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1、 清华大学 工业辐照装置的防护与安全 清华大学 一、工业辐照概述 二、 辐射装置 的 安全与防护 三、电子加速器装置的安全与防护 四、职业照射和公众照射 五、事故案例与教训 内容 清华大学 1、工业辐照 2、工业辐照的应用现状 工业辐照概述 清华大学 概 述 工业辐照的概念 工业辐照，又称 辐射加工 ，是指利用电离辐射与物质相互作用产生的物理效应、化学效应和生物效应，对物质和材料进行加工处理的一种核技术。 （ 1）消毒医疗用品（灭菌）； （ 2）提高农作物产量、食品质量和储存食品； （ 3）得到优质的化工产品、新材料或材料改 性； （ 4）处理工业三废等。 清华大学 概 述 工业辐照的辐射源
2、工业辐照的辐射源可以分为两大类： （ 1） 辐射源，包括钴 60和铯 137。 （ 2）加速器辐射源，包括电子束和 X射线 。 清华大学 工业辐照的应用现状 据不完全统计，全世界现有大型 辐照装置 210多座，总装源量超过 7.4 1018Bq(2亿 Ci)。其中，我国自主设计装源能力 1.11 1016Bq(30万 Ci) 以上的工业 辐照装置约 56座 , 总设计装源能力1.48 1018Bq。其他各类 辐照装置（包括研究用钴源） 130余座。 正在使用的电子束设施超过 1300 台。 清华大学 伽马辐照装置 湿式贮源辐照装置全景图 干式贮源辐照装置全景图 清华大学 电子束辐照装置 清华大
3、学 工业辐照的应用现状（续） 医疗器械的灭菌消毒 材料辐照改性 食品保鲜 环境治理 其他 概 述 清华大学 1、 辐照装置的分类 2、 辐照装置的组成 3、 辐照装置的防护与安全 辐照装置 的防护与安全 清华大学 1、 辐照装置的分类 清华大学 国际原子能机构安全丛书 No.107 “射线和电子束辐照装置的辐射安全”（ 2006版）以及国家强制性标准 辐照装置设计建造和使用规范 （ GB17568-2008），根据辐照装置的设计，尤其是放射源的出入口控制和屏蔽，将 辐照装置分成以下四类： 清华大学 第 I 类 自屏蔽 干法贮源辐照装置 结构设计使得 人身体 不可能 进入 密封源和正在进行辐照的
4、空间。 国际原子能机构安全丛书 107 在任何时间都被屏蔽 ; 完全 密封于 由固体材料制造的干式容器中； 清华大学 第 II 类 固定源室干法贮源 辐照装置 受控人员可进入的辐照设施，其中的密封源是 : 不使用时 是完全屏蔽的 ; 照射是在辐照室中进行的，而辐照室通过入口控制系统 保证在照射时人员不能进入。 国际原子能机构 安全丛书 107 密封于由固体材料制造的干式容器中 ; 清华大学 固定源室干法贮源辐照装置 人员进入门 控制台 源架 转台 清华大学 第 III 类 湿法贮源水下辐照装置 一种辐照装置，其中的密封源是 : 样品或容器 缆绳 去离子水池 大约7 m 源架 源棒 在任何时候都
5、是密封的 , 结构设计和正确的使用方式使得人员进入密封源和正在进行辐照的空间 受到限制 国际原子能机构安全丛书 107 放在一个 注满水 的存放池中 , 清华大学 第 IV 类 固定源室湿法贮源 辐照装置 人员进入受到控制的辐照设施，其中的密封源是 : 不使用时 是完全屏蔽的 ; 照射是在辐照室中进行的，辐照室通过一个入口控制系统 保证在照射时人员不能进入。 国际原子能机构安全丛书 107 放在一个 注满水 的存放池中 ; 清华大学 固定源室湿法贮源 辐照装置 2 m 水泥屏蔽体 升降缆 源升降气缸 源的运输容器入口 产品输送带 屏蔽水池 导向缆 控制台 源的排列 (安全位置 ) 人员进入门
6、源运输容器 清华大学 2001-12- 8 2、 辐照装置的组成 清华大学 辐射源 源架及其操作系统 屏蔽防护系统 辐照货物传输系统（ 此处不讲 ） 控制系统 剂量系统 安全联锁系统 通风系统 水处理系统 清华大学 辐射源 辐照装置的组成 表 1 辐射源特性表 放射源 射线 种类 能量 /MeV 半衰期 /年 比活度 /PBqkg-1 自吸收 每千瓦能量 所需强度 /PBq 钴 -60 铯 -137 1.17/ 1.33 0.66 5.27 30.2 11.1 4.44 0.89 10% 30 50% 2.48 11.1 清华大学 Nickel plated 60Co pellets High
7、 specific activity 60Co pellets Stainless steel spacers customized to source volume Double encapsulation in low carbon stainless steel Special assembly procedure ensures uniform source density Heliarc welding 辐射源 清华大学 放射源的分类 辐照装置的组成 核 素 名 称 I类源 （ Bq） II类源 （ Bq） III类源 （ Bq） IV类源 （ Bq） V类源 （ Bq） Co-60
8、 3 1013 3 1011 3 1010 3 108 1 105 Cs-137 1 1014 1 1012 1 1011 1 109 1 104 清华大学 源架及其操作系统 源架是为盛载和布置放射源以形成特定辐射场的专用设备 ,一般由不锈钢材料制造。 对源架的基本要求： (1) 放射源能安全可靠地装载在源架上； (2) 放射源的装卸方便；(3) 保证放射源不受机械损伤； (4) 提出水面后能迅速排空积水； (5) 源架的容量应该按装置最大装源能力设计 ,并要适当的考虑每年的补充量； (6) 为了保护源架的安全，应设有防止辐照物碰撞的保护装置 。 清华大学 源架及其操作系统 （续） 常用的源架
9、类型： (1) 线源 (2) 筒状源 (3) 单板源 (4) 双板源 清华大学 源 架 筒心源架 单板源架 清华大学 源架升降系统 源架的升降通常是用钢丝绳通过滑轮引出辐照室 , 由升降操作系统在辐照室外完成的。源升降机具有以下功能： (1) 源架在井下存放位置和井上工作位置的定位；(2) 给出源架位置的指示； (3) 驱动系统的过力矩保护； (4) 断电自动降源； (5) 源架迫降； (6) 建立以升降源为中心的安全联锁 。 源架升降系统按驱动方式分为电动、液压和气动三种类型。目前采用气动及液压驱动较多。 清华大学 屏蔽防护系统 辐照室主防护墙的屏蔽设计 辐照室迷道的屏蔽设计 辐照室屋顶的屏蔽设计 贮源水井深
