辐射防护基本知识黄军.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,概 述,1,）什么是辐射？,辐射是指能量以,电磁波,或,高速粒子,的形式向周围空间或物质发射，并在其中传播的现象的统称。,（,2,）辐射的分类,非电离辐射：能量小于,10eV,，如紫外线、,可见光、红外线和射频辐射,电离辐射：能量大于,10eV,，如,射线、,中子、,射线、,射线等,移动电话,800-1800 MHz 0.01 eV,第一章电离辐射源,1.1,原子和原子核,1.2,放射性衰变及机理,1.2.1,衰变,1.,2,.2,衰变,1.2.3,衰变,1.3,放射性活度,1.4,放射性衰变规律,3,原子模型,核子,中子,质子,电子,+,+,+,1.1,原子和原子核,1.1,原子和原子核,原子核的表示符号：,A,Z,X,N,X,为元素符号，,A,=,N,+,Z,为核子数,，,N,为中子数,，,Z,为质子数,。,Z,相同,N,不同的核素称为同位素；,具有相同的质量数,A,和原子序数,Z,，但处在不同能态的核素称为同质异能素。,5,1896,年，法国物理学家贝可勒尔（,A.H.Becquerel,）首次发现放射性现象。,当原子核内的质子和中子数失去一定比例时，就处于不稳定状态，核素可以自发地发生核衰变，变成一种新的核素，同时放出一条或多条射线，这种特性称为放射性,(radioactivity),。,1.2,放射性衰变及机理,8,衰变,-,衰变,衰变,+,衰变,衰变电子俘获,1.2.2,衰变,9,衰变,-,衰变,原子核内质子相对缺少时，一个中子转变为一个质子，同时从核内释放出的电子的过程。,10,衰变,14,6,C,8,14,7,N,7,11,衰变,3,1,H,1,3,2,He,1,+e,-1,12,有些核素在进行、,-,、,+,、,或,EC,衰变时，处于激发态的子核在向基态跃迁时，多余的能量以光子即,射线的形式发射出来，即为,衰变。,1.2.3,衰变,13,+,+,+,+,+,+,+,+,+,photon,衰变,14,衰变,3,He,3,He+,15,单位时间发生衰变的原子核数，单位：,Bq,。,放射性活度,A,（,activity,）,式中：,A,放射性活度，,SI,单位：贝克勒尔（,Bq,）。,1 Bq,1s,1,dN dt,时间内发生的核转变数。,1.3,放射性活度,16,放射性活度是衰变数，不是发出的射线数；（,137,Cs,：,、,）,历史上曾使用过的单位：居里（,Ci,）；,1Ci,相当于,1g,镭的放射性活度,17,1.4,放射性衰变基本规律,指数衰减规律,N=N,0,e,-,t,N,0:,（,t=0,）时放射性原子,核的数目,N:,经过,t,时间后未发生衰变的放射性原子核数目,:,放射性原子核衰变常数,大小只与原子核本身性质,有关，与外界条件无关,;,数值越大衰变越快,N=N,0,e,-,t,18,某一时刻，原子核都具有相同的衰变几率，在,t,到,t+dt,之间衰变的原子核数就和,N(t),和,dt,成正比。,理论分析：,衰变常数,原子核单位时间衰变的几率，单位：,s,-1,19,原子核数目减少一半的时间,半衰期,T,1/2,例题：,单一放射性核素,Cs-137,，,1991,年,4,月,源的放射性活度：,A(0)=6.41,10,7,Bq,。,已知：半衰期,T,1/2,=30.17,年,。,请计算该源今天的放射性活度。,2025/10/7 周二,北京市辐射安全技术中心,21,例题,解：,=0.693/T,1/2,当前,C,s-,137,源的放射性活度,A(t)=A(0),e,-,t,=,6.41,10,7,e,-,0.023,20,=,4.04,10,7,Bq,Cs-,137,源经过,20,年，其放射性活度减弱为原来的,63,。,2025/10/7 周二,北京市辐射安全技术中心,22,第二章 电离辐射与物质的相互作用,2.1,粒子与物质的相互作用,2.2,粒子与物质的相互作用,2.3,射线与物质的相互作用,2.4,中子与物质的相互作用,2025/10/7 周二,北京市辐射安全技术中心,23,2.1,粒子与物质的相互作用,粒子是带,2,个单位正电荷,质量数为,4,的氦原子核,是个带电的粒子,一般由质量较重的放射性原子核发射,能量为不连续的,能量通常为,49 Mev,。,粒子通过物质时,能量转移,(,损失,),的主要方式是电离和激发。在射线和物质相互作用时,电离也是其他各种射线损失能量的主要方式。,2.1,粒子与物质的相互作用,粒子的射程非常短,1,个,5Mev,的,粒子在空气中的射程大约是,3.5cm,在铝金属中只有,23 m,因此,一般认为,粒子不会对人体造成外照射的损害,.,但当其进入人体的组织或器官时,其能量会全部被组织和器管所吸收,所以内照射的危害是必须考虑的。,2025/10/7 周二,北京市辐射安全技术中心,25,2.2,粒子与物质的相互作用,射线是高速运动的电子,带有,1,个负电荷,质量为氢原子质量的,1/1840,当其和物质相互作用时,也会引起物质原子的电离和激发,粒子的质量比,粒子的质量要小得多,所以,1,个与,粒子的能量相同的,粒子,在同一种物质中的射程要比,粒子长得多,.,例如,1,个能量为,5 Mev,的,粒子,在空气中的射程只有,3.5cm,而,1,个能量为,5 Mev,的,粒子,在空气中的最大射程可达,20m,。,2.2,粒子与物质的相互作用,与,粒子不同,粒子穿过物质时,有明显的散射现象,其特点是,粒子的运动方向发生了改变。当运动方向发生大的改变,(,例如偏折,),时,粒子的一部分动能会以,X,射线的形式辐射出来,这种辐射叫韧致辐射。韧致辐射的强度既与阻止物质的原子序数,Z,的平方成正比,还与,射线的能量成正比。,2.2,粒子与物质的相互作用,由于对,X,射线的屏蔽要比对,射线本身的屏蔽困难得多,所以对,射线的屏蔽,通常要选用原子序数比较低的物质,诸如像有机玻璃和铝这样的材料,作为,射线的屏蔽物质,从而使得,射线在屏蔽材料中转变为韧致辐射的份额较少。但对于放射性活度及,粒子的能量均较高的,辐射源,最好在轻材料屏蔽的后面,再添加一定厚度的重物质屏蔽材料,以屏蔽掉韧致辐射。,2025/10/7 周二,北京市辐射安全技术中心,28,2.3,射线与物质的相互作用,射线是不带电的中性粒子,(,也即是电磁波,),其静止质量等于零,也称为光子。当,射线和物质相互作用时,同带电粒子与物质的相互作用情况大不相同,射线不能使物质直接电离和激发,也没有射程的概念。,射线与物质相互作用有,3,种主要形式,即光电效应,康普敦效应和电子对效应。,2.3,射线与物质的相互作用,能量较低的,射线,在物质中主要产生光电效应；中等能量时,主要产生康普敦效应；而能量较高时,主要是电子对效应。,3,种效应都会产生能使物质的原子电离或激发的次级电子,而次级电子在物质中的射程不长,所以在考虑对,射线的屏蔽时,不需要另外采取防护措施。这就是说,3,种效应产生次数的多少,即是物质吸收,辐射多少的标志。,2.3,射线与物质的相互作用,理论和实践都证明,光电效应正比于吸收物质的原子序数,Z,的,4,次方,康普顿效应正比于,Z/A,而电子对效应正比于,Z,平方,.,因此屏蔽,射线时,以采用原子序数高的重物质为最好,例如铅。,2025/10/7 周二,北京市辐射安全技术中心,31,2.4,中子与物质的相互作用,中子的质量与质子的质量大约相等,并且中子与,射线一样也不带电。因此,中子与原子核或电子之间没有静电作用。当中子与物质相互作用时,主要是和原子核内的核力相互作用,与外壳层的电子不会发生作用。,中子与物质相互作用的类型主要取决于中子的能量。在辐射防护中,根据中子能量的高低,可以把中子分为慢中子,(,能量小于,5 kev,其中能量为,0.025ev,的称为热中子,),中能中子,(,其能量范围为,5-100 kev),和快中子,(0.1-500Mev)3,种。,2.4,中子与物质的相互作用,中子与物质的原子核相互作用过程基本上可以分为两类,:,散射和吸收。散射又可以分为弹性散射和非弹性散射。慢中子与原子核作用的主要形式是吸收。中能中子和快中子与物质作用的主要形式是弹性散射。对于能量大于,10Mev,的快中子，以非弹性散射为主。,2.4,中子与物质的相互作用,在上述的中子和物质的相互作用过程中,除了弹性散射之外,其余各种现象均会产生次级辐射。从辐射防护的观点来看,是相当重要的。在实际工作中,大多数情况遇到的是快中子,快中子与轻物质发生弹性散射时,损失的能量要比与重物质作用时多得多,例如,当快中子与氢核碰撞时,交给反冲质子的能量可以达到中子能量的一半,.,因此含氢多的物质,像水和石蜡等均是屏蔽中子的最好材料,同时水和石蜡,由于价格低廉,容易获得,效果又好,是最常用的中子屏蔽材料。,2025/10/7 周二,北京市辐射安全技术中心,34,第三章 电离辐射相关的量与单位,自从,1925,年成立了“国际,X,射线单位委员会”以来，某些辐射量和单位的概念经历了不少变化，以致一段时期内（尤其在,50,60,年代），辐射量和单位的使用比较混乱。经“国际辐射单位和测量委员会”（,ICRU,）做了大量工作，现存已有了一套较为完善的电离辐射量和单位。,辐射的单位分为放射性活度单位和辐射剂量单位两大类，均由国际辐射单位及度量委员会（,ICRU,）所公布，称作国际制单位（,SI,单位）。以下简述几个重要的辐射量和单位。,电离辐射相关的量与单位,3.1,放射性活度,3.2,照射量,3.3,吸收剂量,3.4,剂量当量,3.5,有效剂量,36,活度定义：,一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数。以,A,表示，表征放射源的强弱。,放射性活度的表达式为：,A,d,N,/d,t,，,其,SI,制单位量纲,s-1,；活度单位的专用名称为贝可勒尔，也可简称贝可，国际通用符号：,Bq,；,曾用单位是“居里”，用符号“,Ci”,表示。,3.1,放射性活度,37,常用单位换算：,1 Bq,1,次衰变,/,秒,1Ci,3.710,10,Bq,3.7G,Bq,1 mCi,3.710,7,Bq,37 MBq,1,Ci,3.710,4,Bq,37 kBq,38,38,3.2,照射量,照射量,X,定义：,光子在质量为,d m,的空气中所释放或产生的次级电子或正电子，在空气中完全被阻止时产生的同一种电荷的总量的绝对值,d Q,除以,d m,之商，即：,X,d Q/d m,其,SI,制单位为库伦每千克（,C kg,-1,），它是惟一没有确定单位专用名称的常用剂量学量。曾用伦,(R),做单位,39,39,伦琴（,R,）与每千克（,C kg,-1,）的换算关系,照射量,X,的已经被淘汰的旧专用单位“伦琴（,R,）”，与其国际制单位库伦每千克（,C kg,-1,）的换算关系是：,1 R,2.5810,-4,C kg,-1,1 C kg,-1,3.87610,3,R,1 R,10,3,mR,10,6,R,照射量,X,应用条件：,X,、,射线；介质为空气；低于,3MeV,。,3.3,吸收剂量,定义：当射线与物质相互作用时，表示单位质量的被照物质吸收电离辐射能量大小的物理量。用符号“,D”,表示，,即：,D,d E/d m,吸收剂量,D,的,SI,制单位为,J kg,-1,，其单位的专用名称为,Gy,，,1 Gy,1 J kg,-1,。戈瑞,Gy,与已经被淘汰的旧专用单位拉德（,rad,）的转换关系是很好换算的百进制，即：,1 Gy,100 rad,，,1 rad,10,-2,Gy,41,41,吸收剂量率,因为随机量比（授予）能,z,是粒子传给质量,m,的物质的授予能,与质量,m,之商，即：,z,/m,当质量很小的时候，吸收剂量就等于平均比（授予）能。,在单位时间,d t,内吸收剂量,D,的增量,d D,就是吸收剂率 ，即：,d D/d t,反映吸收剂量随时间变化率的吸收剂量率，其,SI,制单位为,J kg,-1,s,-1,。,42,这是一个,与个体相关的辐射量,式中：,W,R,辐射权重因子；,D,T,R,器官、组织的平均剂量,器官或组织,T,中的平均吸收剂量,D,T,R,与辐射权重因子,W,R,的乘积,当量剂量,H,T,R,当量剂量,H,T,及其单位,3.4,当量剂量,43,SI,单位：希沃特，,Sv 1Sv,1J/kg,历史上曾使用过的单位：雷姆，,rem 1Sv,100 rem,如果辐射场由具有不同,W,R,值的不同类型和（或）不同能量的辐射所构成时，则当量剂量,H,T,为,44,辐射权重因子,W,R,数值上,：,依据辐射在低剂量率时诱发随机效 应的相对生物效应值选取的。,性质,：,表征射线种类，能量与生物效应关系,为辐射防护目的，对吸收剂量乘以的因数，,用以考虑不同类型的辐射对健康的相对危害效应。,45,辐射类型和能量范围,ICRP60,ICRP103,所有能量的光子,1,1,所有能量的电子、,子,1,1,质子（能量,2MeV,）,和带电介子,5,2,粒子、,裂变碎片和重离子,20,20,中子 （能量,10keV,）,5,随中子能量变化是一个连续函数，给出一个能谱与,W,R,曲线图和一个计算公式，求出,W,R,值,（能量,10,100keV,）,10,（能量,100keV,2MeV,）,20,（能量,2,20MeV,）,10,（能量,20MeV,）,5,辐射权重因子,W,R,46,有效剂量,E,式中：,W,T,组织,T,的权重因子；,H,T,器官或组织的当量剂量,当所考虑的效应是随机效应时，在全身受到不均匀照射的情况下，人体所有组织或器官的加权后的当量剂量之和。,这也是一个,与个体相关的辐射量,3.5,有效剂量,47,SI,单位：希沃特，,Sv 1Sv,1J/kg,历史上曾使用过的单位：雷姆，,rem 1Sv,100rem,意义：评价随机效应的危险度，使辐射防护走向定量化。,有效剂量表示了在非均匀照射下随机性效应发生率与均匀照射下发生率相同时所对应的全身均匀照射的当量剂量。,有效剂量也表示了为身体各器官或组织的双叠加权的吸收剂量之和：,48,组织权重因子,W,T,是器官或组织受照射所产生的危险度与全身均匀受照射所产生的总危险度的比值，也就是说，它反映了在全身均匀受照下各该器官或组织对总危害的相对贡献。换句话说，不同器官或组织对发生辐射随机性效应的不同敏感性。,全身接受,1,Sv,均匀照射时总危险度,W,T,T,器官或组织接受,1,Sv,照射时危险度,组织权重因子,49,组织权重因子,定义：,W,T,代表组织,T,接受的照射所导致的随机效应的危险系数与全身受到均匀照射时的总危险系数的比值。,表征组织或器官的辐射敏感性,反应了在全身均匀受照下各该组织或器官对总危害的相对贡献。,为辐射防护的目的，器官和组织的当量剂量所乘的因数，乘以该因数是为了考虑不同器官和组织对发生辐射随机性效应的不同敏感性。,50,组织权重因子,W,T,组织或器官,W,T,（,ICRP26,）,W,T,（,ICRP60,）,W,T,（,ICRP103,）,性腺,0.25,0.20,0.08,（红）骨髓,0.12,0.12,0.12,结肠,a,0.12,0.12,肺,0.12,0.12,0.12,胃,0.12,0.12,乳腺,0.15,0.05,0.12,膀胱,0.05,0.04,肝,0.05,0.04,食道,0.05,0.04,甲状腺,0.03,0.05,0.04,脑,0.01,唾液腺,0.01,皮肤,0.01,0.01,骨表面,0.03,0.01,0.01,其余组织或器官,b,0.30,0.05,0.12,51,概念理解,当量剂量,针对某个器官或组织，是平均值；,有效剂量,针对全身而言，取平均值。,辐射权重因子,描述了辐射类型、能量的不同对生物效应的影响；,组织权重因子,则描述了不同器官、组织对全身总危害的贡献。,第四章电离辐射对人体健康的影响,4.1,放射生物学的基本定义与术语,4.2,放射生物效应分类,52,第四章电离辐射对人体健康的影响,辐射生物效应（,Ionizing Radiation Biological Effects,）是指电离辐射作用于机体后，其能量传递给机体的分子、细胞、组织、器官，由此而造成的形态和功能的后果。辐射生物效应主要研究电离辐射对生物机体，特别是人体的效应发生与发展规律、作用机制、损伤的诊断、救治，为辐射的和平利用如放射治疗和放射防护提供生物学理论和实验依据。,53,4.1,放射生物学的基本定义与术语,3.1辐射损伤机理,电离辐射作用于人体，使机体组织中的水电离，水分子发生变化，并形成一种对染色体有害的化学物质。使细胞的结构和功能发生变化，在人体内，这些变化能显示出临床症状，如放射病、白内障或在以后较长时间内出现癌症。,辐射效应的类型,1,、按照受照效应发生的个体,躯体效应指发生在受照者自身的辐射效应。,遗传效应指发生在受照者后裔的效应。,2,、按效应发生的时间早晚,近期效应指在受照后数日或数周发生的效应,远期效应指在受照后数月、数年或数十年出现的效应为远期效应。,辐射效应的类型,3,、按作用机制和剂量,效应关系特点,随机性效应,随机性效应指通常辐射操作的照射条件（即低剂量和低剂量率）下，生物效应的发生几率与剂量当量之间呈线性关系，而该效应的严重程度与剂量大小无关，随机性效应不存在剂量的阈值。,是指辐射效应的发生几率,(,而非其严重程度,),与剂量 相关的效应，不存在剂量的阂值。,主要指致癌效应和遗传效应。,辐射效应的类型,确定性效应,是指当受照剂量超过某一特定确定性效应效应的阈值后，病理改变的严重程度随剂量增加而增加的效应。它是一种躯体效应。,是指辐射效应的严重程度取决于所受剂量的大小。这种效应有一个明确的剂量阂值，在阂值以下不会见到有害效应,放射性皮肤损伤、生育障碍。,a.,随 机 效 应特点,:,(1),发生概率与剂量有关,.,(2),严重程度与剂量无关,(3),线性比例、无阈,确定性效 应特点,(1),有阈,.,(2),严重程度与剂量有关,辐射生物效应的分类,效应的大类,效应发生的个体,照射的效应,效应表现状况,确定性效应,躯体效应,大剂量照射的急性效应,急性放射病,低剂量率长期照射效应,慢性放射病,受照近期发生的效应,白内障、不育,随机性效应,躯体效应,一般效应,癌症、白血病,特殊躯体效应,宫内受照胚胎和胎儿效应,致死、先天畸形、生长发育缺陷,遗传效应,染色体畸变和基因突变,肿瘤、免疫异常,遗传性疾病,先天性畸形,生长发育异常,影响辐射效应的主要因素,影响因素：与辐射有关的因素；与受照机体有关的因素,1、辐射敏感性：细胞、组织、器官、机体或任何有生命物质对辐射损伤作用的相对敏感程度；,血细胞高、肌肉及神经细胞最低,人体发育的不同阶段，从幼年、少年、青年至成年依次降低,影响辐射效应的主要因素,2、剂量率,小剂量的分散照射比一次大剂量率的急性照射所造成的辐射损伤要小得多,3、受照条件,（1）照射方式内照射、外照射,（2）照射部位,（3）照射面积,62,5.1,辐射防护基本任务,5.2,辐射防护的目的,5.3,辐射防护三原则,第五章辐射防护基本原则,（辐射防护体系）,辐射防护的基本任务和目的,基本任务,：（,1,）允许可能产生辐射的实践,（,2,）保护人员、后代、环境,目 的,：（,1,）防止有害的确定性效应；,（,2,）限制随机性效应的发生率，合理尽可能低。,64,对于一项实践，只有在考虑了社会、经济和其他有关因素之后，其对受照个人或社会所带来的利益足以弥补其可能引起的辐射危害时，该项实践才是正当的,利益和代价分布不均；,所有可能的方案中选最佳方案；,可行性分析是一条重要的基本原则。,5.3,辐射防护三原则,5.3.1,辐射实践的正当化,实践的利益,付出的代价,利益：社会的总利益,代价：社会的总代价（经济、健康、环境、心理等）,65,在下列实践中，通过添加放射性物质或通过活化从而使有关日用商品或产品中的放射性活度增加都是不正当的：,a,）涉及食品、饮料、化妆品或其他任何供人食入、吸入、经皮肤摄入或皮肤敷贴的商品或产品的实践；,b,）涉及辐射或放射性物质在日用商品或产品（例如玩具等）中无意义的应用的实践,。,66,5.3.2,辐射防护与安全的最优化,对于来自一项实践中的任一特定源的照射，应使防护与安全最优化，使得在考虑了经济和社会因素之后，个人受照剂量的大小、受照射的人数以及受照射的可能性均保持在可合理达到的尽量低水底；这种最优化应以该源所致个人剂量和潜在照射危险分别低于剂量约束和潜在照射危险约束为前提条件。,67,防护与安全最优化的过程，可以从直观的定性分析一直到使用辅助决策技术的定量分析，但均应以某种适当的方法将一切有关因素加以考虑，以实现下列目标：,a,）相对于主导情况确定出最优化的防护与安全措施，确定这些措施时应考虑可供利用的防护与安全选择以及照射的性质、大小,和可能性；,b,）根据最优化的结果制定相应的准则，据以采取预防事故和减轻后果的措施，从而限制照射的大小及受照的可能性。,68,并不是越低越好，而是综合考虑了多种因素后，照射水平低到可以合理达到的程度。,代价利益分析方法,B,V,（,P,X,Y,）,式中：,B,纯利益，,V,毛利益，,P,生产代价，,X,防护代价，,Y,危害代价,：,As Low As Reasonably Achievable,辐射防护的最优化,ALARA,原则,69,利益和代价在群体分布的不一致性，满足了正当化和最优化，还必须对个人当量剂量进行限制。,概念理解：,剂量限值应当只适用于实践的控制；,超出剂量限值将使指定的实践带来附加的危险，而这种危险可以合理地描述为正常情况下“不可接受”的；,实际的剂量响应关系不存在一个阈值；,不能作为防护体系严格程度的唯一度量。,不是“安全”与“危险”的分界线；,70,5.3.3,剂量限制,（,1,）,应对个人受到的正常照射加以限制，以保证由来自各项获准实践的综合照射所致的个人总有效剂量和有关器官或组织的总当量剂量不超过标准中规定的相应剂量限值。,（,2,）应对个人所受到的潜在照射危险加以限制，使来自各项获准实践的所有潜在照射所致的个人危险与正常照射剂量限值所相应的健康危险处于同一数量级水平。,剂量限制和潜在照射危险限制,剂量约束和潜在照射危险约束,71,（,3,）对于一项实践中的任一特定的源，其剂量约束和潜在照射危险约束应不大于审管部门对这类源规定或认可的值，并不大可能导致超过剂量限值和潜在照射危险限值的值。,（,4,）对任何可能向环境释放放射性物质的源，剂量约束还应确保对该源历年释放的累积效应加以限制，使得在考虑了所有其他有关实践和源可能造成的释放累积和照射之后，任何公众成员（包括其后代）在任何一年里所受到的有效剂量均不超过相应的剂量限值。,以上实践都不包括医疗照射。,6.1,基本原理,6.2,基本方法,6.3,典型防护方法,6.4,X,或,辐射源及其辐射场,6.5,外照射防护中的几个特殊问题,第六章外照射的防护,辐射对人体的照射方式有外照射和内照射两种。,外照射是辐射源在人体外部释放出粒子、光子作用在人体上的照射；,内照射是放射性核素进入人体内，在体内衰变释放出粒子、光子作用在人体上的照射，由于两种照射防护的基本思路是不同的，因而所采取的防护措施与方法也是不同的。,类射线装置对人体的照射方式为,外照射,。,辐射防护的基本原则,6.1,基本原理,辐射防护基本原理：,外照射的控制,去污,屏蔽,长柄,工具,厂房,布置,工作,时间,换班,监测,监督,检查,行政,管理,76,6.2,基本方法,外照射防护三要素：,时间、距离、屏蔽,77,时间防护,(Time),累积剂量与受照时间成正比,措施：充分准备，减少受照时间,78,距离防护,(Distance),剂量率与距离的平方成反比（点源）,措施：远距离操作；,任何源不能直接用手操作；,注意,射线防护。,79,屏蔽防护,(Shielding),措施：设置屏蔽体,屏蔽材料和厚度的选择：,辐射源的类型、射线能量、活度,6.3,典型防护方法,6.3.1,粒子,粒子穿透能力很差，在空气中射程约,4cm,，用一张纸就可以挡住，所以,粒子外照射很简单，离的远点就可以了。由于能量在非常短的距离内损失全部能量，因此要防止对皮肤表面沾污和进入体内造成的内照射。,6.3.2,射线,射线在物质中穿透能力比,粒子强，对于能量为,2.3MeV,的,射线，在空气中的最大射程约为,7.6m,，在水中最大射程约为,0.8cm,，在铝中最大射程约为,0.5cm,。由于用重金属屏蔽,射线将产生轫致辐射，因此不宜用重材料屏蔽,射线，屏蔽最大能量为,1MeV,的,射线束时，用铅有,3,转化为轫致辐射，用铝仅有,0.4,转化为轫致辐射。,射线在物质中衰减服从指数衰减规律，因此可以通过理论计算和实验来，得到一个合适的屏蔽体厚度，使,射线的强度减弱到可接受的水平。,射线屏蔽体厚度主要采用减弱倍数法、减弱因子和半值层活度法。,对,Co-60,放射源，使用水来屏蔽，半衰减厚度是,21.4cm,，使用混凝土来屏蔽，半衰减厚度是,11cm,，使用铅来屏蔽，半衰减厚度是,1.5cm,。,X,射线,除了有些放射性核素产生,X,射线外，射线装置等也会产生,X,射线。对于,X,射线屏蔽与,射线类似。,6.3.3,X,、,射线,6.3.4,中子,对中子的外照射防护，主要是对快中子的屏蔽。中子在物质中的衰减过程也是按指数规律衰减，这与射线相似。因此对中子的屏蔽层厚度计算也采用半值层法。由于中子源通常都是伴有射线，因此要注意射线的防护。,用重金属物质屏蔽中子将会产生很强的射线，因此要使用水或石蜡等来屏蔽，由于中子源还伴有射线，因此在外层还需要使用铅等重金属进行屏蔽。混凝土中含有水和重物质，适合屏蔽中子和射线，而且价格便宜比较坚固，在中子防护中得到广泛的应用。,84,85,屏蔽材料的选择原则,射线,类型,作用的,主要形式,材料选,择原则,常用屏蔽材料,电离、激发,一般低,Z,材料,纸、铝箔、有机玻璃等,、,e,电离、激发、轫致辐射,低,Z,高,Z,材料,铝、有机玻璃、混凝土、铅,P,、,d,核反应产生中子,高,Z,材料,钽、钚,X,、,光电、康普顿、电子对,高,Z,材料,铅、铁、钨、铀；,混凝土、砖、去离子水等,n,弹性、非弹性、吸收,含氢、含硼材料,水、石蜡、混凝土、聚乙烯；碳化硼铝、含硼聚乙烯等,6.4.1,X,射线,6.4.2,加速器,X,射线源（略）,6.4.3,发射,射线的放射性核素（略）,6.4,X,、,辐射源及其辐射场,X,射线广泛应用于医疗、工业和科研部门。,最常见的,X,射线机：工作电压低于,400KV,的各种医用诊断机、深部治疗机、工业探伤机和,X,射线衍射仪。,高能（,2,30MeV,）,X,射线一般由电子加速器产生。,6.4.1,X,射线机,X,射线管图示,X,射线：轫致辐射、特征,X,射线,K,（,r,）,I,/r,2,K,（,r,）：空气比释动能率（,mGymin,-1,）,x,:X,射线机的发射率常数（,mGym,2,mA,-1,min,-1,）,r,0,=1m,I,：,管电流（,mA,）,r,：,距靶的距离,(m),X,射线剂量计算：,X,射线剂量率,X,射线机的,发射率常数,x,恒定电压为,50-200kV,发射率常数,x,与,X,射线管的类型、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际测量得出。,在准确度要求不高时，可根据发射率常数曲线查得发射率常数。,关于,X,射线机发射率常数的说明,为某患者做,X,射线拍片。设,X,射线管钨靶距离患者,0.75m,，曝光时间,0.6s,。已知管电压为,90kV,，管电流为,50mA,，出口处过滤片为,2mm,厚的铝。试估算患者,表面所在处的吸收剂量。,例题,由,X,射线机的发射率常数曲线可查得，该,X,射线机的发射率常数为,7.8mGym,2,mA,-1,min,-1,。,例题,:,解,6.5,外照射防护中的几个特殊问题,屋顶的屏蔽和墙壁的反散射,迷道和防护门,贯穿空洞和工艺管道的屏蔽,安全连锁等,屋顶的屏蔽：天空反散射,在贯穿辐射（如,X,、,、中子等）穿过屋顶时，由于大气对辐射的散射作用，使辐射源所在的建筑物周围产生较强的辐射场，这种现场称为“,天空反散射,”。,对于这种辐射装置的设计，屋顶要具有足够的屏蔽能力，使“天空反散射”造成的辐射剂量控制在一定的剂量水平之下。,迷道和防护门,迷道和防护门是在工作场所的进出口设置的防护措施，根据辐射装置的实际情况，可单独采用迷道或防护门，或者同时采用二者。,迷 道,迷道是利用辐射多次散射达到减弱辐射水平的一种进出通道,通常采用矩形截面的迷道,散射三次以上的迷道，能够保证迷道出口处人员的安全。,迷 道,迷道是利用辐射多次散射达到减弱辐射水平的一种进出通道,通常采用矩形截面的迷道,散射三次以上的迷道，能够保证迷道出口处人员的安全。,防护门,墙上设置防护门的位置需要避开主射线束的直射方向,。,防护门与屏蔽墙具有等效的屏蔽效果。,为避免过大的辐射泄漏，门与墙的搭接宽度至少应为门与墙之间空隙的,10,倍。另外，还需要对门的底部与地面之间的缝隙采取相应的措施。,管缝泄漏,:,来源及意义,在辐射防护设计中，管缝泄漏问题是普遍存在的。,例如，屏蔽块装配时，块与块之间有缝隙；在屏蔽墙上安装铅玻璃窗时，在窗的边缘有缝隙；屏蔽物内有管道时，就会减弱这些地方的屏蔽能力，等等。,管缝导致的辐射泄漏是工程设施屏蔽层外面辐射剂量的主要来源。,管缝泄漏：防护措施,不允许与主射线束相对的屏蔽墙存在直通缝隙。如果自然裂缝的宽度大于,1mm,，应灌注水泥砂浆将其堵死。如果测量表明还有射线漏出时，应使用铅皮等适当的屏蔽材料进行覆盖，将泄漏辐射降低到预定的辐射水平之下。,为了防止射线的泄漏，通常将屏蔽构件做成台阶形式，并犬牙交错地装配，使射线经过多次弯折后才能漏出。,在有管道穿过屏蔽层时，应尽量将管道安排在适当的位置，并做成,S,形等适宜的形状，使之不影响人员经常活动的区域内的辐射水平。在电缆沟的出口处，应设置有足够屏蔽能力的盖板。,安全联锁系统,安全联锁技术：声、光、电,门灯联锁,门机联锁,开机前声音报警,过程中语音提示等等,第七章电离辐射医学应用的防护与安全,7.1,医用辐射防护的意义,7.2,医用辐射防护的内涵,7.3,医用辐射防护的特殊性,1,、,电离辐射技术在医学上广泛应用是二十世纪杰出的科技成就,2,、,X,射线的发现“宣布了现代物理学时代的到来，使医学发生了革命。”（,简明不列颠百科全书,）,3,、,X,射线的发现催生了,X,射线诊断学（放射学）、核医学、放射治疗学（放射肿瘤学）等三大分支学科，应运而生了放射医学与防护,7.1,医用辐射防护的意义,4,、多学科交叉融合促使医学影像进入数数字化时代，形成大“影像医学”，近代医学又崛起方兴未艾的介入放射学,5,、电离辐射技术以其独特作用造福于广大公众的防病治病，电离辐射医学应用（医用辐射）已成为现代医学不可或缺的重要组成部分,X,射线诊断学,普通,X,射线诊断（透视、摄影）,特殊,X,射线诊断（造影、断层）,高千伏摄影、放大摄影、记波摄影、荧光摄影、立体摄影、电视摄影、软组织摄影、床边摄影，移动式、车载式、,C,形臂,X,射线机,X,射线计算机断层扫描（,X-CT,）,数字化,X,射线成像,（,CR,、,DR,、,DSA,、,DSI,）,医用X射线机,X,射线计算机断层扫描,这些技术的发展已经促进,X-CT,在患者常规检查中的使用次数，扩展了应用范围；,X-CT,检查对患者照射剂量相对比较高（,10100mSv,）。实际上类似检查的受照剂量有所不同是由采用不同成像程序或者不同类型机器引起；,为了减少不必要的受照剂量，在作任何,X-CT,检查之前应当对检查的正当化作出评估。成像过程必须最优化，即以患者受照剂量最小而尽可能多地获得临床信息。,介入放射学实践,一般按患者皮肤的累积吸收剂量,大小分为高、中、低剂量操作类型：,高剂量可达数百毫戈瑞（,mGy,）,中剂量约在数十毫戈瑞（,mGy,）,低剂量小于,10,毫戈瑞（,mGy,）,（引自,中华放射医学与防护杂志,2000,专刊）,我国,31,省、自治区、直辖市,4.4,万家单位,14.3,万工作人员,7,万台设备。,1998,年,X,射线诊断：,2.45,亿人次,核医学检查：,72.5,万人次,放射性核素治疗：,7.5,万人次,远距与近距放疗：,50,万例患者,全世界平均诊断医疗照射所致剂量,(19911996,年,),类别,年人均有效剂量,（,mSv,）类别,X,射线诊断,0.4,（,0.2-1.2,）,牙科,X,射线检查,0.002,核医学显像检查,0.03,各种电离辐射照射的全球人均年有效剂量,照射来源,人均年有效剂量（,m Sv,）,2000,年,范围（,m Sv,）,天然本底辐射,2.4,110,高本底地区可达数倍,医学放射诊断,0.4,0.041.0,大气层核试验,0.005,1963,年高达,0.15,，,北半球高于南半球,切尔诺贝利核,事故,0.002,已从最大的,1986,年北,半球平均值,0.04,下降,核动力生产,0.0002,随核电站增加而升高,又随技术改进而降低,7.2,医用辐射防护的内涵,7.2.1,医学放射工作人员所受职业照射的防护,7.2.2,受检者与患者所受医疗照射的防护,7.2.3,工作场所周围环境及相关公众的防护,7.2.1,医学放射工作人员所受职业照射的防护,1,、明确控制医学放射工作人员职业照射的责任,2,、掌握医学放射工作人员从事工作的条件,3,、控制放射工作人员职业照射的个人剂量限值,4,、医学放射工作场所的防护监督、监测与评价,5,、医学放射工作人员职业照射的个人监测与评价,6,、医学放射工作人员的职业健康监护,7,、医学放射工作人员个人防护用品的配备与应用,8,、加强医学放射工作人员的职业照射管理,正常情况下的职业照射个人剂量限值,应用目的,应用类别,职业工作者的年剂量限值,1618,岁人员,年剂量限值,尽可能合理降,低随机性效应,的发生几率,全身,有效剂量,审管部门决定的连续五年平均（但不可作任何追溯性平均）不超过,20 mSv,；其中任何一年可达,50 mSv,控制低于,6 mSv,有效防止发生,确定性效应,器官当量剂量,:,眼晶体,四肢（手和,足）、皮肤,150 mSv,500 mSv,50 mSv,150 mSv,备注,1,）规定的剂量限值只适用于实践所引起的照射，不适用于医疗照射，也不适用于无任何主要责任方负责的天然照射；这些剂量限值还与潜在照射无关，也与决定是否或如何实施干预无关；至于实施干预的工作人员，应遵循新基本标准,GB 18871,2002,第,10,章应急照射情况的干预等有关要求。,2,）规定的剂量限值适用于在规定期间里，由外照射引起的剂量和在同一期间内摄入所致的待积剂量之和；计算待积剂量的时间，对成年人的摄入一般算至,50,年。,3,）皮肤当量剂量要在任意,1 cm2,的面积上平均，其标称深度为,7 mg/cm2,。,7.2.2,受检者与患者所受医疗照射的防护,1,、明确保证患者防护与安全的责任,2,、受检者与患者所受医疗照射的正当性判断,3,、受检者与患者所受医疗照射的防护最优化,4,、受检者所受医疗照射的指导水平与剂量约束,5,、重视防范各种事故性医疗照射,7.2.3,工作场所周围环境及相关公众的防护,1,、医学放射工作场所的合理设置与设计,2,、医学放射工作场所的监督与警示,3,、患者家属、亲友及探视慰问人员的特殊性,4,、核医学工作中的放射性废物管理,5,、医用辐射应急准备与事故预