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1、1 内外照射的特点 照射方式辐射源类型危害方式常见致电离粒子照射特点 内照射多见开放源电离、化学毒性、持续 外照射多见封闭源电离高能、质质子、X、n间断 粒子的防护 Alpha particles can be blocked by A sheet of paper One or two inches of air The outer layer of the skin Thus, materials that emit alpha radiation are only dangerous if inhaled or ingested (where they can be next to bi
2、ological tissue) 射线的防护 Beta particles can be blocked by A thin aluminum plate Several feet of air The first few layers of the skin Thus, beta particles are dangerous if inhaled or ingested and to the cornea（角膜）, where they can cause cataracts （白内障） 射线的防护 Gamma particles can be blocked by A couple in
3、ches of lead A few feet of concrete Thus, care must be taken to shield oneself from gamma radiation X-rays are similar to gamma rays but do not penetrate as far-you are probably safe if separated by a normal wall 由于射线贯穿能力的限制，可以构成外照射的射 线包括：中子、及X射线、较高能量的射线 8 主要内容 7.1 外照射防护的一般方法 X、射线的外照射防护 7.2 剂量率的计算 7
4、.3 x、射线在物质中的减弱规律 7.4 x、射线的屏蔽计算 7.5 带电粒子外照射剂量计算及防护 中子剂量计算及防护 （第八章） 第一节 外照射防护的一般方法 外照射防护的基本原则 外照射防护的基本方法 屏蔽材料的选择原则 确定屏蔽厚度所需用的参数和资料 外照射防护的基本原则 内外照射的特点 外照射防护的基本原则： 尽量减少或避免射线从外部对人体的照射，使之所受 照射不超过国家规定的剂量限值。 照射方式辐射源类型危害方式常见致电离粒子照射特点 内照射多见开放源电离、化学毒性、持续 外照射多见封闭源电离高能、质质子、X、n间断 外照射防护的基本方法 外照射防护三要素： 时间、距离、屏蔽 外照射
5、防护的基本方法 1.时间防护法 累积剂量与受照时 间成正比 措施： 充分准备，减少受 照时间 外照射防护的基本方法 2. 距离防护法 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。 外照射防护的基本方法 3. 屏蔽防护法 措施：设置屏蔽体 辐射源的类型、射线 能量、活度 屏蔽材料的选择和厚 度的计算： 注意散射和孔隙泄漏 屏蔽材料的选择 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
6、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 确定屏蔽厚度所需用的参数和资料 有关问题主要考虑的参数 辐射源（或装置）辐射类型、能谱、角分布、发射 率、活度或工作负荷等 辐射场辐射场空间分布、距离、居留因 子 屏蔽层外表面剂量 控制参考值 根据相关标准推算出控制区、监 督区边界的剂量控制值 屏蔽层厚度选择适当的材料，根据透视比确 定屏蔽层厚度 确定屏蔽厚度所需用的参数和资料 居留因子T种类举 例 T1全居留 值班室、控制室、工作室、实验室
7、、车间、放 射工作人员经常用的休息室；宿舍；儿童娱乐 场所；宽得足以放办公桌的走廊；暗室。 T1/4部分居留 容不下放办公桌的走廊；杂用房；不常用的休 息室；有司机的电梯；无人看管的停车场。 T1/16偶然居留 候诊室；厕所；楼梯；自动电梯；储藏室；人 行道、街道。 第二节 X、射线的外照射防护 X、辐射源及辐射场 剂量率的计算 、射线在物质中的减弱规律 、射线的屏蔽计算 X、辐射源及辐射场 （一）X射线机 X射线在医学中的应用 X X 射线透射线透视 X X 射线射线摄影 X线计算机体层成像（X-CT） （二）辐射源 1.点源 距离比源本身的几何尺寸大10倍以上（5 -7倍）。 2.非点源：
8、 实际工作中，不能被当做点源的辐射源 计算外照射剂量，必须考虑源的形状、体积、源体积内 的散射和自吸收等 任何非点源都可以分割成足够数目的点源 X、辐射源及辐射场 剂量率的计算是屏蔽设计的基础 。 1放射性活度： 2吸收剂量率 3比释动能率 剂量率的计算 一、放射性活度 用于表征某一物质中放射性核素总数的量度。 式中：dN是在时间间隔dt内，该核素发生核跃迁次数的 期望值。 单位：贝可勒尔（Becquerel）；符号Bq。居里：Ci 1 Ci = 3.71010 Bq 例1 226Ra的半衰期为1602年，1g 226Ra的放射性活度 为多少？ 1g 226Ra的原子个数为： 二、吸收剂量率
9、空间任意一点的光子注量与吸收剂量之间的关系： 射线在注量率为的某一点处空气中产生的吸 收剂量率 Gy/s 射线在计算剂量点处的剂量率 该种能量的射线在空气中的质能吸收系数 E射线的能量 二、吸收剂量率 空间任意一点的光子注量与吸收剂量之间的关系： 例2在工作场所某点处，用仪器测得能量为1.00MeV 的射线的注量率为3.1 107（m-2s-1），计算此点在 空气中吸收剂量率。 查表得： 若已知空气中某一点的吸收剂量率，可用下式计算同 一点其它物质的吸收剂量率： 二、吸收剂量率 研究辐射在该物质中的质能吸收系数 研究辐射在空气中的质能吸收系数 研究辐射在空气中的吸收剂量率 研究辐射在该物 质中
10、的吸收剂量 率 二、吸收剂量率 照射量率常数 三、比释动能率 比释动能率常数 三、比释动能率 例3计算活度为3.7 1010Bq的60Co点源在1m远处空气 中产生的比释动能率为多少？ 上节回顾 四、非点源剂量率的计算 辐射源大小、形状差别，不能简单视为 点源； 进行积分计算； 还要考虑源本身的吸收和散射的影响； 线源情况下，当距离比辐射源本身尺寸大5倍以上时 ，将其视为点源引入的误差在0.5以内。 1、32P的半衰期是14.3 d, 1g 纯32P的放射性活度是多 少贝可(Bq)？ 2、在距辐射源某点处，用仪器测得能量为1.50MeV 的射线的注量率为2.1 107（m-2s-1），计算此点
11、 在空气中吸收剂量率。 2、计算距活度为3.71010Bq的137Cs放射源1米处肌 肉组织的吸收剂量率。 2、计算活度为3.7 108Bq的198Au点源在0.8m远处空 气中产生的比释动能率为多少？ 随堂作业 宽束与窄束 射线通过物质后，有两部分组成。一部分是发生一次或 多次康普顿散射的散射光子，其能量和方向都会发生变 化，即射线束会发散变宽，称为“宽束”；一部分是没 有发生康普顿散射的光子，能量与方向均无变化，仍以 原来的方向前进，射线束并不变宽，称为“窄束”。 、射线在物质中的减弱规律 窄束X或射线的减弱规律 窄束单能或射线在物质中的减弱规律 线衰减系数，cm-1。 低能光子更易被高Z
12、物质吸收； 存在一个能量点，值值最小。 窄束X或射线的减弱规律 两个概念 能谱的硬化： 随着通过物质厚度的增加，不易被减弱的“硬成 分”所占比重越来越大的现象。 平均自由程： 线减弱系数的倒数称为光子在物质中的平均自由程。即 =1/。表示光子每经过 一次相互作用之前，在物质中所 穿行的平均厚度。如果d，即厚度等于一个平均自由 程，X或射线被减弱到原来的e-1。 康普顿效应占优时，估算类似材料之间的厚度转换， 宽束X或射线的减弱规律 宽束射线在物质中的减弱规律将窄束减弱规律加以修 正： 线衰减系数，cm-1。 宽束X或射线的减弱规律 B积累因子（build-up factor) 描述散射光子影响
13、的物理量。表示某一点散射光子数所 占份额。 B取决于：源的形状，光子能量，屏蔽材料的原子序数 ，屏蔽层厚度，屏蔽层的组合及照射的几何条件 给给定辐辐射源和屏蔽介质质的话话，只与光子能量E 和介质质 厚度（平均自由程数d）有关，即B（E，d）。 （1）查表法；(书上附表4、5) 单层介质，B值的确定 单层介质，B值的确定 （2）公式法 多层介质的累积因子 两种介质的原子序数相差不大 两种介质的原子序数相差很大， 1）低Z介质在前，高Z介质在后： 2）高Z介质在前，低Z介质在后： 能量低时， 能量高时， 排列屏蔽材料时，应低Z在前，高Z在后 铅铅：原子序数、密度大， 对对低能和高能的X或射线线有很
14、 高的减弱能力，但在1Mev到几Mev的能区，减弱能力最差 缺点：成本高，结结构强度差，不耐高温。 铁铁：屏蔽性能比铅铅差。但成本低，易获获得，易加工。 混凝土：价格便宜，结结构性能良好。多用作固定的防护护屏 障。 水：屏蔽性能较较差，但有特殊优优点：透明度好，可随意将 物品放入其中。常以水井、水池形式贮贮存固体辐辐射源。 和射线的屏蔽计算 利用宽束减弱规律计算屏蔽 查表、查图法 例4利用水井法储存一个活度为1.2 1014Bq的60Co 源，要求水井表面的剂量率不大于110-2mGy/h。为 安全起见引入2倍安全系数，试求井水的最小深度？ 1）减弱倍数K 辐射场中某点处没有设置屏蔽层时的当量
15、剂量率 H(0)，与设置厚度为d的屏蔽层后的当量剂量率H(d) 的比值。 表示屏蔽材料对辐射的屏蔽能力，无量纲。 附表6-14 （2）透射比 辐射场中某点处设置厚度为d的屏蔽层后的当量剂 量率H(d)，与没有设置屏蔽层时的当量剂量率H(0) 的比值。 表示辐射透过屏蔽材料的能力，无量纲。 附图1-6 3）半减弱厚度与十倍减弱厚度 （1）半减弱厚度1/2：half value thickness 将入射光子数（注量率或照射量率等）减弱一半所需的屏 蔽层厚度 （2）十倍减弱厚度1/10 ：tenth value thickness 将入射光子数（注量率或照射量率等）减弱到十分之一所 需的屏蔽层厚度 1/2、 1/10 并不是绝对的常数 例5将60Co和137Cs 源所产生的剂量率减弱104倍所 需铅屏蔽层的厚度为多少？ 将50MV的射线源所产生的剂量率减弱108倍所需铅 屏蔽层的厚度为多少？ 随堂作业 对波长为1.5410-10m的射线，铝的线性吸收系数为 132cm-1，铅的线性吸收系数为2610cm-1 ，要和1mm 厚的铅层达到同样的屏蔽效果，铅板的厚度应为多大 ？ 已知；铝对波长为0.710-10m的射线的质量吸收系 数为0.5m2 kg-1，铝的密度为2.7103kg m-3。若要 使波
