)應(yīng)設(shè)專人負(fù)責(zé)警戒，以防無關(guān)人員進(jìn)入輻射現(xiàn)場。

第40頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五(2)監(jiān)督區(qū)的確定取監(jiān)督區(qū)空氣比釋動(dòng)能率為2.5μGy/h。在實(shí)施探傷前必須根據(jù)作業(yè)條件劃分出控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)，并在各自的邊界上設(shè)置電離輻射警告標(biāo)志。第41頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五現(xiàn)場警示區(qū)域標(biāo)識第42頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五2.屏蔽防護(hù)

一般屏蔽方式：采用簡易屏障如鉛防護(hù)屏、鉛堡等進(jìn)行防護(hù)。也可利用地形地物如鋼板、墻體、工件等屏蔽。

γ射線探傷現(xiàn)場不可忽視的屏蔽：

注意在其上方工作的吊車司機(jī)、維修工和其它人員的安全，以及向天空散射對相臨地區(qū)的影響，必要時(shí)也應(yīng)給予屏蔽。第43頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五3.時(shí)間防護(hù)

不能采取遠(yuǎn)距離操作和屏蔽措施時(shí)，防護(hù)的辦法是縮短或限制操作時(shí)間。時(shí)間防護(hù)措施：操作必須十分熟練準(zhǔn)確；照射前做好全部準(zhǔn)備工作。

第44頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五(二)同位素儀表的輻射安全防護(hù)同位素儀表也稱核輻射式檢測儀表。它包括利用放射性同位素做放射源的各種檢測和控制儀表。如放射性同位素厚度儀、料位計(jì)、密度計(jì)等。由于放射源能發(fā)射出α、β、γ等射線，因此，必須加強(qiáng)同位素儀表的放射防護(hù)。

核檢測儀表所用放射源多為Ⅳ類和Ⅴ類放射源。第45頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五通常一個(gè)或多個(gè)儀器和探測器被用作“開/關(guān)”，用來控制料箱或料斗中物料的位置等，大、厚壁容器可能使用GBq的60Co

。物位測量儀LevelGauges高位探測器Highleveldetector低位探測器Lowleveldetector源Sources第46頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五固定核子測量－－料位計(jì)第47頁，共53頁，2023年，2月20日，星期五2.使用同位素儀表的安全防護(hù)

同位素儀表的