核与辐射安全-5

核与辐射安全第五章使用密封源的安全•5.1放射源及其分类•5.2密封源及其分类•5.3密封源的选择和设计原则•5.4密封源的安全使用方法•5.5屏蔽放射源及其分类放射源：用放射性物质制备的小型紧凑的射线源的通称，是用天然或是人工放射性核素制成的、以发射某种辐射为特征的制品。基本特点：能够不断地提供有使用意义的辐射。辐射源：用于γ辐射照相探伤、放射治疗、辐射加工和辐射效应研究等目的的γ放射源的专称。5.1放射源及其分类放射源分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类。–参照国际原子能机构的有关规定–按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，从高到低–V类源的下限活度值为该种核素的豁免活度–上述分类原则也对非密封源适用。Ⅰ类放射源---极高危险源–没有防护情况下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡;•放射性同位素热电发生器（RTGs）；•辐照装置；•远距离放射治疗仪；•固定多束远距离放射治疗仪（伽马刀）Ⅱ类放射源---高危险源–没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人死亡;•工业伽马照相；•高/中剂量率近距离放射治疗仪5.1放射源及其分类Ⅲ类放射源--危险源–没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡–固定工业测量仪•强源料位计•挖泥机测量仪•装有高活度源的传送带测量仪•核子秤•螺旋管道测量仪–测井测量仪5.1放射源及其分类Ⅳ类放射源---低危险源–基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤•低剂量率近距放射治疗仪（治眼源与永久植入源除外）•厚度计•料位计•可携式测量仪（即湿度计、密度计）•骨密度测量仪•静电消除器5.1放射源及其分类•Ⅴ类放射源---极低危险源–不会对人造成永久性损伤。•低剂量率近距放射治疗仪（如治眼源与永久植入源）•X射线荧光分析仪•电子俘获装置•穆斯堡尔谱仪•正电子发射断层摄影术（PET）检查仪5.1放射源及其分类第五章使用密封源的安全•5.1放射源及其分类•5.2密封源及其分类•5.3密封源的选择和设计原则•5.4密封源的安全使用方法•5.5屏蔽5.2密封源及其分类放射源非密封放射源密封放射源绝大多数工、农和医学用放射源实验室用、强度较低的放射源密封源是封装在包壳里的或紧密的固结在覆盖层里并呈固体形态的放射性物质。密封源的包壳层应具有足够的强度，使源在设计使用条件和磨损的条件下，以及在预计的事件条件下，均能保持密封性能，不会有放射性物质泄漏出来。密封源镀镍钴颗粒高活度钴-60丸不锈钢垫片低碳不锈钢双封装特殊的封装确保源的均匀性氩弧焊密封源的分类按放射源的几何形状分类：点源，线源，面源，圆柱体源，圆环源，针状源，棒状源等按活度的不确定度分类：检查源、工作源、参考源、标准源等密封源的分类按用途分类：医疗用、工业照相（探伤）用、核仪表用、放射性测井用、放射性测量及仪表刻度用等。按辐射的射线分类：α源，β源，γ源，低能光子源和中子源等密封源的分类α放射源用途：烟雾报警器、静电消除器和放射性避雷等的离子发生器。常用核素：210Po、238Pu、239Pu、241Am、238U、235U等。密封源的分类密封源的分类α放射源活度104~3.7×109Bq,α粒子能量一般低于7MeV，空气中的射程小于6cm,穿不透皮肤角质层，没有外照射危险。绝大多数α核素属于极毒或是高毒核素，即使摄入体内的量极少，也会造成严重的内照射。密封源的分类α放射源使用α放射源注意事项：1.保护源的密封性；2.防止源丢失或被盗；3.没有价值的废源，应按规定处理，不能随便拆开或扔掉。密封源的分类β放射源用途：β活度测量、β能量响应刻度的参考源和工作源，放射性测厚仪，皮肤科敷贴器等。常用核素：3H、14C、58Co、60Co、63Ni、85Kr、90Sr-90Y、204Tl等。密封源的分类β放射源穿透能力比同样能量的α粒子约强100倍，能量超70keV的β粒子可穿透皮肤表层，故应考虑外照射的防护。β放射性核素衰变时，常伴有γ辐射或其他形式的光子。β粒子穿过周围物质时产生轫致辐射。密封源的分类使用β放射源注意事项：1.注意γ光子的防护；2.减小轫致辐射的影响；3.屏蔽β射线应选用低原子序数的材料，以减少轫致辐射，外面再用高原子序数的材料屏蔽轫致辐射和其他γ光子。β放射源密封源的分类低能光子源低能光子源：利用发射低能γ射线和X射线的放射性核素，或利用辐射体与耙物质产生轫致辐射制成的源。用途：厚度计、密度计、X射线荧光分析仪等。常用核素：55Fe、57Co、125I、238Pu、241Am等密封源的分类低能光子源骨密度仪低能光子源（Am241放射源）密封源的分类使用低能光子源注意事项：1.注意可能存在的高能γ射线和轫致辐射的影响；2.238Pu、241Am等制成的低能光子源，活度较高时，不可忽视自发裂变和(α，n)反应产生的中子；3.对低能光子散射的防护。4.低能光子源常用铍窗密封，铍不耐酸、碱腐蚀，也不耐水，使用和存放时注意防潮，以免铍窗变质。低能光子源密封源的分类γ放射源—使用最多的放射源！用途常用核素活度范围/Bq(Ci)辐照装置60Co、137Cs1014(≈3×103)核仪表60Co、137Cs、192Ir、170Tm、152Eu、241Am等108~2×1012(3×10-3~6×101)工业照相60Co、137Cs、192Ir、170Tm等109~1013(3×10-2~3×102)医疗照射60Co、137Cs、226Ra、192Ir、198Au等108~6×1014(3×10-3~1.6×104)仪表刻度、检查60Co、137Cs、226Ra、241Am等106~1014(3×10-5~3×103)表4.1γ放射源的主要用途密封源的分类γ射线探伤仪γ放射源头部γ刀-立体定向放疗装置密封源的分类60Co仪表源钴-60/铯-137血液辐照源γ放射源密封源的分类γ放射源钻井测量密封源的分类γ放射源γ射线的贯穿能力很强，使用放射源主要防止外照射。1.固定场所使用时，利用建筑物的墙和门进行屏蔽，是屏蔽墙外人员所受照射低于规定的剂量限值。2.设有可靠的安全联锁装置，设置警告信号和标志，防止人员误入辐照室造成误照射。3.源的使用场所经常变化，可临时用栏杆、绳子或其他障碍物围起来。密封源的分类中子源用途：地质勘探、活化分析、辐射育种、湿度测量和科学研究等领域有广泛应用。常用中子源：镭-铍中子源、镅-铍中子源、钋-铍中子源、钚-铍中子源等自发裂变中子源：252Cf（锎）,产额高、体积小、可制成点源，应用广泛。密封源的分类中子源252Cf中子源后装治疗系统中子刀治癌（252Cf）密封源的分类中子源中子的贯穿能力很强，着重外照射的防护防护方法：用石蜡、聚乙烯等含氢较多的物质，将中子慢化，然后用吸收截面大的物质（如锂、硼等）吸收慢中子对中子源的屏蔽要进行中子和γ射线的混合屏蔽。第五章使用密封源的安全•5.1放射源及其分类•5.2密封源及其分类•5.3密封源的选择和设计原则•5.4密封源的安全使用方法•5.5屏蔽5.3密封源的选择和设计原则密封源必须密封在具有足够强度的包壳或容器中防腐、抗热性能；放射源活度尽可能小；放射源的材料应选择毒性低的核素，物理化学性质很稳定；密封源需有明显标记，易于辨认和了解源的性质和含量；定期检查是否有沾污和泄漏。第五章使用密封源的安全•5.1放射源及其分类•5.2密封源及其分类•5.3密封源的选择和设计原则•5.4密封源的安全使用方法•5.5屏蔽5.4密封源的安全使用方法放射源放在固定的位置，放射源的清单应妥善保存。若怀疑放射源丢失必须立刻报告主管辐射防护人员，如证实放射源已丢失，应立刻报告主管部门；使用密封源时，应按照辐射防护的基本原则，采用屏蔽防护、距离防护或限制工作时间等综合的防护措施，使工作人员受到的辐射照射减少到可合理达到的尽量低的水平。5.4密封源的安全使用方法外照射防护的一般方法1.时间防护法在一定的照射条件下，受照射的剂量大小与受照射时间成正比。事先做好操作计划，加强操作过程的监督，控制受照射时间。5.4密封源的安全使用方法外照射防护的一般方法2.距离防护法外照射剂量直接与距辐射源的距离相关点源，照射剂量与距离的平方成反比利用加大距离的操作工具实现5.4密封源的安全使用方法外照射防护的一般方法3.屏蔽防护法在源和人之间插入必要的吸收物质，使得屏蔽层后面的辐射场强度降低到所要求的水平。屏蔽体可以是固定式的，也可以是移动式的。屏蔽体的选材，可以根据所要达到的屏蔽效能、工作空间大小、结构性能要求、成本等因素来选择。第五章使用密封源的安全•5.1放射源及其分类•5.2密封源及其分类•5.3密封源的选择和设计原则•5.4密封源的安全使用方法•5.5屏蔽5.5屏蔽操作密封源应有足够的屏蔽防护，屏蔽层厚度取决于放射性源的强度，屏蔽材料以及操作位置的剂量率限值。5.5屏蔽（1）β射线的屏蔽对β射线的屏蔽厚度一般应等于β射线在物质中的最大射程R。(1.2650.0954ln)0.4120.012.5EREEMeV0.531.062.520REEMeVR为β射线在铝中的最大射程，mg/cm2;用其他材料和生物组织是，其误差不大。5.5屏蔽（1）β射线的屏蔽对于强β辐射源，一般采用两层屏蔽，第一层用低原子序数的材料屏蔽β射线，第二层用高原子序数的材料屏蔽轫致辐射。一般用中等厚度（如1cm)的有机玻璃就可以对眼睛、面部和人体提供做够的屏蔽防护。5.5屏蔽（1）β射线的屏蔽计算第二层屏蔽厚度是，需要知道β射线装换轫致辐射的份额f:43.3310emfZEZe---屏蔽物质的有效原子序数Em---β射线的最大能量5.5屏蔽（2）γ射线的屏蔽1.减弱倍数法0exp()XBXxµ——γ射线在屏蔽物质中的线减弱函数；B——累积因子；0X——无屏蔽时照射量率5.5屏蔽（2）γ射线的屏蔽1.减弱倍数法减弱倍数K00()0dddXXeKXXBeB当射线的能量已知，μ和B的值已经确定，则可以求出K和d的关系，经查表可得到混凝土、铅、铅玻璃等材料的厚度。5.5屏蔽（2）γ射线的屏蔽2.减弱系数法减弱系数法与减弱倍数K相反()0/dXXexp()Bd5.5屏蔽（2）γ射线的屏蔽3.半值层法半值层X1/2：将辐射强度减弱到初始强度的一半所需的屏蔽厚度。1/20.693/enXμen是线能量衰减系数，可由质能吸收系数μen/ρ得到5.5屏蔽（2）γ射线的屏蔽γ射线能量/MeV吸收物质水水泥钢铅0.57.43.71.10.40.683.91.20.490.78.64.21.30.590.89.24.51.40.70137Cs-4.81.60.6560Co-6.22.11.2表4.2γ射线的半减弱厚度值X1/2/cm5.5屏蔽（2）γ射线的屏蔽例：将60Co和137Cs源所产生的剂量率减弱104倍所需要的铅屏蔽层厚度是多少？解：K=104倍，由表4.2查得60Co的X1/2=1.20cm,137Cs的X1/2=0.65cm。所需半阶层数目为：lg413.3lg20.301Kn故：对60Co所需铅厚度为：d=13.3×1.20=16cm对137Cs所需铅厚度为：d=13.3×0.654=8.6cm案例分析案例：1992年7月22日，河南省内乡县某水泥厂在维修设备室，因将贮有137Cs放射源的铅罐拆下放在门外，无人看管，于当天晚上被盗。该厂发现源罐被盗后，没有及时向有关部门报告，而是自行组成班子在场内外寻找，直至7月31在查找无结果的情况下，于8月1日向有关部门报告。卫生部门在接到报告后，与8月3日凌晨，在邓州市朱营村找到了贮源铅罐，源体尚无破损。这次放射源丢失事故致使八名村民收到不同程度的照射、按照有关公式估算，受照射人员全身受照剂量均不超过0.5mSv。经血象检查也未发现异常情况，但在周围居民中造成了不良影响。案例分析1