射線探傷輻射防護

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1、射線探傷輻射防護射線探傷輻射防護7.1 射線對人體的危害7.1 射線對人體的危害7.1.1 劑量單位7.1.1 劑量單位 常用的射線劑量單位有照射量、吸收劑量和劑量當量。然而照射量和吸收劑量是兩個物理意義完全不同的射線劑量單位，為了避免混淆，國際輻射單位與測量委員會（ICUR）建議在使用中劑量僅僅代表“吸收劑量”。1照射量（X）當 x（）射線通過空氣后會在其路徑上產(chǎn)生離子對，射線越強，產(chǎn)生的離子對就越多，為了度量 x 或射線對空氣電離能力的大小，引入了照射量這一物理量。照射量是 x 或射線通過單位質(zhì)量的空氣時所釋放的所有電子（正電子和負電子），被完全阻止于空氣中時，在空氣中形成的一種符號（正電

2、荷或負電荷）離子總電荷的絕對值。照射量的專用單位是倫琴（R）。1 倫琴相當于在標準狀況下（即在 0，1個大氣壓下），在 1cm3的干燥空氣中產(chǎn)生的同號電荷為一個靜電單位時照射量的大小。即：1 倫琴=1 靜電單位/1 厘米3空氣質(zhì)量 在國際單位制下：1 倫琴=2.5810-4庫侖/千克 倫琴這個單位在應(yīng)用中顯得太大，往往應(yīng)用毫倫和微倫單位，它們的關(guān)系為：1 倫（R）=103毫倫（mR）=106微倫（R）然而在實際工作中，我們關(guān)心的不僅是總的照射量的大小，有時更重要的是考慮單位時間內(nèi)的照射量，即照射量率。所謂的照射量率是指單位時間內(nèi)的照射量，單位倫琴/小時、毫倫/小時、微倫/小時及倫琴/秒等。照射

3、量這一概念，它只適用于 x 或射線對空氣的效應(yīng)，可我們所關(guān)心的又往往是人體組織對射線的吸收，所以我們引入了吸收劑量這一概念。2吸收劑量（D）當人體（或其它生物體）受到電離輻射時會吸收電離輻射（射線）的全部或部分能量，從而產(chǎn)生生物效應(yīng)，生物效應(yīng)的大小與吸收電離輻射的能量多少有密切關(guān)系。吸收劑量就是用來表征單位質(zhì)量的受照物體吸收電離輻射（射線）能量大小的量。吸收劑量不象照射量只適 X、射線，它適用于任何類型和任何能量的電離輻射。同時也適用于任何被照的物質(zhì)。其大小取決于電離輻射的能量和被子照物體本身的性質(zhì)，因此，在提及吸收劑量時，必須說明是什么物質(zhì)的吸收劑量。吸收劑量的專用單位是拉得（rad），1

4、拉得相當于每克被照體吸收 100 爾格的輻射能量，即：1 拉得=100 爾格/克 在國際單位制下：1 拉得=10010-7焦爾/10-3千克=10-2焦爾/千克 國際單位制下吸收劑量的單位為戈瑞（Gr），1 戈瑞=1 焦爾/千克，所以有：1 拉得=10-2戈瑞，或 1 戈瑞=100 拉得 同樣，在實際工作中經(jīng)常要使用毫拉得（mrad）和微拉得（rad），并引入了單位時間內(nèi)的吸收劑量即吸收劑量率的概念。1 拉得/小時=103毫拉得/小時=106微拉得/小時 3劑量當量（H）雖然吸收劑量與生物效應(yīng)有密切關(guān)系，但對于不同的輻射即使接收到了同樣的吸收劑量也會產(chǎn)生不同的生物效應(yīng)，所以，為了統(tǒng)一衡量和評價

5、不同種類電離輻射源對生物效應(yīng)的影響，引入了劑量當量的概念。劑量當量就是以 x 或射線對生物體的影響與其它輻射源相比較來評價不同輻射源對生物效應(yīng)的影響程度。不同源對生物效應(yīng)的影響程度用品質(zhì)因素來表示。劑量當量的單位是雷姆，1 雷姆（Ram）相當于吸收 1 拉得的 X 或射線引起的生物效應(yīng)。所以對于不同種類的輻射源不同照射類型時的劑量當量為：H=DQN （7.1）式中：H吸收劑量當量；D吸收劑量；Q源品質(zhì)因素；N修正系數(shù) 修正因素 N 是考慮到吸收劑量在時間及空間上分布不均而引起的一些修正因素的乘積。目前，國際放射防護委員會（ICRP）指定，對 x、射線，因為品質(zhì)因素 Q=1，修正因素 N=1，且

6、 Q 和 N 是無量綱的，因此、劑量當量和吸收劑量具有相同的數(shù)值和量綱。劑量當量的國際單位為希沃特（Sv），1 希沃特=1 焦耳/千克，所以有：1 雷姆=10-2希沃特 4照射量（x）與吸收劑量的關(guān)系 在實際工作中，我們用儀器測得的只是射線源的照射量，而人體組織對射線的吸收劑量不能用儀器直接測到。為了弄清吸收劑量的多少，就要弄清照射量與吸收劑量的關(guān)系。準確地講，照射量與吸收劑量是物理意義完全不同的兩個物理量，然而可以通過以下?lián)Q算找到在空氣中某點兩個量之間的量值關(guān)系。1 倫琴=0.00869 焦耳/千克=0.869 拉得 實質(zhì)上，吸收劑量不僅與照射量有關(guān)，還與被照對象有關(guān)，不同的被照物體在同樣的

7、照射量下可能會得到不同的吸收劑量，吸收劑量（D）與照射量（X）和被照對象的關(guān)系為：D=fX （7.2）式中 f 為換算因子，它是射線能量和被吸收體性質(zhì)的函數(shù)，不同射線能量、不同吸收體的換算因子不同。不同被吸收體接受的劑量當量與照射量之間的關(guān)系上為：H=fDQ (7.3)5照射量（X）與放射性強度關(guān)系 在實際工作中，對射線源，給定一個源往往是給了它以居里或毫克鐳當量為單位的放射性強度而不是照射量，那么它們之間有什么關(guān)系呢？（1）照射量的實驗測定，1 毫克鐳當量的射線源在空氣中距射線源 1cm 處的照射量率為 8.4 倫/小時，因此，照射量和照射量率與毫克鐳當量的關(guān)系為：2R40.8MXt 2R4

8、.8MP （7.4）式中 X照射量（倫）；M毫克鐳當量（mgRa）；R到點源的距離（cm）；P照射量率。t受照時間 （2）照射量與毫居里的關(guān)系 實驗證明照射量（X）與毫居里有如下關(guān)系：2RtATX （7.5）式中 A以毫居里為單位的射線源強度（mci）；T射線照射量率常數(shù)，不同源的 T 常數(shù)如表 9-3 所示。（3）毫克鐳當量與毫居里都是射線源放射性強度單位，毫克鐳當量與毫居里之間的關(guān)系可表示為：毫克鐳當量=毫居里 這里叫當量，它隨源種類而變。幾種常見的源的 T 常數(shù)和當量值如表 7-1 所示：表 7-1 常見源的 T 常數(shù)和當量表源名稱半衰期源能量T(Rcm2/hmCi)當量（mgRa/mC

9、i）60Co5.31.25MeV13.21.57137Cs300.662 MeV3.280.59192Tr750.31 MeV4.720.56179Tm1300.884 MeV0.0130.002 表中 T 單位為（倫。厘米2/小時。毫居里），為（毫克鐳/毫居里）7.1.2 輻射損傷7.1.2 輻射損傷 輻射損傷是一定量的輻射作用于肌體后，受照機體所引起的病理反應(yīng)。急性輻射損傷是由于一次或短時間內(nèi)受大劑量照射所致，主要發(fā)生于事故性照射，在慢性小劑量連續(xù)照射的情況下，值得重視的是慢性放射損傷，主要由于從事射線工作的職業(yè)人員平日不注意防護，較長時間接受超允許劑量所引起的。電離輻射不僅能引起全身急慢

10、性放射損傷，而且也能引起局部的皮膚損傷。輻射損傷與許多因素，如輻射性質(zhì)、劑量、劑量率、照射方式、機體的生理狀態(tài)等有關(guān)。1 輻射性質(zhì)。包括輻射的種類和能量。不同質(zhì)的輻射在介質(zhì)中的線能量轉(zhuǎn)移（LET）不一，所產(chǎn)生的電離密度不同，因而相對生物效應(yīng)有異。X 射線和射線的生物效應(yīng)基本一致。而中子和相比，由于中子的 LET 較大，所以中子產(chǎn)生的生物效應(yīng)比射線大。對同一種類型的輻射，由于射線能量不同，產(chǎn)生的生物效應(yīng)也不同。例如低能 x 射線造成皮膚紅斑所需的照射量小于高能 x 射線。這是因為 x 射線主要被皮膚所吸收，而高能 x 射線照射時，將能量同時分布到較深的組織中去的緣故。2 劑量。劑量與生物效應(yīng)之間

11、存在著復(fù)雜的關(guān)系。一般來說，吸收劑量越大，生物效應(yīng)也越大。以一次全身照射為例，不同劑量的照射對人體損傷可大致估計為：25 拉德以下一次照射，觀察不出明顯的病理變化；吸收劑量 50 拉德左右，可見一時性跡象變化；吸收劑量再大時便出現(xiàn)機能的和血象的改變，因個體差異有的可能表現(xiàn)出輕的輻射癥狀；一般 100 拉德以上引起程度不同（輕度、中度、極重度）的急性放射病。一次全身照射的半致死劑量約 500 拉德。如劑量達1000 拉德以上，受照者在一、二個月內(nèi) 100%死亡。幾千拉德的全身照射，可破壞中樞神經(jīng)系統(tǒng)而在幾分鐘至小時內(nèi)致死。3 劑量率。由于人體對射線的生物損傷有一定的恢復(fù)作用，故在受照總劑量相同時

12、，小劑量的分散照射比一次大劑量率的急性照射所造成的生物損傷要小得多。例如，若一生全身均勻照射的累積劑量為 200 拉德，并有會產(chǎn)生急性生物損傷，如一次急性照射的劑量為 2000 拉德，則可以產(chǎn)生嚴重的驅(qū)體效應(yīng)，在臨床上表現(xiàn)為急性放射病。因此，進行劑量控制時，應(yīng)在盡可能低的劑量率水平下分散進行。4 照射方式。分外照射和內(nèi)照射兩種。對于射線探傷者來說，主要是外照射。在外照射的情況下，單方向與多方向進行照射的生物損傷不一樣。一次照射與多次照射，或多次照射之間的時間間隔不同所產(chǎn)生的生物損傷也有差別。5 照射部位。生物損傷與受照單位有關(guān)，受照部位不同，產(chǎn)生的生物損傷也不同，例如以 600 拉德照射全身可

13、引起致死，而同樣的劑量照射手或足，可能不會產(chǎn)生明顯的臨床癥狀。在相同劑量和劑量率照射條件下，不同部位的輻射敏感性的高低依次排列為：腹部、盆腔、頭部、胸部、四肢。因此，要特別注意腹部的防護。6 照射面積。在相同劑量照射下，受照面積愈大，產(chǎn)生的效應(yīng)也愈大。以600 拉德照射為例，在幾平方厘米的面積上照射，僅引起皮膚暫時變紅，不會出現(xiàn)全射癥狀；受照面積增大到幾十平方厘米，就會有惡心，頭痛等癥狀出現(xiàn)，但經(jīng)過一個時期就會消失；若再增大受照射面積，癥狀就會更嚴重，如受照射達到全身的 1/3 以上，就有致死的危險。因此，應(yīng)盡量避免大劑量的全身照射。當然，照射面積的產(chǎn)生的影響同時還會與照射部位密切相關(guān)，如果受

14、照單位是重要的器官所在，即使是不面積的照射也造成該器官的嚴重損傷。7.2 安全防護原則及防護措施7.2 安全防護原則及防護措施 射線防護原則是：人體所接受的射線劑量當量在安全劑量當量（標準規(guī)定的容許劑量當量）以內(nèi)，確保人身安全。為了達到以上目的，通常我們采用以下三種措施使人體接受的射線劑量在安全劑量以下，即時間防護、距離防護和屏蔽防護。7.2.1 時間防護7.2.1 時間防護 因為在具有固定的劑量率（P）的區(qū)域里的工作人員，所接受的射線劑量（D）與他在該區(qū)域里停留時間（t）成正比，即：D=Pt (7.6)所以在照射率不變的情況下，為了使工作人員所接受的劑量當量滿足標準要求，可通過改變工作時間的

15、長短來控制接受的射線劑量，在平均劑量率比較大的場合，可由多個人員來接替工作，以確保每個工作人員均能在安全劑量下完成操作，起到安全防護的目的。7.2.2 距離防護7.2.2 距離防護 因為工作時人員距離放射源都較遠，可以把射線源看成是點源，對點源來說，在某點的射線強度與該點到源的距離平方成反比。如果有兩點分別距源為 R1和R2，它們的劑量分別為 D1和 D2 則它們之間有：212221RRDD (7.7)由此可見，當距離增大一倍時，射線劑量就減少到了原來的 1/4。所以實際工作中，在允許的條件下，往往通過增大到射線源之間的距離，以減少工作人員所接受的射線劑量，達到安全防護的目的。7.2.3 屏蔽

16、防護7.2.3 屏蔽防護 射線通過物質(zhì)后的衰減規(guī)律為：I=Ioe-T 屏蔽防護就是在射線源與人體之間加上一層吸收系數(shù)比較大的屏蔽板來減少射線強度，從而減少人體接受的射線劑量。這在有些實際工作中，如果受場地的限制，人與源之間的距離過近，時間又受工程進度及工藝要求的限制時，屏蔽防護時非常有效的一種防護方法。對于同樣的射線源，屏蔽層越厚，穿過屏蔽層后射線的強度就越小，所以可以通過選用不同厚度的屏蔽層來達到安全防護的目的。對于兩種不同的屏蔽層，如果：1T1=2T2 (7.8)則，它們會得到相同的防護效果。7.3 意外事故處理7.3 意外事故處理引起異常的或未預(yù)料到的輻射危害的任何情況，都叫放射事故。一

17、般的處理程序均應(yīng)包括如下內(nèi)容：1 事故發(fā)生后，當事人應(yīng)立即通知同工作場所的工作人員離開，并報告防護負責(zé)人及單位領(lǐng)導(dǎo)。2 由單位領(lǐng)導(dǎo)召集專業(yè)人員，根據(jù)具體情況迅速制訂事故處理方案。3 事故處理必須在單位負責(zé)人的領(lǐng)導(dǎo)下，在由經(jīng)驗的工作人員和衛(wèi)生防護人員的參加下進行。未取得防護監(jiān)測人員的允許不得進入事故區(qū)。除上述工作外，防護監(jiān)測人員還應(yīng)進行以下幾項工作；（1）迅速確定現(xiàn)場的輻射強度及影響范圍，劃出禁區(qū)，防止外照射的危害。（2）根據(jù)現(xiàn)場輻射強度，決定工作人員在現(xiàn)場工作的時間。（3）協(xié)助和指導(dǎo)在現(xiàn)場執(zhí)行任務(wù)的工作人員佩帶防護用具及個人劑量儀。（4）對嚴重的劑量事故，應(yīng)盡可能記下現(xiàn)場輻射強度和有關(guān)情況。并對現(xiàn)場重復(fù)測量，估計當事人所受劑量，根據(jù)受照射量情況決定是否送醫(yī)院進行 醫(yī)學(xué)處理或治療。各種事故處理以后，必須組織有關(guān)人員進行討論，分析事故發(fā)生原因，從中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，采取措施防止類似事故重復(fù)發(fā)生。凡嚴重或重大的事故，應(yīng)向上級主管部門報告。