第3章_外照射防護(hù).ppt

1、1，3章外照射防護(hù)，2，1節(jié)外照射防護(hù)的一般方法第2節(jié)x，放射線的外照射防護(hù)第3節(jié)帶電粒子外照射的防護(hù)第4節(jié)中子外照射的防護(hù)，3，1節(jié)外照射防護(hù)的一般方法，1，外照射防護(hù)的基本原則2，外照射防護(hù)的基本方法3，遮蔽材料的選擇原則4第一節(jié)外照射防護(hù)的一般方法，4，1，外照射防護(hù)的基本原則， 內(nèi)外照射的特征、基本原則：盡量減少或避免外部對(duì)人體的放射線照射，使照射的劑量不超過(guò)國(guó)家規(guī)定的劑量限制值。第一節(jié)外照射防護(hù)的一般方法、5、2、外照射防護(hù)的基本方法、外照射防護(hù)的三要素：時(shí)間、距離、遮蔽、第一節(jié)外照射防護(hù)的一般方法、6、1小時(shí)防護(hù)(Time )累積劑量與受光時(shí)間成比例的措施：充分準(zhǔn)備、充分準(zhǔn)備任何來(lái)

2、源都不能直接用手操作，注意放射防護(hù)。 第一節(jié)外照射防護(hù)的一般方法，8，3 .屏蔽防護(hù)(Shielding )措施：設(shè)置屏蔽的屏蔽材料和厚度的選擇：輻射源的類型、輻射能量、活性度、第一節(jié)外照射防護(hù)的一般方法，9，第一節(jié)外照射防護(hù)的一般方法四，確定屏蔽厚度所需的殘奧第一節(jié)外照射防護(hù)的一般方法，12，居留因子t，第一節(jié)外照射防護(hù)的一般方法，13，第二節(jié)x，放射線的外照射防護(hù)，一，x，放射源及放射場(chǎng)二，x，放射線在物質(zhì)中的減弱規(guī)律三(1)x線機(jī)，第二節(jié)x，放射線的外照射防護(hù)，15，1 .用于表示某物質(zhì)中的放射性核素總數(shù)的尺度式中，dN是在時(shí)間間隔dt該核素進(jìn)行核轉(zhuǎn)變的次數(shù)的期待值。 單位：矢量符號(hào)Bq

3、。 (3)輻射源的點(diǎn)源距離比源自身幾何尺寸大5倍以上。第二節(jié)x、放射線的外照射防護(hù)、16、2 .點(diǎn)源的照射量率校正計(jì)算、照射量率常數(shù)、非單能量狀況：第二節(jié)x、放射線的外照射防護(hù)、17、第二節(jié)x、也考慮了進(jìn)行放射線的外照射防護(hù)積分校正計(jì)算的源自身的吸收和散射的影響的線源的情況下，距離比放射源本身的尺寸大5倍以上的情況下，點(diǎn)第二節(jié)x、放射線的外照射防護(hù)、20、2、x、放射線在物質(zhì)中的減弱規(guī)則、(1)、窄波束x、放射線的減弱規(guī)則(2)、寬波束x、放射線的減弱規(guī)則單一介質(zhì)的積蓄因子(3)、寬波束x (1)窄波束(narrow beam ) :不含散射成分的波束、(2)納第二節(jié)x，輻射外照防護(hù)，22，低

4、能量光子有易被高z物質(zhì)吸收的能點(diǎn)，值最小。 第二節(jié)x，輻射外照防護(hù)，23，(3)兩個(gè)概念，能譜硬化：平均自由程：隨著通過(guò)物質(zhì)厚度的增加，不易削弱的“硬成分”所占比重越來(lái)越大的現(xiàn)象。 線衰減系數(shù)的倒數(shù)稱為物質(zhì)中光子的平均自由程。 即=1/。 表示每次光子相互作用時(shí)通過(guò)物質(zhì)中的平均厚度。 當(dāng)d (即，厚度)等于平均自由行程時(shí)，x或輻射被削弱到原始e-1。如果康普頓效應(yīng)良好，則描述估計(jì)、第二節(jié)x、輻射外照防護(hù)、24、(2)、寬波束x或輻射減弱規(guī)律、第二節(jié)x、輻射外照防護(hù)、25、散射光子影響的物理量。 表示某一點(diǎn)的散射光子數(shù)所占的份額。 b是B(E，d )，當(dāng)源的形狀、光子能量、屏蔽材料的原子編號(hào)、屏

5、蔽層的厚度、屏蔽層的幾何條件給予輻射源和屏蔽介質(zhì)時(shí)，僅與光子能量e和介質(zhì)的厚度(平均自由程數(shù)d )有關(guān)。 (1)查找表法(2)式法、第二節(jié)x、放射線的外照射防護(hù)、(2)多層介質(zhì)的情況下，兩介質(zhì)的原子序號(hào)的差不大，兩介質(zhì)的原子序號(hào)的差大高z介質(zhì)為后：2，第二節(jié)x，放射線的外照射防護(hù)，28，(3)，寬光束x或放射線的透射曲線，(1)減弱倍數(shù)k輻射場(chǎng)的某處未設(shè)置屏蔽層時(shí)的當(dāng)量劑量率H(0)與設(shè)置厚度d的屏蔽層后的當(dāng)量劑量率H(d )之比。 顯示屏蔽材料對(duì)輻射的屏蔽能力，是無(wú)量綱的。 1 .用于掩模修正計(jì)算的幾個(gè)殘奧儀表、第二節(jié)x、放射線的外照射防護(hù)、29、(2)在透射率輻射場(chǎng)的某點(diǎn)上設(shè)置了厚度d的掩

6、模層后的當(dāng)量劑量率H(d )與未設(shè)置掩模層時(shí)的當(dāng)量劑量率H(0)之比。 第二節(jié)x、放射線的外照射防護(hù)，30、(3)透射系數(shù)是在設(shè)置厚度d的遮蔽層后，距離x射線放射點(diǎn)1m處，單位作業(yè)負(fù)荷(1mAmin )的當(dāng)量射線量。 單位： SVM2(主)-1。 第二節(jié)x、放射線的外照射防護(hù)、31、2 .減半厚度和10倍減厚度(1)減半厚度1/2 :半值thickness減半入射光子數(shù)(注入量率和照射量率等)所需的屏蔽層厚度(2)減10倍厚度1/10:tenth value 10不是絕對(duì)常數(shù)，第二節(jié)x、放射線的外照射防護(hù)、32、第二節(jié)x、放射線的外照射防護(hù)、33、(4)、x或屏蔽放射線的常用材料，1 .鉛：原

7、子序數(shù)，密度缺點(diǎn)：成本高，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差，耐高溫。 2 .鐵：屏蔽性能比鉛差。 但成本低，容易入手，容易加工。 3、混凝土：價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)性能良好。 多用作固定的防護(hù)墻。 4 .水：遮蔽性能差，但透明性好，具有可以自由放入物品的特殊優(yōu)點(diǎn)。 多以井、池的形式貯藏固體輻射源。第二節(jié)x、放射線的外照射防護(hù)、34、2 .放射線的遮蔽校正算法、(2)透射率曲線、(1)減弱倍數(shù)表、第二節(jié)x、放射線的外照射防護(hù)、35、第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)36、一、放射線的劑量校正算法、1 .單能量電子束、單位： mGy/h、式中：第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)特征：輻射的能譜連續(xù)光譜散射顯著，情況復(fù)雜，通常用經(jīng)驗(yàn)公式近似修正

8、。 點(diǎn)源空氣中吸收量的概算，式中： a為活性度，Bq； r是距離，m。 單位： Gy/h，第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)，38，2，輻射的屏蔽防護(hù)，輻射的屏蔽分為兩層：先輕z，后重z。 屏蔽材料的厚度一般必須等于物質(zhì)中放射線的最大射程。 第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)，39，1 .經(jīng)驗(yàn)式(或圖表)修正最大射程，式中：Rmax射線在鋁中的最大射程(g/cm2 )； E max射線的最大能量(MeV )。、第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)、40、介質(zhì)修正：式中：第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)、41、第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)、42、2 .制動(dòng)放射的遮蔽校正算法、第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)、43、式空氣中的放射線的線

9、衰減系數(shù)、cm-1。第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)、44、式中：第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)、45、3、重帶電粒子的劑量補(bǔ)正算、放射性核素存在“集體排斥”現(xiàn)象。 因此，必須保存在密閉容器內(nèi)，用密閉良好的手套箱進(jìn)行操作。 第3節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)、46、(1)質(zhì)量阻止能力法、(mSv/h )、重帶電粒子的注量率、(1/m2s) S/重帶電粒子在物質(zhì)中的質(zhì)量阻止能力WR放射加權(quán)系數(shù)。第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)、47、S/的確定：z重帶電粒子的電荷數(shù)、等效質(zhì)子能、Mp/M1質(zhì)子質(zhì)量與入射重帶電粒子質(zhì)量之比。 e入射重荷電粒子的能量(兆電子伏特)。 第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)，48，重帶電粒子外照射線量考

10、慮粒子的種類和能量：5MeV以下的粒子，2MeV以下的質(zhì)子，幾乎不能透過(guò)皮質(zhì)，進(jìn)行外照射線量的補(bǔ)正計(jì)算是不實(shí)用的。第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)、49、查找表法：四、重載粒子的遮蔽校正算、第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)、50、公式法：式中：第三節(jié)帶電粒子的外照射防護(hù)、51、第四節(jié)中子的外照射防護(hù)、第四節(jié)中子的外照射防護(hù)、53、放射性核素中子源、優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生的中子幾乎是缺點(diǎn)：產(chǎn)量小，隨時(shí)間變?nèi)酰菀孜廴?。第四?jié)中子的外照射防護(hù)、54、表3.4.1放射性核素中子源的特性、第四節(jié)中子的外照射防護(hù)、55、加速器中子源、T(d，n)4He反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是中子能量高(1030MeV )、第四節(jié)中子的外照射防護(hù)、56、加

11、速器(，n )中子源：連第四節(jié)中子的外照射防護(hù)，57，反應(yīng)堆中子源：中子數(shù)多，譜寬(0.07517MeV )，第四節(jié)中子的外照射防護(hù)表3.4.6中子在生物組織發(fā)生的重要相互作用(En100MeV )，第四節(jié)中子的外照射防護(hù)，59，(二)中子劑量的修正，1 .比放射運(yùn)動(dòng)吸收劑量：小塊組織：第4節(jié)中子的外照射防護(hù)，60，表3.4.7中子放射加權(quán)因子WR，中子當(dāng)量劑量換算因子fHi，n和對(duì)應(yīng)的中子注入量率10Svh-1， 2，2 .當(dāng)量劑量校正計(jì)算，單能量：表3.4.7中子輻射加權(quán)因子WR，與中子當(dāng)量劑量換算因子fHi，n對(duì)應(yīng)的中子注入量率10SVH-1、63、3，中子在屏蔽層的減弱規(guī)律，(1)減弱

12、原理，第一步：高速中子通過(guò)和物質(zhì)的非彈性散射和彈性散射第二步首先使用重物質(zhì)或重物質(zhì)，通過(guò)非彈性散射使中子能量迅速降低到與原子核的第一激發(fā)能級(jí)能量以下，然后再利用含氫物質(zhì)，通過(guò)彈性散射使中子能量降低到熱能區(qū)域。 第四節(jié)中子的外照射防護(hù)，64，表3.4.8某元素的熱中子吸收截面及其捕獲輻射的最大能量，1 )是指(n，)反應(yīng)的截面及其伴隨的光子能量。65、(2)減弱規(guī)律，窄束：寬束：第四節(jié)中子的外照射防護(hù)，66、(3)修正寬束中子減弱的分離斷面法，原理：通過(guò)屏蔽材料的選擇，中子一散射就被吸收，通過(guò)屏蔽層的物質(zhì)沒(méi)有相互作用，滿足簡(jiǎn)單的指數(shù)規(guī)則，第四節(jié)中子的外照射防護(hù)屏蔽材料必須滿足的條件： (1)屏蔽

13、層足夠厚；(2)屏蔽層含有鐵、鉛這樣的重材料，通過(guò)非彈性散射使中子能量迅速降低到1MeV以下；(3)屏蔽層內(nèi)含有足夠的氫，在短距離內(nèi)使中子能量從1MeV開始熱能、宏觀分割剖面，第四節(jié)中子的外照射防護(hù)，68，表3.4.9裂變中子的宏觀分割剖面，第四節(jié)中子的外照射防護(hù)，原子量10，宏觀分割剖面：69，(4)計(jì)算寬波束中子的透射曲線，中子放射透射系數(shù)，中子透射率，中子衰減倍數(shù)，第四節(jié)中子的外照射防護(hù)，77 對(duì)寬波束中子的10倍衰減厚度進(jìn)行了修正，得到了與第4節(jié)中子的外照射防護(hù)、71、72、表3.4.10和圖32及圖34(ncc )表3.4.10圖32及圖34(NCRP79圖F8及F9)的各曲線對(duì)應(yīng)的

14、核反應(yīng)、粒子能量的加速及從而一些資料提供了8.31022。 表3.4.11常用屏蔽材料中的氫含量，第四節(jié)中子的外照防護(hù)，75，水：氫含量大，是緩變劑，是吸收體，氫的捕獲放射能低達(dá)2.2MeV，容易屏蔽。 漏水容易造成事故。 混凝土：有輕元素、重元素和一定量的水分，對(duì)中子和光子都有良好的屏蔽作用。 混凝土中水分含量的差異對(duì)遮蔽效果影響很大，需要修改。 殘奧粉蠟：含有大量氫，易成形，但結(jié)構(gòu)性能差，高溫易軟化，低溫易干裂，對(duì)輻射的屏蔽性能差。 聚乙烯：氫含量豐富，加工成型容易，溫度超過(guò)100C容易軟化。 土：水多，很便宜。 鋰和硼：熱中子的吸收截面大，鋰捕獲中子放出的放射線可以無(wú)視，硼捕獲中子放出0.47MeV的放射線，容易遮蔽。 76、4、中子屏蔽校正算法，(一)放射性核素中子源的屏蔽校正算法，式中： d為屏蔽層厚，cm r為屏蔽材料的宏觀截面，cm-1 a為放射性核素中子源中的放射性核素的活性度，Bq； y是放射性核素中子源的產(chǎn)值，Bq-1s-1； Ay是中子源中子發(fā)射率，s-1 Bn是中子蓄積因子q是居留因子r是從基準(zhǔn)點(diǎn)到源的距離，m。 第四節(jié)中子的外照射防護(hù)，7