第六章：辐射防护与屏蔽

null第六章：辐射防护与屏蔽第六章：辐射防护与屏蔽核反应堆 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 概论一、辐射一、辐射1、辐射量概念 2、辐射的生物效应1、辐射量概念1、辐射量概念1.1、物质结构 1.2、放射性与辐射 1.3、核辐射的相互作用 1.4、核辐射的特性 1.5、几个重要概念1.1、物质结构1.1、物质结构原子 原子结构 质子数 原子序数 同位素1.2、放射性与辐射（1）1.2、放射性与辐射（1）、、 辐射： 、两个质子和两个中子组成，带二个单位正电 、由高速运动的电子组成，带一单位负电 、是一种电磁辐射 电子伏： 一个电子通过1伏特电压时所获得的能量 1.2、放射性与辐射（2）1.2、放射性与辐射（2）放射性衰变： 不稳定的重核元素趋向稳定的过程。 例如： 半衰期： 天然放射性系： 釷系、铀－镭系和锕系 感生放射性： 核粒子轰击较轻的元素可以产生放射性元素 例如： 1.3、核辐射的相互作用1.3、核辐射的相互作用1.4、核辐射的特性1.4、核辐射的特性1.5、几个重要概念1.5、几个重要概念1.5.1、放射性活度 1.5.2、照射量 1.5.3、吸收剂量 1.5.4、剂量当量1.5.1、放射性活度1.5.1、放射性活度  定义：一定量放射性物质（核素）单位时间内发生的核衰变数，称为该物质（核素）的放射性活度。  单位（SI）：贝克勒尔、贝克，Bq，任何放射性物质每秒发生1次衰变的放射性活度为1贝克。 1 Bq＝1 s-1  放射性活度老的专用单位是居里（Ci），任何放射性物质每秒发生3.71010次衰变的放射性活度称为1居里。 1 Ci＝ 3.71010 Bq  注意：贝克指的是衰变率，而不是每秒发射的粒子数。1.5.2、照射量（1）1.5.2、照射量（1）照射量是专对或X射线而言的物理量。 或X射线通过物质时，由光电效应、康普顿效应、或电子对效应等产生电子，从而使射线的能量有所损失。所产生的电子还可使物质产生次级电离。 或X射线的照射量就是根据光子所引起的电离的能力来定义的。 1.5.2、照射量（2）1.5.2、照射量（2）定义：在质量为dm的某体积元空气中放出的全部电子完全被空气阻止时，若所形成的同一种符号的离子总电荷的绝对值为dQ，则dQ/dm称为该射线的照射量。用X 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示。 则：X＝ dQ/dm 单位（SI）：库/千克，C/kg， 或X射线在1千克干燥的、标准状态下的空气中产生电离电荷为1库伦的正离子和等量负离子的照射量，称为1库/千克。 照射量是用电离电荷的数量来衡量的。因为在空气中产生一对离子所需吸收射线的能量是一定的，所以照射量与空气对射线的能量吸收密度有对应的关系。1.5.2、照射量（3）1.5.2、照射量（3）照射量的老的专用单位是伦琴（R）， 1伦琴（R）＝2.58 10-4库/千克 照射量率：单位时间内的照射量 单位：库/千克. 秒，C/kg.s 老的专用单位：伦琴/时，微伦/秒1.5.3、吸收剂量（1）1.5.3、吸收剂量（1）定义：设致电离辐射给予某物质质量元dm的平均能量为d ，则称 D＝ d / dm 为吸收剂量。 单位（SI）：戈瑞（Gy），每千克物质吸收辐射能量为1焦耳的吸收剂量为1戈瑞。 1Gy＝1J/kg 吸收剂量老的单位为拉德（rad），每千克物质吸收辐射能量为0.01焦耳的吸收剂量为1拉德。 1rad＝0.01Gy1.5.3、吸收剂量（2）1.5.3、吸收剂量（2）与照射量的概念相比，生物效应与吸收剂量的概念联系的更紧密一些。 吸收剂量率：单位时间的吸收剂量称为吸收剂量率 单位：戈瑞/秒，Gy/s 老的单位：拉德（rad）/秒，毫拉德/小时，等。1.5.4、剂量当量（1）1.5.4、剂量当量（1）因为不同种类或能量的辐照下，不同机体组织、器官即使吸收剂量相同辐射所生的有害影响并不相同， 例如：在1伦琴照射量的照射下，每千克人体组织、骨骼及水所吸收的能量分别为9.6510-3J，1.610-2J ，1.010-2 J 。所以在未加说明的情况下单用吸收剂量D并不能对辐射引起的健康方面的有害效应作出正确估计。 定义：设机体组织中某一点的剂量当量为H， 则：H＝DQN D为吸收剂量，Q为品质因数，N为其他修正因数的乘积1.5.4、剂量当量（2）1.5.4、剂量当量（2）单位（SI）：希沃特，Sv 剂量当量（Sv）＝吸收剂量（Gy）Q N 老的单位：雷姆，rem 剂量当量（rem）＝吸收剂量（rad）Q 1 Sv=1J/kg=100 rem （ICRP指定N为1） 分倍数：在原来单位之前加上词头毫（m）（千分之一），及加上微（）（百万分之一）1.5.4、剂量当量（3）1.5.4、剂量当量（3） 剂量当量率：单位时间的剂量当量。 单位：Sv/s，rem/m2、辐射的生物效应2、辐射的生物效应2.1、人体生物学基础 2.2、细胞生物学 2.3、辐射与细胞的相互作用 2.4、辐射的躯体效应 2.5、辐射的遗传效应2.1、人体生物学基础2.1、人体生物学基础红细胞 （红血球） 白细胞 （白血球和淋巴） 血小板 （凝血细胞）2.2、细胞生物学2.2、细胞生物学2.3、辐射与细胞的相互作用2.3、辐射与细胞的相互作用最初的物理阶段：只持续很短的时间（－10-16秒），在这一瞬间能量沉积在细胞内并引起电离。 物理－化学阶段：大约持续10-16秒。在这段时间中，离子与其他水分子相互作用形成一些新产物。 化学阶段：持续几秒钟，在此期间，反应产物与细胞的重要有机分子相互作用。自由基和氧化剂可能破坏构成染色体的复杂分子。 生物阶段：在这个阶段，时间长短从几十分钟变化到机十年，这要看特定的症状而定。可能导致：细胞早期死亡；阻止细胞分裂或延迟细胞分裂；细胞永久性的变形，一直可持续到子代细胞。2.4、辐射的躯体效应（1）2.4、辐射的躯体效应（1）早期效应和缓发效应：早期效应目前仅在急性大剂量全身照射下可以观察到，它们在照射后几分钟到几天内出现，临床上称为急性放射病。缓发效应在照射后的几年乃至二、三十年内出现，在大剂量及高剂量率照射下，也已观察到这种效应。 急性大剂量全身照射：一般在原子战争或平时偶然性严重放射性事故中，特点是剂量大，剂量率也高。急性放射病的大体情况如下： 人体受辐照剂量当量： <1Sv，看不到明显症状 <5Sv，出现以造血系统损伤为主的放射病 >8Sv，出现以消化道损伤为主的胃肠急性放射病，症状在几小时内出现，一周或稍长时间内死亡。 >10Sv，出现以脑损伤为主的放射病，可在几分钟或几小时内死亡。2.4、辐射的躯体效应（2）2.4、辐射的躯体效应（2）小剂量外照射与慢性内照射：小剂量外照射，大体上指吸收剂量小于1Gy的照射。 一次小剂量外照射：当天可发生轻微症状，如头晕、疲劳、食欲减退等。在1－2天内自行消失。 小剂量反复照射：只有当累积剂量达到一定水平时，才会出现一些慢性辐照损伤。如果剂量控制在一定容许水平以下，则很难发现明显变化。不过染色体畸变率可高于正常人。 慢性内照射：辐射性物质超量进入体内可能会引起慢性内照射损伤。进入体内的途经：呼吸道、消化道、伤口。放射性核素进入体内后按物理、化学性质和代谢特点的不同，有的在体内分布比较均匀，有的则集聚在某些特殊器官之中。如神经衰弱；骨质稀疏、变形、坏死、骨折；肿瘤、白血病等全身受电离辐射急性照射后的临床效应全身受电离辐射急性照射后的临床效应某些常见辐射源（X或）的辐射水平某些常见辐射源（X或）的辐射水平2.5、辐射的遗传效应2.5、辐射的遗传效应辐射对生殖细胞的照射可能引起子代性别比例变化，死产及流产率增加、婴儿死亡率增加、胎儿畸形等遗传病。 生殖腺受辐照而引起的遗传效应的危险度是很不确定的。大约每毫希沃特剂量每百万人中有8个严重效应。二、防护二、防护1、辐射防护标准 2、辐射防护原则 1、辐射防护标准（1）1、辐射防护标准（1）我国标准： 1960年颁布了《放射性工作卫生防护暂行规定》 1974年公布了试行的《放射防护规定(GBJ8-74)》 1988年制定了《放射防护规定(GB8703-88)》 其中将受照人员分为两类： 辐射工作人员 公众成员1、辐射防护标准（2）1、辐射防护标准（2）随机效应：发生的概率与剂量大小有关，但严重程度与剂量大小无关。如遗传效应及某些躯体效应（癌症）等。 非随机效应：当剂量超过某一閾值后才发生，效应的严重程度随剂量大小而异。如眼晶体引起白内障、皮肤良性损伤等。 ALI：放射性核素的年摄入量限值，Bq/a。1、辐射防护标准（3）1、辐射防护标准（3）为限制随机效应，规定辐射工作人员的年有效剂量当量极限值为50mSv（5rem） 为防止非随机效应，规定辐射工作人员的眼晶体年有效剂量当量极限值为150mSv（15rem）；其他单个器官或组织的年有效剂量当量极限值为500mSv（50rem） 公众成员的年有效剂量当量极限值为1mSv（0.1rem） 内照射的次级极限值用年摄入量极限（ALI）表示。职业性内照射的次级极限值小于ALI，公众取ALI值的五十分之一。1、辐射防护标准（4）1、辐射防护标准（4）辐射工作人员在一年内既受外照射又受内照射，除各器官或组织的照射不得超过上述限值外，还应满足： 事先 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 的特殊照射所受的有效剂量当量在一次事件中不得超过100mSv（10rem），在一生中不得超过250mSv（25rem），而各器官或组织的年剂量当量仍按上述限值加以限制。育龄妇女及未满18岁者不得接受事先计划的特殊照射。2、辐射防护原则2、辐射防护原则外照射防护的基本原则： 时间防护、距离防护、屏蔽防护 内照射防护的基本原则： 把放射性物质密闭起来、把工作人员密闭起来三、屏蔽（自学 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 ）三、屏蔽（自学内容）射线的屏蔽：一般都用质量衰减系数较大的铅等材料。 中子的屏蔽：常用的材料为加有适量硼元素的含氢较多的材料如石蜡、水以及混凝土，再配合使用一些铁、铅等重元素。 反应堆及其装置的屏蔽：压水堆的典型屏蔽尺寸（常用混凝土）： 反应堆一次屏蔽 －200厘米 围绕一回路的二次屏蔽 －90 厘米 混凝土安全壳墙 －100厘米 混凝土安全壳顶 －90 厘米null结 束