放射源安全防护的几个问题

放射源安全防护的几个问题张永兴中国原子能科学研究院保健物理部内容放射性基本知识常用放射源分类放射源的应用放射源管理现状对放射源的防护放射源防护计算的几个问题放射性基本知识1.原子的基本结构中子质子电子图1原子结构放射性基本知识2.元素镧系元素锕系元素图２元素周期表放射性基本知识3.符号X：元素符号Ｚ：质子数（＝原子序数）Ａ：质子数和中子数总数（又叫质量数）如：放射性基本知识3.同位素表１.同位素放射性基本知识4.放射性衰变图3放射性衰变图放射性基本知识5.电离图4.电离过程图放射性基本知识6.辐射类型图5.外照射穿透能力：α，β，γ放射源分类按来源分类天然辐射源40K，238U（226Ra），232Th等人工辐射源（1850多种）a、利用235U，239Pu在核反应堆内进行核裂变反应产生的大量中子流轰击原子核，引起核反应，产生放射性核素；b、利用加速器产生的高能带电粒子轰击原子核，引起核反应；按防护管理分类第一类：极度危险；第二类：非常危险；第三类：危险；第四类：轻微危险；第五类：没有损伤危险。放射源分类放射源分类的归一化因子－－D值对每种放射性核素，计算了其D值，按源的活度A与D值比值，把放射源分为5类。Ⅰ类A/D≥1000Ⅱ类1000A/D≥10Ⅲ类10A/D≥1Ⅳ类1A/D≥0.01Ⅴ类0.01A/D豁免水平/D放射源分类上述分类推测排除了下列因素（1）排除了放射事故和恶意使用造成的社会经济后果；（2）排除了辐射的随机效应；（3）排除了医疗原因的故意照射。放射源分类放射源分类的归一化因子－－D值危险源分类定义:如果失去控制，产生的照射风险足以导致产生严重的确定性效应的放射源称为危险源。情景描述1.1个裸源，徒手携带1小时，衣兜携带10小时，或者放置在室内几天到几周。2.火灾、爆炸或人为活动使源散布，由吸入、食入和/或皮肤污染产生照射。放射源分类剂量准则1.低LET2天内骨髓1Gy，或肺6Gy；2.高LET吸入1年内肺25Gy；3.2天内，甲状腺5Gy；4.与组织接触（a）2cm深部剂量25Gy（衣兜内源）或（b）1cm对手25Gy坏疽；5.源体积大不能携带室内距离1m100小时骨髓剂量1Gy。放射源分类核素D值核素D值241Am6×10-2TBq125I2×10-1TBq252Cf2×10-2TBq131I2×10-1TBq60Co3×10-2TBq192Ir8×10-2TBq137Cs1×10-1TBq63Ni6×101TBq226Ra4×10-2TBq常见的人工核素ɣ源171055.6KXAlX2)(某核素的照射量率常数：当核素发射不止一种能量光子：KAlk2iaireniiiiiiEneWX)()/(41）（常见的人工核素中子源放射源的应用应用领域典型应用和放射源医用、卫生农林牧渔业食品和饮料卷烟轻纺纸和纸制品生产冶金木材加工印刷和出版橡胶生产探矿和采矿石油和煤炭加工业化工玻璃、水泥及其它非金属矿物加工业机械制造运输设备建筑水文公共工程、环保电力远距离辐照治疗肿瘤，接触和植入辐照治疗，骨质密度分析，甲状腺吸碘测量（低能光子）；辐照育种、杀虫、保鲜；测密度，厚度，料位，水分，磨损，消除静电，辐射加工；分析元素；应用α、β、ɣ、中子源；放射源管理现状全国目前废弃和使用的放射源共有142773枚，其中包括：西北处置场废源库已收贮的核工业系统8788枚废弃放射源，专项行动前全国城市放射性废物库收贮的14110枚废弃放射源，历史上北京市旧废物库和吉林省旧废物库已分别收贮的10595枚、1900枚废弃放射源，剩余的107380枚放射源分布在12412家涉源单位，其中在用源76767枚，闲置废弃源30613枚。放射源管理现状12412家涉源单位中仅有6746家持有卫生部门颁发的《放射性同位素工作许可证》，占全国涉源单位总数的54.4%。与2002年环保系统掌握的8300家涉源单位、86815枚废弃和使用的放射源相比，分别增加了4112家涉源单位和55958枚放射源。涉源单位数多的前三位省为山东、河北、江苏，分别为1066、798、776家；放射源总数多的前三位省（直辖市）为北京、四川、江苏，分别为17303、10135、7344枚放射源管理现状全世界有1000个以上60Co医疗放射源，每个源活度约2000Ci；大工业用源300个，源活度约1×104~1×106Ci，工业照相用源数万个，80%为192Ir,单个源活度为50~100Ci；工业检测源，约有数百万个，大多为60Co，241Am，137Cs，失控源达数百~几千。全世界有30000个核武器，军民用239Pu450t，HEU1700t。对放射源的防护（已知源）外照射防护时间防护；距离防护；屏蔽防护内照射防护围封；保持清洁和对被污染的空气、水和物体表面采取去污措施；制定适宜的管理规定和操作程序尽量减少吸入或摄入放射性物质；采用合适的个人防护器具；妥善储存放射性物品。对已知源的防护中的几个注意事项针对源项选择监测仪器按射线类型（α、β、ɣ、中子）、源类型（固体、液体、气体）、放射性活度大小，探测器的能量探测限、强度探测限，以及选择对相关源项灵敏度高的仪器；警惕大剂量造成的仪表堵塞监测仪表在工作状态无计数的一种情况是大剂量造成计数堆积使仪表堵塞，要特别警惕。建立定期监测及连续监测系统配备专业应急响应系统搜寻、防护失控放射源（未知源）用航空实时测量系统进行大面积搜索，快速发现高强度失控源、大面积污染（可发现0.1mCi的60Co源）；用车载实时测量系统进行搜索，能快速有效发现失控源，放射性异常（可发现0.1mCi的60Co源），并能进行现场应急处置；用便携式仪器对有放射性源的工作场所及附近区域的定期监测，能有效发现放射性异常（可发现10μCi的226Co源）；在放射性源生产、应用单位出入口、海关、机场、车站出入口安装连续监测仪器，能有效发现放射源的流失、流入。主要国家的航空伽玛谱仪系统装备与探测能力主要国家的航空伽玛谱仪系统装备与探测能力续表车载实时测量系统搜寻、防护失控放射源车载实时测量系统是搜寻、防护失控放射源的最有效的方法之一，其优势如下：能完成大范围近距离快速搜寻，在道路发达的城市更具优势；车内可装载探测效率较高的大晶体NaI闪烁能谱仪，进行实时能谱测量—快速搜寻的同时判断放射源种类；车内配备GPS导航，并有无线通讯设备与应急指挥中心联系；车内配备应急响应的必备设备，可完成事故现场紧急处理；车内还可配备多种辐射探测仪器，完成对α、β、ɣ、n的综合测量。放射源防护计算的几个问题介绍一种在屏蔽计算中较实用的蒙特卡洛程序—MCNP4BMCNP(MonteCarloN-Particles)是一个大型科学计算程序，用于处理连续能量，时间相关，三维几何，中子-光子-电子辐射输运问题，自1977年至今MCNP每2-3年便有一次大的升级，MCNP4B是1997年产品，所具有的功能如下：可处理三维复杂系统的输运问题，几何界面除任意平面和二阶曲面外，也可包括四阶椭环面；粒子输运方式：N、P、E、N-P、N-P-E、P-E、E-P；可处理的中子的能量范围是10-11-20Mev,光子和电子的能量范围是0.001-1000Mev；有多种物理量的选择；MCNP4B的用户只需填写输入卡，完成几何描述、源描述、输出物理量描述，很快便可得到准确度很高的粒子输运模拟结果，这种方法在屏蔽计算中有准确、高效、简单的优势。放射源的剂量计算（外照射剂量计算）α源的剂量计算α粒子在空气中的射程R=0.323E3/2(cm)β源的剂量计算中子的剂量计算ɣ源的剂量计算无防护屏蔽时ɣ剂量率有防护屏蔽时ɣ剂量率aμR22βmax4)ρμen(eR4πSZE101.4D2161035.6rAD),,(0ZdEBeIIdHDKHDKHitdRdteRSRDniremi,,,,2)()1(4)(放射源的剂量计算（内照射剂量计算）放射性源一般都是密封源，正常使用不会造成内污染，由于放射性源密封损坏造成吸入、食入、皮肤渗透、伤口进入人体时造成内照射。如果知道吸入、食入、皮肤渗透、伤口进入人体的量，可查表估算出，在一般情况下，内照射剂量计算是通过建立各种计算模型完成的，一般遵循下列步骤：H=A(DF)根据估算的目的确定模式；绘制方框图；选择转移参数；进行计算；对计算结果进行评价。