民用和安全设备无损检测辐射防护课件

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1、-1-,2020/9/26,民用核安全设备无损检测 第二章 辐射防护 技术质量部 吴明明,-2-,2020/9/26,原子和原子核,1、物质的构成 自然界的任何物质均由一种或几种元素构成。 构成某一元素的最基本的单位叫做该元素的原子。,-3-,2020/9/26,放射性和放射性核素,1、放射性和放射性核素 同位素 构成元素的最基本单位叫该元素的原子。把原子序数相同，而原子质量数不同的一类原子称为同位素。 放射性核素 核素分为稳定核素和不稳定核素。不稳定 的核素称为放射性核素。不稳定核素通过释放能量使原子核稳定的性质称为放射性。,-4-,2020/9/26,1、放射性和放射性核素,放射性衰变 不

2、稳定的核素发出射线释放能量，通过释放能量使原子核稳定的现象称为放射性衰变。放射性衰变分为衰变、衰变、衰变。 衰变 某种放射性核素放出粒子（42He）而转变为另一种原子核的过程，称为衰变。 衰变放射出的粒子携带的能量是单一的。一般放射性核素放射出的粒子的能量大致在48MeV之间，某些放射性核素可以同时放射出几种不同能量的粒子。,-5-,2020/9/26,1、放射性和放射性核素,衰变 某些放射性核素放出电子而转变为另一种原子核的过程，称为衰变。 衰变又分为+衰变和-衰变。 衰变放射出的粒子所携带的能量不是单一的，从0起一直到它的最大值之间是连续谱。平均能量近似为最大能量的1/3。 衰变 放射性核

3、素的原子核自较高的能级向较低能级（包括基态）过渡时，放射出电磁辐射的过程称为衰变。发出衰变时，核素原子序数和质量数不发生变化，只是能态发生跃迁，所以又称同质异能跃迁。此跃迁发射的射线又可能将其能量传给核外电子，所以衰变总是伴随衰变或衰变而发生。 射线能量是单一的，它的大小等于2个能级之差。,-6-,2020/9/26,1、放射性和放射性核素,放射性衰变规律 放射性是一些核素的基本特征，不受外界因素的影响。衰变的速率是由其本身的特性决定。放射性核素能自发的放出射线，并同时变为另一种核素。 半衰期是指一定数量的某种放射性核素的原子核数目衰减到它初始值的一半所需要的时间，通常用T1/2来表示，半衰期

4、是放射性核素的一个特征常数。它不随外界条件和元素的物理、化学状态的变化而改变。 放射性核素在衰变过程中遵从指数衰减规律 Nt=N0e-t 对于任何放射性核素，其衰变常数与半衰期T1/2的关系为：T1/2 =0.693/。,-7-,2020/9/26,1、放射性和放射性核素,射线与物质的相互作用及其生物效应： 电离和激发 带电粒子主要通过与物质原子核外的电子相互作用而失去能量。传给电子的能量可能产生电离或激发。如果电子获得的能量足够大，就会使核外电子完全脱离原子核的束缚而成为自由电子，这个过程称为电离，电离后的原子带正电荷，与逃出的自由电子合称为电子离子对。如果电子获得的能量不足以产生电离，只是

5、使电子从能级较低的轨道跃迁到能级较高的轨道，使原子处于激发态，这个过程称为激发。处于激发态的原子是不稳定的，它将通过跃迁而回到基态，多余的能量以X射线的形式释放。,-8-,2020/9/26,1、放射性和放射性核素,常见的电离辐射 粒子：由氦核组成的粒子流。射程短、穿透力弱，一张纸就可阻挡。 进入体内的核素发射的粒子可通过静电效应引起物质电离，产生的生物效应远大于粒子和射线。 粒子：由电子组成的电子流。在空气中的射程约几米，1cm的有机玻璃板就可阻挡掉。粒子也具有较强的电离作用，能发射粒子的核素进入体内，内照射危害较大。,-9-,2020/9/26,1、放射性和放射性核素,X和射线：是由强光子

6、流组成的电磁辐射。X和射线对人体的伤害主要是外照射伤害，穿透力极强。射程在理论上无穷大，用“半价层”来表示其穿透力。波长越短，穿透力越强。常用原子序数大，密度大的材料进行屏蔽。电磁辐射主要通过光电效应、康普顿效应和电子对效应将能量转移给被碰撞物质，散射电子而使物质电离。 中子：中子不带电荷，穿透力极强。在物质中与原子核碰撞而损失能量，并产生核反应或使某些原子核裂变为有放射性的核。它与轻核发生弹性散射几率较大，碰撞时能量损失较大，通常选用含较多氢元素的物质（水、石蜡）进行屏蔽。,-10-,2020/9/26,1、放射性和放射性核素,电离辐射对人体的危害 电离辐射对人体的损伤程度受辐射剂量剂量率、

7、射线种类、能量、传能线密度、辐射方式、辐照部位、面积及个体辐照敏感性影响。根据辐射效应发生的机制分为确定性效应和随机性效应。,-11-,2020/9/26,1、放射性和放射性核素,确定性效应 指效应的严重程度与受照射剂量有关的那些效应。在辐射防护实践中，认识确定性效应存在阈剂量。辐射防护工作人员可通过有效措施把受照射人员的剂量控制在某一阈剂量以下，从而达到防止受照射人员的特定组织或器官发生确定性效应的目的。 一般认为，性腺和眼晶体属于对辐射最敏感的组织。,-12-,2020/9/26,1、放射性和放射性核素,确定性效应主要阈值,-13-,2020/9/26,1、放射性和放射性核素,随机性效应：

8、减少剂量可以降低随机性效应的发生率，但是不能完全避免。随机性效应一般分为躯体效应和遗传效应。 躯体效应：分为早期效应和晚期效应。早期效应指在急性照射之后，几小时到几周内就出现的效应，按剂量大小、病理特点等可分为骨髓性放射病、肠型放射病和脑型放射病。按射线作用范围可分为全身和局部损伤两类。晚期效应指受照6个月以后出现的机体变化，临床表现主要有各种癌症、白血病、不育症及寿命缩短等。,-14-,2020/9/26,1、放射性和放射性核素,遗传效应：指电离辐射使受照者基因突变引起的生育方面的异常，以及造成后代的遗传性缺陷。 放射工作人员在工作中受到照射叫职业照射，不包括天然本底照射和医疗照射。放射性工

9、作属于有危害的工作，随着辐射防护水平的不断提高，放射性工作的安全性得到了很大的提高。,-15-,2020/9/26,2、人类生活环境中的放射性,常见人类活动所接受的照射,-16-,2020/9/26,2、人类生活环境中的放射性,根据放射性的来源分为：天然放射性和人工放射性。 天然放射性包括：宇宙辐射、地壳中的放射性物质和体内的放射性物质三方面。 宇宙辐射：主要来自星际和太阳，给人们造成的剂量大约为300Sv/年。 地壳中的放射性物质：主要来自土壤和岩石中的少量放射性元素铀和钍以及它们的子体产物，放射性核素的浓度与地理位置和地质构造有很大关系。,-17-,2020/9/26,2、人类生活环境中的

10、放射性,体内的放射性物质：人体内含有的微量放射性元素（C14和K40），此外氡和钍射气对人体内放射性也有显著贡献。某些建筑材料中释放出来的氡气使有些地区室内氡气含量过高。天然放射性核素对人造成的剂量平均达2300Sv/年左右。 人工辐射源包括：医疗照射、公众照射和职业照射三方面。,-18-,2020/9/26,2、人类生活环境中的放射性,医疗照射：包括放射性诊断和放射性治疗对患者产生的照射。医疗照射造成的剂量在人类受到的人工辐射源照射中居首位。 公众照射：由于工业生产、科学研究等导致公众接受的和公众本身家居生活、出外旅行所接受的辐射照射。主要来源有核工业、放射性同位素应用、燃煤、交通发展、混凝

11、土建筑等产生的公众照射。 核工业产生的公众照射远低于燃煤等产生的公众照射。,-19-,2020/9/26,2、人类生活环境中的放射性,职业照射：由于工作条件对从事该项职业的人员所产生的照射。 职业照射主要由三部分组成： 1）核工业工作人员所受照射 2）辐射和核技术应用工作人员所受照射 3）采矿和提炼工业工作人员所受照射 辐射和核技术应用中，潜在照射的危险很大，必须采取严格有效措施降低事故发生率；核工业的事故概率极低，但发生严重事故的可能性并不等于零，必须加强管理，防止事故的发生。,-20-,2020/9/26,2、人类生活环境中的放射性,我国不同职业工作人员受照人均个人剂量和集体剂量,-21-

12、,2020/9/26,3 、放射性衰变的物理量,放射性活度（A）：指放射性核素在单位时间内衰变的次数。活度的国际单位是贝可（Bq） ，1Bq=1核衰变/秒；常用单位是居里（Ci），1Ci=3.71010Bq。,-22-,2020/9/26,3 、放射性衰变的物理量,半价层和十分之一层 半价层：光子射线强度减弱一半时所需防护介质的厚度。 十分之一层：光子强度减弱到原来1/10时所需防护介质的厚度。 照射量：用来表示X或辐射在空气中电离能力的大小，国际单位制是库仑/千克（C/Kg）。惯用单位是伦琴（R），1R=2.5810-4 C/Kg,-23-,2020/9/26,3 、放射性衰变的物理量,吸收

13、剂量：表示在任何单位质量物质中，吸收各类电离辐射能量大小的物理量。国际单位是焦耳/千克（J/Kg），专用名称为戈瑞（Gy），惯用单位是拉德（rad），1Gy=100rad 剂量当量：等于反映特定类型辐射引起损伤能力的品质因子Q、该类型辐射的吸收剂量D和其他修正因子N的乘积。国际单位是焦耳/千克，专用名称为希沃特（Sv），惯用单位是雷姆（rem），1Sv=100rem。,-24-,2020/9/26,3 、放射性衰变的物理量,剂量率：通常用单位时间的剂量当量来表示，mSv/h、Sv/h或rem/h、mrem/h；也可用单位时间的吸收剂量来表示，mGy/h、 Gy/h或rad/h、mrad/h。,

14、-25-,2020/9/26,二、辐射防护的目的、原则和标准,辐射防护目的 防止有害的确定性效应的发生，并将随机性效应的发生几率降低到合理可行尽量低的水平。 辐射防护原则：辐射实践的正当化、辐射防护的最优化、个人剂量限制 辐射实践的正当化：只有该实践的利益大于所付出的代价时，才能认为该实践是正确的。通常要综合考虑政治、经济、社会等方面的因素。,-26-,2020/9/26,2、辐射防护原则,辐射防护的最优化（ALARA）：最优化是指应避免一切不必要的照射，在考虑到经济和社会因素的条件下，使所有辐射照射都保持在合理可达到的尽量低的水平 （As Low As Reasonably Achievab

15、le）。 个人剂量限制：用剂量限值对人员所接受的照射加以限制，每一工作人员都不得超过规定的个人剂量限值，从而达到保护个人的目的。,-27-,2020/9/26,2、辐射防护原则,职业照射剂量限值：03年04月01日新的国家标准规定， 个人职业照射限值为连续5年的年平均有效剂量不得超过20mSv；五年中的任何一年都不允许超过50mSv（不包括天然本底和医疗照射）。 个人剂量限值：个人有效剂量的管理目标通常为每年不超过20mSv。 调查水平：外照射剂量每日为1 mSv，内污染为年摄入量限值的1%。,-28-,2020/9/26,2、辐射防护原则,预警水平：年预警水平为10mSv，单次大修预警水平为

16、4mSv。 干预水平：外照射剂量每日为2mSv，外照射剂量每12个月15mSv。内污染干预水平为3 % 年摄入量限值。,-29-,2020/9/26,3、辐射防护相关法规、标准介绍,法律 中华人民共和国放射性污染防治法 中华人民共和国职业病防治法 行政法规 放射性同位素与射线装置安全和防护条例 中华人民共和国民用核设施安全监督管制条例 核电厂核事故应急管理条例 中华人民共和国核材料管理条例,-30-,2020/9/26,3、辐射防护相关法规、标准介绍,部门规章 放射性同位素与射线装置安全许可管理办法 核与放射事故管理规定 放射工作人员健康管理规定 核动力厂设计及运行安全规定 放射性物质运输管理办法,-31-,2020/9/26,3、辐射防护相关法规、标准介绍,技术标准 GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准 GB11806-2004放射性物质安全运输规程 GB14500-2002放射性废物管理规定 GBZ98-2002放射工作人员健康标准 GBZ113-2002电离辐射事故干预水平及医学处理原则,-32-,2020/9/