辐射屏蔽设计修订稿

WEIHUAsystemofficeroom【WEIHUA16H-WEIHUAWEIHUA8Q8-WEIHUA1688】辐射屏蔽设计辐射防护的方法辐射对人体的照射方式有外照射和内照射两种。体外辐射源对人体的照射称为外照射，进入人体的放射性同位素对人体的照射，称为内照射。外照射的基本防护原则是，缩短照射时间、加大人员与辐射源的距离和进行适当的屏蔽。内照射防护最根本的方法是尽量减少放射性物质进入体内的机会。例如制定合理的卫生 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 ，通风，密闭存放和操作，个人防护等等。X或射线的外照射防护与X、射线相关的辐射源有：X射线机、加速器X射线源和放射性核素。X射线机的工作电压通常低于400kV，电子加速器产生的高能X射线一般为2~30MeV。放射性核素产生的X或射线一般在几keV到几MeV之间。X或辐射源的剂量计算X射线机X射线机的发射率常数X定义为：当管电流为1mA时，距离阳极靶1m处，由初级射线束产生的空气比释动能率，其单位是mGym2mA-1min-1。发射率常数X与X射线管类型、管电压及其电压波形、靶的材料和形状、以及过滤片的材料和厚度等因素有关。准确的发射率常数应通过实验测量得出。准确度 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 不高时，也可查手册中的发射率常数曲线来近似估计。（2．1）空气比释动能率eq\o(\s\up9(),K)a可近似按下式计算：式中，r0=1m；I是管电流，单位是mA；eq\o(\s\up9(),K)a的单位是mGymin-1。例1：为某患者做X射线拍片，设X射线管钨靶离患者，曝光时间。已知管电压为90kV、管电流50mA，出口处过滤片为2mm铝。试估算患者 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 面所在处的吸收剂量（忽略人身的散射影响）。解：查得该条件下，发射率常数X为mGym2mA-1min-1，由公式（2．1）计算eq\o(\s\up9(),K)a为693mGymin-1，空气比释动能为mGy。吸收剂量值近似等于空气比释动能值，为mGy。加速器X射线源由加速器输出的电子束产生的X射线源的发射率，同电子能量、束流强度、靶物质的原子序数以及靶的厚度等因素有关，并随出射角度而异。一般，当电子能量低于1MeV时，最大发射率方向倾向于与电子束入射方向垂直；随着电子能量增高，最大发射率方向越来越偏向入射电子束方向。加速器X射线的发射率常数a定义为，将X射线源看成点源，单位束流（1mA）在标准距离1m处所形成的吸收剂量指数率，其单位是Gym2mA-1min-1。当电子束入射到低Z厚靶材料上时，向垂直方向和向前方向出射的X射线的发射率常数a'，可以利用对于高Z厚靶的a值乘以表中给出的修正因子给予粗略地估计。表近似估计低Z靶或结构材料的X射线发射率所用的修正因子靶或结构材料原子序数Z向前方向（00方向）垂直方向（900方向）铜或铁26或29铝和混凝土13根据加速器X射线的发射率常数a定义，可以用下列公式计算距离靶r处的吸收剂量指数率eq\o(\s\up9(),DI):eq\o(\s\up9(),DI)=Ia/r2（）例2：假定能量为3MeV、流强为2mA、直径为1cm的电子束轰击高Z（钨）厚靶。计算与靶距离00方向，5m；900方向，4m处的吸收剂量指数率。若该靶换成铁靶，上述两点处的吸收剂量指数率又为多少？解：由图查得，能量为3MeV的电子束在00方向和900方向上的发射率常数分别为a，0=11Gym2mA-1min-1和a，90=Gym2mA-1min-1。于是，由公式（），分别得00方向和900方向上的吸收剂量指数率为Gymin-1和Gymin-1。图电子束垂直投射高Z（>73）厚靶上产生的X射线发射率常数查表，对铁靶在00方向和900方向上的修正因子分别为和，因此，相应的00方向和900方向上的吸收剂量指数率为Gymin-1和Gymin-1。放射性同位素源放射性同位素源在空气中某点的空气比释动能率，取决于光子能量、源的活度、源的形状以及与源的距离。当参考点与源的距离远大于源的大小时，辐射源可近似为点源处理。空气比释动能率常数K定义为，单位活度（1Bq）的放射性同位素源在标准距离1m处所形成的空气比释动能率，其单位是Gym2Bq-1s-1。（）根据定义，活度为A（Bq）的点源，距离为r（m）的位置的空气比释动能率eq\o(\s\up9(),K)a为例3：求距离100Ci的60Co点源2米处的空气比释动能率？解：查表得60Co源的空气比释动能率常数K为10-17Gym2Bq-1s-1，代入公式（）得，eq\o(\s\up9(),K)a=101210-17/22Gys-1=Gy/h。1．2X、射线在物质中的减弱规律X或辐射在穿过物质时，其束流强度将遵循指数规律逐渐减弱。对于窄束辐射，存在以下关系式：I(d)=I0e-μd（）其中I(d)为穿过厚度为d的物质后的辐射强度，I0为辐射进入物质前的强度，μ为吸收体的线性吸收系数。μ的单位是cm-1，d的单位是cm。在宽束辐射情况下，光子和吸收物体间的多次康普顿散射可以导致观测点的辐射强度增加，需引入累积因子B对多次散射的影响作简单的倍数修正。此时，公式（）应改换为：I(d)=BI0e-μd（）式中累积因子B的大小取决于入射光子能量、吸收体、准直条件等因素。屏蔽计算中使用半减弱厚度1/2和十倍减弱厚度1/10来定义将入射γ光子数（注量率或照射量率等）减弱一半或十分之一所需的屏蔽层厚度。但是，给定辐射在屏蔽介质中的1/2和1/10值并不是一个常数，而是随着减弱倍数的增加而略有变化。当辐射穿过一定厚度的物质层后，存在一个平衡的1/2和1/10值。该值可用于对已经有一定程度衰减的辐射束的屏蔽能力和屏蔽厚度的近似估算。表列出60Co源γ辐射的宽束的平衡1/2和1/10值，表60Co源γ辐射的宽束平衡Δ1/2和Δ1/10值屏蔽材料铀铅钢混凝土1/2(cm)1/10(cm)用以屏蔽X或γ射线的材料种类很多。常用的屏蔽材料有铅、铁、混凝土、水等。砖、砂石、泥土由于在建筑上的广泛使用，客观上也起到屏蔽一部分射线的作用。另外，为了减少总重量和减小体积，可以选择一些高密度材料如钨、铀等作局部屏蔽。1．3屏蔽计算屏蔽防护的目的在于：设置足够的厚度的屏蔽层，使所关心的一点（以下称参考点）处由于各种辐射源造成的当量剂量指数率的总和，不超过事先规定的控制水平。X射线机例4：一台X射线机，管电压250kV，管电流30mA，每周工作5天，每天工作4小时，参考点位于X射线前方（居留因子q=1），它与靶之间的距离为2米。试计算初级混凝土屏蔽墙为多少？假设束定向因子u=1/4，eq\o(\s\up9(),H)L,W=310-1mSv周-1。解：因W=305460=36000mAmin周-1，故有效工作负荷，Wuq=9103mAmin周-1。由此得透射系数，查宽束X射线对混凝土的透射系数图，与透射系数10-4mSvm2mA-1min-1对应的混凝土厚度为44cm。上述在X射线机前方，与初级X射线正对的屏蔽层称为初级屏蔽层（或主屏蔽层）。由计算可知。本题的初级屏蔽层厚度为44cm。对医用X射线机，除考虑初级X射线外，从X射线机机头防护外壳泄漏的辐射和初级X射线在病人身上产生的散射辐射，对X射线机两侧的人体也可产生照射。对这种次级照射的防护分别对应于泄漏射线和散射线，相应的屏蔽层称为次级屏蔽层。对于例6，经计算，某典型情况下防护泄漏射线需24cm混凝土墙，防护病人身体的散射线需30cm混凝土墙。两者一起，在X射线侧面次级屏蔽层的最终厚度为。增加的是250kVX射线在混凝土中的半减弱厚度。加速器X射线源的屏蔽计算在加速器装置中，电子束射到靶上产生的X射线，称为初级X射线。下面分两种情况讨论有关的屏蔽计算方法。沿入射电子方向发射的初级X射线的屏蔽计算（）设X是00方向上的X射线在屏蔽层中的透射比。则屏蔽要求可以写成下列形式：式中，eq\o(\s\up9(),H)I,r(d)是经过厚度为d的屏蔽层后，在参考点上初级X射线束的当量剂量指数率；eq\o(\s\up9(),H)L,h是在参考点上的当量剂量指数率的控制水平；a是加速器X射线的发射率常数；I是电子束流强；q是参考点所在区域的居留因子。例5：一台电子直线加速器，被加速的电子能量为10MeV，平均束流强度为。计算防护00方向X射线所需的混凝土屏蔽层厚度。设靶与位于屏蔽层后的参考点距离r为7米，且屏蔽层外是属非控制区（q=1/4），又设参考点上的当量剂量率的控制水平eq\o(\s\up9(),H)L,h为Gy/h。解：查得10MeV00方向上X射线发射率常数a（00）为450Gym2mA-1min-1。则计算透射比X为，设K为相应的减弱倍数，K=1/，该题中计算K=106。可以用三种方法得到相应的混凝土厚度。由透射比X查有关附图，得10MeV时与透射比为10-7相应的混凝土厚度为。由E=10MeV，K=106查有关附表，得。由十倍减弱厚度1/10，对于10MeVX射线，查图得1/10，1=，1/10，e=。计算n=lg(1/)=，则d=+=。上面1/10，1是靠近辐射源的第一个十倍减弱厚度，1/10，e是第一个十倍减弱厚度之后的十倍减弱厚度，其值近似为常数，即所谓平衡十倍减弱厚度。沿与电子束入射方向为900的初级X射线的屏蔽计算屏蔽900方向上的初级X射线束屏蔽层厚度可以采用与00方向上类似的计算方法，但需注意两点：①取900方向上X射线发射率常数a（900）②计算出透射比后，由于加速器产生的X射线在900方向的能量与00方向上的不同，需查相应方向上的等效入射电子能量E'，然后，再根据E'得到有关的屏蔽厚度。如例5情况下，a（900）为30Gym2mA-1min-1。与原入射电子能量10MeV相对应的等效入射电子能量为6MeV。设居留因子为1，7米处控制水平eq\o(\s\up9(),H)L,h为Gy/h，则=10-6，K=106。由E'=6MeV，K=106查有关附表，得d=。3、射线的屏蔽防护例6：欲将放射性活度为1012Bq的60Co源置于一个铅容器中，要求容器表面的当量剂量率小于2mGy/h，且距离容器表面1米处的当量剂量率应小于50μGy/h。设容器表面到源的距离r=25cm，求铅容器的屏蔽厚度。解：查表得60Co源的空气比释动能率常数K为10-17Gym2Bq-1s-1。如果不加屏蔽，分别代入公式（）得r=25cm和r'=125cm处的空气比释动能率分别为h和h。对60Co源可以认为当量剂量与比释动能数值相等，然后分别计算达到条件1和条件2时的减弱倍数K=103和K'=104，取较大的减弱倍数K'=104，查得铅的屏蔽厚度为，实际可取。第二节电子外照射的防护带电粒子穿过物质时，主要通过激发、电离过程损失能量。带电粒子在物质中沿其入射方向所穿过的最大直线距离，称为带电粒子在该物质中的射程。只要物质层的厚度大于等于带电粒子在其中的射程，那么，所有入射的带电粒子都将被吸收。2．1粒子和单能电子束的屏蔽计算能量为E（MeV）的单能电子束，在低Z物质中的射程，可以由下列经验公式计算，即R= 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 管道的屏蔽处理；通风和安全联锁等问题都需要考虑。屋顶的散射辐射屏蔽贯穿辐射穿过屋顶，由于大气对辐射的散射作用，使辐射源所在的建筑物周围出现较强的辐射场，这种现象称为“天空反散射”。因此，在设计这种辐射源装置时，屋顶必须有足够的厚度，以使由于大气反散射照成的当量剂量指数率控制在有关的剂量限值以下。活度为1015Bq的钴-60辐射源，位于辐照室中央，源室内径为7米，源离屋顶表面中心的距离为米。计算屋顶对源所张的立体角为。大气对射线的反散射取屋顶上方2米处，即ri为米。假设参考点在室外，距离辐射源的水平距离rs为20米，若无屋顶屏蔽时，计算该处的当量剂量率为h，如果取当量剂量率的控制水平eq\o(\s\up9(),H)L,h为Gy/h。计算减弱倍数K=103，取K=2103，查得该辐照室屋顶的混凝土屏蔽厚度为米。迷道、防护门问题在工作场所的进出口处采用与屏蔽墙等效的防护门，或采用迷道，或采用迷道和防护门一起设置。利用迷道对射线的多次散射减弱辐射水平，在不影响使用和防护效果的条件下，应尽量缩短迷道的长度，宽度和高度。在迷道的拐角处还可以设置为凹形面。一般使辐射在迷道中至少经过三次以上散射才能到达出口处。对于中子辐照室，由于热中子在普通混凝土的总反照率可以达到~。因此大量的热中子将通过迷道逸出，并引起热中子及次级剂量率的增大。所以，通常在混凝土墙面上抹上~1cm厚的含硼砂浆。辐射室墙上设置防护门应避开主射线束直射的方向，且防护门的屏蔽效果必须与屏蔽墙等效。另外，防护门与墙间要有一定长的搭接宽度，至少为两者空隙的十倍以上。同时也需要注意门的底部与地面之间的缝隙，同样需要采用相应的措施。管道泄漏问题屏蔽块的装配，屏蔽墙上安装铅玻璃窗，屏蔽物内有管道等情况下，辐射比较容易从这些管缝造成的薄弱处泄漏。对于屏蔽块通常可以采用台阶形状的构件，犬牙交错的装配。合理地安排管道的位置，并且将管道做成S形或者避开射线束的方向与墙面成一定的角度。在电缆沟的出口处应盖有足够厚的屏蔽盖板，等等。通风问题空气在强辐射照射下，会发生辐照分解现象，其主要产物是臭氧O3和氮氧化物NO、NO2等。小型的核技术应用场合臭氧和氮氧化物造成的影响很小，一般可以不予考虑。但反应堆大厅、大型加速器大厅及靶室、辐照室中其生成量较高，相应的通风设计是一个重要的工程问题。实际设计中需选择合适的通风机及相应的管道系统。一般是从迷道进风，由烟囱排出。安全联锁系统60Co辐照室或加速器大厅、靶室、一些大型辐射成像系统都应采用安全联锁系统，以防止运行时人员的误入。以辐照室为例，既要考虑正常工作条件下的安全保证，也要考虑异常情况下的安全措施。在正常情况下，对开门、关门、升源和降源动作，控制系统应设置多重保护措施，包括严格的开门安全联锁，对人员存在、经过进行检测的红外微波光电控制，场所以及个人剂量的监测和报警指示。在醒目位置应设置足够的声音、灯光和状态指示，有条件时还可以安装电视监视系统和广播通话系统等等。设计需考虑若干可能的异常情况的发生，对停电，误操作，辐射源散射到辐射室地面，源未回到正常的贮存位置，供电故障等都要采取相应的措施，或者避免、或者及早发现、或者及时处理。第五节内照射防护1、概述没有包壳、并有可能向周围环境扩散的放射性物质，称为开放型或非密封放射性物质。进行开放型放射工作时，除了考虑缩短操作时间、增大与源距离和设置防护屏障，防止放射性射线对人体过量外照射外，还应考虑防止放射性物质进入人体所造成的内照射危害。放射性物质可以经吸入、食入或皮肤（完好的或伤口）进入体内。与外照射不同，在内照射情况下，人员即使脱离了造成内照射的环境，已经进入体内的放射性物质所发出的辐射依然会造成对人体的照射。与内照射对人体健康危害有关的因素包括，放射性核素的半衰期、发射的辐射类型和能量，以及进入人体的放射性物质的数量、理化状态、在体内蓄积的部位和滞留的时间。内照射防护的基本方法是制定各种规章 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 ，采取各种有效措施，尽可能的隔断放射性物质进入体内的各种途径，使摄入量减少到尽可能低的水平。内照射防护的一般措施是“包容、隔离”和“净化、稀释”。包容是指在操作过程中，将放射性物质密闭起来，如采用通风橱、手套箱等。对工作人员可以用防护服将操作人员围封起来，以防止放射性物质进入体内。隔离就是分隔，根据放射性核素的毒性大小，操作量多少和操作方式等，将工作场所进行分级、分区管理。净化就是采用吸附、过滤、除尘、凝聚沉淀、离子交换、蒸发、贮存衰变、去污等方法，尽量降低空气、水中放射性物质浓度、降低物体表面放射性污染水平。稀释就是在合理控制下利用干净的空气或水使空气或水中的放射性浓度降低到控制水平以下。2、开放型放射工作场所的分级、分区以及主要防护要求开放型放射工作潜在危险的大小与操作放射性物质的活度、相对毒性、操作方式等因素有关。根据这些因素，可以把放射工作场所进行分级和分区。按照国标GB18871的规定，对非密封源工作场所，标准规定的分级方式见下表：表非密封源工作场所的分级级别日等效最大操作剂量/Bq甲>4109乙2107~4109丙豁免活度值以上~2107放射性核素的日等效操作量等于放射性核素的实际日操作量与该核素毒性组别修正因子的积除以与操作方式有关的修正因子所得的商。按标准规定，放射性核素的毒性分为四组：极毒组、高毒组、中毒组和低毒组。其毒性组别修正因子分别为10、1、、。操作方式与放射源状态修正因子见下表：表操作方式与放射源状态修正因子操作方式放射源状态表面污染水平较低的固体液体，溶液，悬浮物表面有污染的固体气体，蒸汽，粉末，压力很高的液体，固体源的贮存1000100101很简单的操作100101简单操作101特别危险的操作1为了便于控制污染，通常需要对开放型放射工作场所按污染危险程度的大小实行分区布置和管理的原则。根据国际标准化组织（ISO）的建议，在设计建造开放型放射性物质操作设施时将开放型放射工作场所划分为四个区。一区包括：办公室、会议室、休息室、非放射性实验室和低活度实验室；二区包括：屏蔽室或密封容器操作区、中活度或高活度实验室，其中装有手套箱；三区包括：可在其中打开屏蔽室或密封容器进行检修、装卸和去污的场所；四区包括：屏蔽室、装源的密封容器、辐照室等。为了方便辨认，各区采用不同的颜色代号，一区为无色或白色，二区为绿色，三区为橙色，四区为红色。按照国标GB18871的规定，对于辐射工作场所，应把需要和可能需要专门防护手段或安全措施的区域定为控制区，以便控制正常工作条件下的正常照射或防止污染扩散，并预防潜在照射或限制潜在照射的范围。对未被定为控制区，在其中通常不需要专门的防护手段或安全措施，但需要经常对职业照射条件进行监督和评价的区域定为监督区。