放射性基础知识及工业辐射安全防护(1)ppt课件

放射性基础知识及工业辐射安全防护烯烃公司安全环保部张爱芳2013.03目录一、放射性基础知识二、工业辐射装置工作原理及防护一、放射性基础知识（一）有关放射性的概念（二）核衰变的类型（三）放射性活度的单位（四）辐照的类型（五）辐射效应（六）放射源、射线装置的分类（七）辐射防护的基本方法*(一)有关放射性的概念放射性：某些核素自发地放出粒子或γ射线，或在发生轨道电子俘获之后放出χ射线，或发生自发裂变的性质。在自然界原子核大多属于稳定性同位素，有一些是放射性同位素，一般在元素周期表中，原子序数大于83的元素是具有放射性的天然同位素。钴－60，铯－137等是通过核反应由人工制造出来的同位素，一般用于工业中比较多。 电离辐射：放射性又称为“电离辐射”，即可以引起物质电离的辐射。电离辐射源包括放射性同位素与射线装置。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γ射线、中子射线、α射线、β射线等。(二)射线种类α粒子、β粒子、γ射线、X射线和中子α粒子、β粒子、γ射线是由核素衰变产生的，X射线通常是在高电压下释放出的电子束。中子是核素的原子核分裂释放中子形成。*(五)辐射效应辐射效应：辐射照射人体后可以引起人体发生某些生物学效应，称之为辐射效应。分类：分为躯体效应和遗传效应。1.躯体效应：辐射所致的、出现在受照者本人身上的有害效应。2.遗传效应：辐射所致的、出现在受照者后代身上的有害效应。辐射对人体的危害剂量与效应的关系：确定性的躯体效应存在着阈剂量，当受照剂量超过某一剂量值时，会引起急性损伤的一些效应，在受照者身上出现相应的症状。人体受照剂量的大小，受许多因素的影响，如射线的种类、剂量率、受照的时间（单次还是多次照射）、受照部位和面积等，在受照的总剂量相同的情况下，这些因素不同，则损伤的程度可能有较大的区别。如一次接受3Gy的照射，有可能导致严重的症状，甚至死亡；而当3Gy是在5年内多次照射的累积剂量，则不会导致明显的症状。下表给出的是一次全身照射后引起的症状。日常生活中辐射剂量统计我国各类X射线检查频度，1次检查的器官剂量和有效剂量*（六）放射源、射线装置的分类1.分类原则由于放射源的应用领域广泛，活度的变化范围很大，高活度源能在短期内对人体产生严重的确定性效应，而低活度源不可能产生这种效应。所以必须有一个放射源分类系统，才能将放射源的与辐射风险联系在一起，作为与放射源安全和保安等许多相关活动的一个基础。*2.分类 按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，将放射源分为5类-Ⅰ类放射源为极高危险源。没有防护情下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡；-Ⅱ类放射源为高危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人死亡；*3.分类标准（续） Ⅲ类放射源为危险源。没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡； Ⅳ类放射源为低危险源。基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤； Ⅴ类放射源为极低危险源。不大可能对人造成永久性损伤。*放射源分类表（常用）核素名称I类源II类源III类源IV类源V类源（贝可）（贝可）（贝可）（贝可）（贝可）Am-241≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×104Am-241/Be≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×104Au-198≥2×1014≥2×1012≥2×1011≥2×109≥1×106Ba-133≥2×1014≥2×1012≥2×1011≥2×109≥1×106C-14≥5×1016≥5×1014≥5×1013≥5×1011≥1×107Cd-109≥2×1016≥2×1014≥2×1013≥2×1011≥1×106Cf-252≥2×1013≥2×1011≥2×1010≥2×108≥1×104Cl-36≥2×1016≥2×1014≥2×1013≥2×1011≥1×106Co-57≥7×1014≥7×1012≥7×1011≥7×109≥1×106Co-60≥3×1013≥3×1011≥3×1010≥3×108≥1×105811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≥1×107Cs-134≥4×1013≥4×1011≥4×1010≥4×108≥1×104*放射源分类表（部分）（续）核素名称I类源II类源III类源IV类源V类源（贝可）（贝可）（贝可）（贝可）（贝可）Cs-137≥1×1014≥1×1012≥1×1011≥1×109≥1×104Eu-152≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×106Eu-154≥6×1013≥6×1011≥6×1010≥6×108≥1×106Fe-55≥8×1017≥8×1015≥8×1014≥8×1012≥1×106Ge-68≥7×1014≥7×1012≥7×1011≥7×109≥1×105H-3≥2×1018≥2×1016≥2×1015≥2×1013≥1×109I-125≥2×1014≥2×1012≥2×1011≥2×109≥1×106I-131≥2×1014≥2×1012≥2×1011≥2×109≥1×106Ir-192≥8×1013≥8×1011≥8×1010≥8×108≥1×1042162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≥1×104Mo-99≥3×1014≥3×1012≥3×1011≥3×109≥1×106Nb-95≥9×1013≥9×1011≥9×1010≥9×108≥1×106Ni-63≥6×1016≥6×1014≥6×1013≥6×1011≥1×108*2、射线装置的分类 国际上未对射线装置进行分类 根据射线装置对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低将射线装置分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类。-Ⅰ类为高危险射线装置，事故时可以使短时间受照射人员产生严重放射损伤，甚至死亡,或对环境可能造成严重影响；-Ⅱ类为中危险射线装置，事故时可以使受照人员产生较严重放射损伤，大剂量照射甚至导致死亡；-Ⅲ类为低危险射线装置，事故时一般不会造成受照人员的放射损伤。 国家环境保护总局公告,关于发布射线装置分类办法的公告,国家环境保护总局公告2006年第26号*射线装置分类表 装置类别 医用射线装置 非医用射线装置 Ⅰ类射线装置 能量大于100兆电子伏的医用加速器 生产放射性同位素的加速器（不含制备PET用放射性药物的加速器） 能量大于100兆电子伏的加速器 Ⅱ类射线装置 放射治疗用X射线、电子束加速器用放射性药物的加速器 工业探伤加速器 重离子治疗加速器 安全检查用加速器 质子治疗装置 辐照装置用加速器 制备正电子发射计算机断层显像装置（PET） 其他非医用加速器 其他医用加速器 中子发生器 X射线深部治疗机 工业用X射线CT机 数字减影血管造影装置 X射线探伤机*射线装置分类表（续） 装置类别 医用射线装置 非医用射线装置 Ⅲ类射线装置 医用X射线CT机 X射线行李包检查装置 放射诊断用普通X射线机 X射线衍射仪 X射线摄影装置 兽医用X射线机 牙科X射线机　 乳腺X射线机 放射治疗模拟定位机 其它高于豁免水平的X射线机*(七)辐射防护的基本方法1.辐射防护的基本原则(１)有效剂量E当人处在单一能量的辐射场中，其全身所受的有效剂量E，定义为下式：E=ΣWt·Ht式中Ht是组织或器官Ｔ的剂量当量，Wt是组织或器官Ｔ的权重因子。有效剂量的专用名称为希沃特（Sv）。组织权重因子辐射防护的量及其单位 器官或组织 组织权重因子wT 器官或组织 组织权重因子wT 性腺 0.20 肝 0.05 红骨髓 0.12 食道 0.05 结肠 0.12 甲状腺 0.05 肺 0.12 皮肤 0.01 胃 0.12 骨表面 0.01 膀胱 0.05 其余器官 0.05 乳腺 0.05    辐射防护的量及其单位（5）当量剂量(HT)表示辐射对人体某一组织或器官T的吸收剂量的平均值，并按辐射的质加权，由下式定义：。HT=ΣWRDTR式中：DT.R是某组织或器官中的平均吸收剂量，WR是某器官或组织的权重因子。单位：希伏特（Sievert），符号Sv。专用单位：雷姆”（rem）1Sv=1J/kg=100rem辐射权重因子wR辐射防护的量及其单位 辐射类型 能量范围 辐射权重因子R 光子，电子，介子 所有能量 1 中子 10keV20MeV 5 质子 2MeV 5 中子 10–100keV2-20MeV 10 中子 0.1-2MeV 20 粒子，裂变碎片， 所有能量 20（3）吸收剂量定义：被单位质量物质吸收（或授与单位质量物质、或单位质量沉积）的任何致电离辐射的平均能量。符号为D。D=dE/dMdE是电离辐射授与某一体积元中质量为dm的物质的平均能量单位：SI单位：焦耳/千克（J/Kg）专用名：戈瑞（Gray）,符号：Gy辐射防护的量及其单位吸收剂量的专用单位：拉德（rad）表示电离辐射授与1克受照物质的平均辐射能量为100尔格（erg）。1rad=100erg/g=0.01J/Kg单位换算：1Gy＝100rad＝1cGy吸收剂量适用于任何电离辐射和任何物质，但在提到吸收剂量时，必须要指明是那种辐射对何种物质造成的吸收剂量。辐射防护的量及其单位表6-2ICRP的剂量限值GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》对个人剂量限值的说明： 该剂量限值适用于在规定期间内外照射引起的剂量和在同一期间内摄入所致的待积剂量的和。 为确认是否遵守剂量限值，应利用规定期间内贯穿辐射所致的外照射个人剂量当量与同一期间内摄入的放射性物质所致的待积有效剂量的和（可以查GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准）。 而前面计算有效剂量E时，考虑的只是外照射的情况，因为绝大多数情况下只有外照射。 二者都是不可接受的下限值，而不是可以接受的上限值。 时间防护距离防护屏蔽防护2.辐射防护的基本方法二、工业辐射装置工作原理及防护（一）工业探伤机工作原理及辐射安全防护（二）同位素仪表工作原理及辐射安全防护（一）工业探伤机工作原理及辐射安全防护在施工中，用于检测探伤用的一般都是移动式的。χ射线探伤*三个主要部件： X线管 控制板 高压电缆X射线探伤设备*DiscussthemaincomponentsoftheequipmentDiscussapplicationofthedifferenttypesofequipmentpresentedintheslide(directional,panoramicandCPx-raydevices).Thepotentialforseriousinjurywhenusingx-rayequipmentisveryapparentwhenoneconsidersthedoseratethatx-rayequipmentcanproduce.AsanaRigaku250EGS2250kVpdirectionalx-rayunitoperatingat250kVpand5mAproducedadoserateinairofapproximately1.2Gy/minat30cm(with2mmAlfilter).Withonlythe1mmBewindowthedoseratewasapproximately10.6Gy/minat30cm.[Source:RadiationHealthBranch,DepartmentofHealthWesternAustralia]伽马探伤装置**“S”通道型探伤机结构原理美国铱-192880型焊接屏蔽容器S型钛合金管源辫柱塞锁锁结构贫铀屏蔽出口遥控连接器导向管连接器2.设备结构原理*源导向管出口屏蔽锁结构遥控手柄控制缆探伤装置源辫密封源（二）移动式探伤的辐射安全防护移动式探伤包括x探伤和γ探伤。移动式探伤的特点:没有固定的作业场所和屏蔽防护设施，工作人员只能通过增加操纵距离、利用地形地物屏蔽和缩短照射时间来达到防护的目的。此外，从事γ射线探伤时，必须注意放射源的安全运输和妥善保管。γ探伤机中的放射源多为Ⅱ类和Ⅲ类放射源。辐射防护的量及其单位1.距离防护对于职业工作人员，应尽可能增大与辐射源的距离，可采用远距离控制操作、使用长柄器械等。为了保证公众的安全，进行探伤作业前，必须先将工作场所划分为控制区和监督区，并设置警戒线和标志，设置明显的警告标识。探伤时间一般选在晚上为宜。在人员密集或来往频繁地区应设专人负责警戒，以防无关人员进入辐射现场。(2)监督区的确定取监督区空气比释动能率为2.5μGy/h。在实施探伤前必须根据作业条件划分出控制区和监督区，并在各自的边界上设置电离辐射警告标志。现场警示区域标识2.屏蔽防护一般屏蔽方式：采用简易屏障如铅防护屏、铅堡等进行防护。也可利用地形地物如钢板、墙体、工件等屏蔽。γ射线探伤现场不可忽视的屏蔽：注意在其上方工作的吊车司机、维修工和其它人员的安全，以及向天空散射对相临地区的影响，必要时也应给予屏蔽。3.时间防护不能采取远距离操作和屏蔽措施时，防护的办法是缩短或限制操作时间。时间防护措施： 操作必须十分熟练准确； 照射前做好全部准备工作。(二)同位素仪表的辐射安全防护 同位素仪表也称核辐射式检测仪表。它包括利用放射性同位素做放射源的各种检测和控制仪表。如放射性同位素厚度仪、料位计、密度计等。 由于放射源能发射出α、β、γ等射线，因此，必须加强同位素仪表的放射防护。 核检测仪表所用放射源多为Ⅳ类和Ⅴ类放射源。通常一个或多个仪器和探测器被用作“开/关”，用来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。物位测量仪LevelGauges源Sources*Forleveldetection,thebeamisusuallywellconfinedtothevolumeofthedetectortominimizescatter.Onesourcewithtwocollimators(oneatanangle)oraverticalfanbeamcanachievethesamepurpose.Themeansofattachingthesourcehousingsmustbesecureandabletowithstandtheenvironment.e.g.corrosion,heat,vibration,etc.固定核子测量－－料位计*Surveyofdoserates.Notedustyconditions(whichcanmakesourcelabelsandwarningsignsillegible)andtheareawarningsign.Accesstotheusefulbeamispreventedbythepipebetweenthehousingandthevessel.However,accessintothevesselformaintenancepurposesshouldbecontrolled.2.使用同位素仪表的安全防护同位素仪表的组成：一般由放射源、探测器、电信号变换器和显示装置等四部分组成。放射源是这种仪表的重要组成部分。(１)对放射源外防护铅罐的要求　　铅罐：放射源的防护容器对γ射线起屏蔽防护作用，同时也对内防护容器起保护作用。外防护容器一般用铅、铁或铅铁混合物等材料制成，俗称铅罐。对铅罐的要求： 一般要求有足够的厚度，照射孔的大小要适当。 距源铅罐1米处的照射量率小于100μR/h；在开箱时，要求小心观察铅罐开关。有开关的铅罐，应当配锁，以保证安全。(2)含密封源仪表的贮存要求： 建立密封源台帐明细，制定出入库登记，要定期清点放射源。 根据放射源情况，设计可靠的贮源室、贮源柜等。 贮源室应符合屏蔽防护要求，实行双人双锁管理。 贮源室应设置符合要求的贮源坑。贮源室应设置醒目的电离辐射警示标志。贮源室应有足够的面积，并保持良好的通风和照明。贮源室、贮源柜等均应有防火、防水、防爆、防腐蚀与防盗等安全措施。(4)放射源的安装调试安装调试步骤：放射源一般需单独固定安装，可以设置固定防护装置。安装调试前，应了解放射源的名称、规格、活度、出厂年月等等。对于调拨来的放射源，需要重新计算放射源的活度。先利用携带式γ辐射仪测定放射源铅罐表面、距源1米处、把手、吊钩、手柄等处的照射量率。制定出安装调试。安装调试时的安全防护工作：在γ源操作现场按可能的最低剂量划出警戒区；在其入口处设置明显的标志及控制区域范围；严禁非放射工作人员误入、误照。使用、维修中的辐射安全：仪表要至少每年进行一次设备防护性能及安全设施检验等。使用含密封源仪表的工作人员不能自行拆卸源与探测器系统，防止损坏放射源而造成泄露污染。在源附近长时间检修时，应将源锁在安全位置，必要时，可将源移至其他防护容器内暂时贮存。(5)放射源的更新 如因放射源的逐渐减弱而需要换放射源时，一般可请提供放射源的单位进行更换。 (6)加强放射防护管理A从事生产、使用、销售放射性同位素和含放射源的射线装置前，必须申请办理辐射安全许可证，在许可范围内从事工作。B使用单位及其主管部门负责管理本单位、本系统的放射防护工作： 指定有专业知识和管理才能的人员承担安全防护管理工作； 定期对本单位、本系统执行放射防护法规和标准的情况进行检查。 制定仪表操作规程和安全防护规定等规章制度，并严格执行。 对可能发生的密封源事故应有预防和应急救援措施。C操作人员根据本单位用源情况，及切实可行的屏蔽条件，采取各种有效的安全防护措施，使受照剂量控制在可合理达到的尽量低的水平。D密封源装置野外作业时，在有用线束投照方向应划定一定范围的控制区。E必须进行就业前和就业后的定期体格检查，以及安全防护和专业知识培训考核，合格者方可从事放射工作。F放射源应有专人负责管理。G放射源不再使用时，要存放在符合条件的源库中，加强安全保卫，防止丢失被盗，并及时返回生产厂家或送宁夏放射性废物库。谢谢！****DiscussthemaincomponentsoftheequipmentDiscussapplicationofthedifferenttypesofequipmentpresentedintheslide(directional,panoramicandCPx-raydevices).Thepotentialforseriousinjurywhenusingx-rayequipmentisveryapparentwhenoneconsidersthedoseratethatx-rayequipmentcanproduce.AsanaRigaku250EGS2250kVpdirectionalx-rayunitoperatingat250kVpand5mAproducedadoserateinairofapproximately1.2Gy/minat30cm(with2mmAlfilter).Withonlythe1mmBewindowthedoseratewasapproximately10.6Gy/minat30cm.[Source:RadiationHealthBranch,DepartmentofHealthWesternAustralia]**Forleveldetection,thebeamisusuallywellconfinedtothevolumeofthedetectortominimizescatter.Onesourcewithtwocollimators(oneatanangle)oraverticalfanbeamcanachievethesamepurpose.Themeansofattachingthesourcehousingsmustbesecureandabletowithstandtheenvironment.e.g.corrosion,heat,vibration,etc.*Surveyofdoserates.Notedustyconditions(whichcanmakesourcelabelsandwarningsignsillegible)andtheareawarningsign.Accesstotheusefulbeamispreventedbythepipebetweenthehousingandthevessel.However,accessintothevesselformaintenancepurposesshouldbecontrolled.