第7章放射性卫生安全防护

第7章放射性卫生安全防护知识中国农业大学齐孟文§7.1电离辐射及其对人体的危害1.人类所处的辐射环境•天然照射宇宙射线初级(能量＞107eV)，p，α和各种核次级μ介子、电子、光子、n、p天然放射性宇生约20种，主要有3H、14C、7Be、22Na原生衰变系列,铀系(238U)、钍系(232Tn)、钶系(235U)非衰变系列,40K、87Rb放射性衰变系列808590145140135130125ZN钍系（4n）级联衰变Th23290Ra22888Th22890Ra22488Rn22086Po21684Pb21282Po21284Pb20882Tl20881808590145140135130125ZN铀系（4n+2）级联衰变U23892U23492Th23490Pa23491Tb23090Ra22688Rn22286Po21884Pb21482At21885Bi21484Tl21481Po21484Pb21082Bi21083Tl21081Po21084Pb20682808590145140135130125ZN808590145140135130125ZN放射性衰变系列808590145140135130125ZN808590145140135130125ZN锕系（4n+3）级联衰变U23592Pa23191Th23190Th22789Fr22387Th22790Ra22388Rn21986Pb21182Ro21584At21585Tl20781Bi21183Po21184Pb20782镎系（4n+1）级联衰变Np23793Pa23391Ac23589Fr22187At21785U23592Ra22588Th22989Br21383Tl20981Po21384Pb20982Bi20983808590145140135130125ZN表.正常本底地区天然辐射致人体的年有效当量剂量源年有效剂量当量(mSv)占总计的外照射内照射总计分数，%宇宙射线荷电成分0.280.28014.0中子成分0.020.0211.0宇生核素0.0150.0150.8原生核素40K0.120.180.3015.187Rb0.0060.0060.3238U系0.090.951.04452.4232Th系0.140.190.32616.4总计0.651.342.0100.0比较：职业放射性工作人员年均当量剂量为5mSv。•人工照射医疗照射源于体外χ射线、体内核素造影成像检查及放疗所产生的照射，居人工照射的首位。全球由于医疗照射所致的集体有效当量剂量约为天然本底的1/5，即年人约0.4mSv。放射三废核能生产和放射性同位素生产及应用过程的产生的放射性三废在环境中的累积对公众的照射.预计当核电力达到人均1kW、居民年均剂量当量为6×10-2mSv。核爆落灰核爆炸落下灰是环境中广泛存在的照射源,主要核素为137Cs、90Sr,日前年均剂量当量不到天然本底1%。职业照射职业照射是指从事放射性工作的专职人员受到的照射。据调查,工作人员总年均剂量为5mSv,职业照射在全部人群中造成的人均有效剂量当量是很小的,核能发达的英国也只达到8μSv·a-1。表.人工辐射所致人体的年有效剂量当量辐射源剂量/μSv·a-1放射诊断放射治疗医用同位素放射性废物核爆炸落下灰职业照射其他辐射源220302210912总剂量285年均照射（mSv,%）天然照射宇宙射线0.301,15.1人工照射医疗照射0.252，88天然放射线宇生0.015,0.75放射三废0.002，0.7原生1.676,83.8核爆落灰0.01，3.51小计2.0,100职业照射0.009，3.16相关用品0.012，4.21小计0.285，1002.0，87.50.285，12.5总计2.285，1002.电离辐射对人体的危害核技术的开发与利用，无疑给人类带来了巨大的利益，但因辐射会对人体造成损伤，也伴随着一定危害。实践表明，只要科学地采取有效的防护措施，辐射危害是能够有效控制的。大多数事故的发生，都是由于忽视防护或管理不当造成的。对待辐射，忽视安防护和极度恐惧都是不科学的。表.原子能工业与一般工业及职业病死亡率比较事故年均死亡率%职业病年均死亡率%原子能工业一般工业(0.08～0.68)×10-30.06原子能工业一般工业0.002～0.0160.011辐射效应辐射效应按效应发生的过程可分为随机与非随机两种.ICRP假定随机效应的发生率与剂量存在线性无域关系,但效应的严重程度与剂量无关,因此某组织或器官多次受照剂量可以累加以衡量其总的危险度。躯体的远期癌变和遗传效应都是随机的。非随机效应是一种剂量超过某一阈值才会发生的效应，其严重程度与剂量大小有关，如发生白内障的阈剂量当量为4Sv。确定性效应与随机性效应确定性效应与随机性效应剂量剂量剂量剂量几率几率严重程度严重程度阈值阈值随机性效应随机性效应确定性效应确定性效应辐射效应的影响因子•与射线有关的因子射线种类和照射方式不同类型射线和照射方式的辐射效应的效价不同，一般称为射线品质Q，其是射线传能密度(LET)的的函数，LET越大，辐射剂量的效价越大。剂量随时间的分配照总剂量相同时，小剂量率分次照射比大剂量率急性照射所造成的辐射损伤要小，进行剂量控制时，应在尽可能低的剂量率水平分散进行。照射部位和面积照辐部位不同效应不同，其敏感性由高到低依次为:腹部、盆腔、头部、胸部、四肢。在相同吸收剂量下，受照面积越大，效应也越大。•与机体有关的因素生物种类物种进化程度越高,机体越复杂,对辐射越敏感。个体差异个体敏感性受年龄、生理和健康状况的影响。不同器官细胞形态和功能分化越低，有丝分裂活动越旺盛，其敏感性越高；组织高度敏感：淋巴、胸腺、骨髓、胃肠上皮、性腺和胚胎；中度敏感：感知器官、内皮细胞、皮肤上皮、唾液腺、肾、肝和肺；轻度敏感：中枢神经、内分泌腺、心脏；不敏感：肌肉、软骨及骨、结缔组织。辐射损伤辐射损伤是指电离辐射引起的人体各种生物效应的总称，出现在受照者本人身体上的叫躯体效应，出现在受照者后代身体上的称为遗传效应。•躯体效应按发生的早晚，分为急性效应或晚期效应。急性效应受照者一次或短期内连续接受大剂量照射所发生的效应，主要发生于核事故情况下，核企业正常运行过程一般不会发生这种照射。晚期效应指受照数年后出现的病理发应。当急性放射病恢复后或长期接受超限值水平的低剂量照射，可能发生晚期效应，其主要有辐射诱发癌变，白血病及辐射致寿命缩短和视器官病变。•遗传效应电离辐射损伤致DNA损伤，若发生在体细胞,可产生癌变；若是生殖细胞DNA损伤，并把这种损伤的信息传给后代，即可能产生遗传疾患。从现有资料看，遗传效应虽然重要，但似不具有压到一切的重要性。§6.2辐射防护中常用的辐射量1.描述辐射效应的物理量旨在对电离辐射作用于受体而产生的辐射效应进行度量的物理量。•吸收剂量单位质量物体吸收的电离辐射能量。定义为，电离辐射授与某一体积元物质的平均能量除以该体积元的质量，即dmEdDSI单位，Gy(戈瑞)＝1J·kg-1(焦耳/千克)专用单位，rad(拉德)＝10-2Gy•吸收剂量率单位时间内的吸收剂量，即SI单位,Gy·s-1(戈/秒＝焦耳/千克·秒)专用单位,rad·s–1(拉德/秒)dmdtEddtdDD2例题若半致死剂量为1.5戈瑞，试计算该剂量使人体体温升高多少。解：假设可用水的比热C=4.18103J/Kg.K则)(101.31018.45.143度CDT例题用仪器测得某人体表处，32P的粒子注量率为2.3105粒子/米2.秒,试计算该人体表的吸收剂量。解:32P的查表知,在肌肉中,比较：国家剂量限制标准相当的剂量率为2.510-2Gyh-1.;694.0MeVE1214106.1952.1)(KgmJScol12145661058.2106.195.1103.2106.3)(106.3hmGySDcol•当量剂量（equivalentdose,HT)当量剂量是为了统一度量不同类型、不同能量射线或不同照射方式下，辐射在组织或器官所产生的生物效应，而引入物理量。组织或器官的当量剂量是该组织或器官的平均吸收剂量与辐射权重因子的乘积之和，即SI单位，焦耳每千克，专门名称西弗，SV1西弗＝１焦耳/千克RRRTTWDH,辐射权重因子（WR）1151020105520所有能量所有能量能量＜10keV10-100keV＞100keV-2MeV＞2-20MeV＞20MeV能量＞2MeV光子电子和介子中子质子（反冲质子除外）粒子，裂变碎片，重核WR能量范围辐射类型•有效剂量（effectivedose,HE)在全身均匀照射下，为了建立基于全身总危险度的当量剂限值，引入有效剂量。定义为：各组织或器官的当量剂量（HT）与相应的组织权重因子（WT）的乘积的总和。TTTEHWH组织权重因子（ICRP60，WT=T/全，全=1.6510-2Sv-1）组织或器官组织权重因子WT睾丸红骨髓结肠肺胃膀胱乳腺旰食道甲状腺皮肤骨表面其余组织或器官0.200.120.120.120.120.050.050.050.050.050.010.010.05例题若全身受均匀辐照的总危险度为1.6510-4Sv-1，那么年有效剂量限值20mSv相应的受照个人发生严重自身疾患或遗传疾患的概率。解：432103.310201065.1P例题某人骨表面接受0.3Sv的剂量当量，而另一人骨表面受0.2Sv的照射的同时，肝脏又受到0.1Sv的照射，哪个人危险更大。解：第一种情况HE1=0.010.3=3mSv第二种情况HE2=0.010.2+0.050.1=7mSvHE2HE1§6.3辐射防护法规与标准1.辐射防护法规法规：是使辐射防护管理工作纳入法制管理的规道的保障。标准：是开展辐射防护监测与评价的科学依据。法规条例法律性质的安全准则安全标准技术性质的工业标准《放射性同位素与射线装置放射防护条例》国务院，1989.10.24《中华人民共和国放射性污染防治法》人大常务会，2003.6.28《放射性同位素与射线装置放射防护条例》总则：目的、适应范围、执法部门。许可登记：‘三建’与‘三同’,单位许可、登记及要求。放射防护管理：放射场所、放射源及人员健康日常管理。放射事故管理：事故分级报告、处置和责任。放射防护监督：卫生、环保和公安各自的监督职责。处罚：处罚条款及执行程序。附则：关于条例实施、解释及细则制定权力界定。《中华人民共和国放射性污染防治法》确立了环保部门实施统一监督管理的地位。涵盖内容:核设施、核技术应用（密封源、非密封源、射线装置）、铀（钍）矿伴生放射性矿开发利用的放射性污染防治及放射性废物管理。名词解释放射性污染指人类活动造成物料、人体、场所、环境介质表面或内部出现超国家标准的放射性物质或者射线。核设施指核动力厂（核电厂、核热电厂、核供汽供热厂等）和其他反应堆（研究堆、实验堆、临界装置等）；核燃料生产、加工、贮存和后处理设施；放射性废物的处理和处置设施等。核技术利用指密封放射源、非密封放射源和射线装置在医疗、工业、农业、地质调查、科学研究和教学等领域中的应用。伴生放射性矿指含有较高水平天然放射性核素浓度的非铀矿（如稀土矿和磷酸盐矿等)。放射源用放射性物质制成的能产生辐射照射的物质或实体，放射源按其密封状况可分为密封源和非密封源。密封源是指密封在包壳或紧密覆盖层里呈固态的放射性材料，非密封源是指没有包壳的放射性物质。射线装置指X线机、加速器、中子发生器以及含放射源的其他装置。放射性废物指含有放射性核素或被放射性核素污染，其浓度或者比活度大于国家确定的清洁解控水平，预期不在使用的废弃物。2.辐射防护标准•宗旨与目的辐射防护的宗旨在于保障放射性工作人员，公众及其后代的健康与安全，提高辐射防护措施的效益，以促进核科学技术及其他辐射应用的发展。防护的目的在于通过对电离辐射源进行必要控制，从而