第三讲、工业电离辐射防护与安全

站人员培训工业电离辐射防护与安全一核技术工业应用概述核技术应用是指密封放射源，非密封放射源和射线装置在工业、医疗、农业、地质、科研和教学等领域的应用。核技术应用的放射源•密封源：指密封在包壳里的或紧密地固结在覆盖层里并呈固体状态的放射性物质。•非密封源：是指不满足密封源定义中所列条件的源，也称非密封放射源物质。•射线装置：指x射线机、加速器、中子发生器以及含放射源的装置。核技术应用的领域工业应用辐射加工：耐热电线、轮胎、发泡塑料、热收缩管、医疗保健产品的辐射灭菌无损检测：压力容器、结构材料内部构造及缺欠的检查工程管理：厚度计、密度计、料位计农业应用品种改良：梨、水稻、大豆、大麦、香蕉害虫防治：瓜实蝇、虻果大实蝇食品辐照：防止马铃薯发芽、延长货架期医学应用诊断：X光透视、X光照相、X光CT、PET、PET／CT治疗：癌、甲状腺损伤、脑肿瘤的治疗科学应用研究：X射线结构分析、科学反应跟踪、物质迁移的追踪分析：微量元素分析、年代测定工业辐射危害•确定性效应：效应的发生存在剂量阈值，效应的严重程度与剂量有关的一类辐射效应。如，不育、白内障、造血功能低下、致死亡等。•随机性效应：效应的发生不存在剂量阈值，发生几率与剂量成正比，严重程度与剂量无关的一类辐射效应。如，恶性肿瘤、遗传疾病。工业辐射防护的基本措施•时间防护缩短受照时间（受照剂量与时间成正比）•距离防护增加操作距离（受照剂量与距离的平方成反比）•屏蔽防护设置屏蔽设施•隔离防护堵、围、封。二辐射加工防护与安全辐射加工技术的定义是用于工业、农业等部门的实用技术。它基于辐射作用下物质的物理性质、化学性质或生物性质发生暂时性或永久性的变化。主要应用领域–辐射改性聚烯烃绝缘材料如，电线电缆、热收缩材料，泡沫塑料等；–一次性医疗用品辐射消毒–食品辐射消毒、灭菌、保鲜–涂层辐射固化，包括木塑复合材料的辐射制备–辐射技术在生物医学和生物工程中的应用–工业三废的辐射净化–辐射降解，包括辐射制备聚四氟乙烯超细粉末，丁基橡胶辐射再生，纤维素辐射降解制备饲料等。辐照加工应用技术的优点•节能和环境保护；•可在常温，甚致低温下进行加工；•反应速率与产量易于控制，产品性能优异；•产品纯净，无添加剂和残留物，这对生物医学产品尤为重要；•可引发固态反应，补充常规方法之不足；•可用快速度加工，提高产量。辐照加工应用技术的缺点•一次性投资较高，如工业电子加速器少则1—2百万元，多则上千万元不是一般企业能承受的；•与常规方法竞争激烈，常规方法能胜任的加工工业。辐照法很难发展；•多数人在心理上对放射性有排斥性，这在目前或多或少妨碍了核技术的顺利发展。γ辐照加工的辐射源•采用的最多的是：60Co或137Cs；•具有以下特性：较强的穿透能力；较长的半衰期；较高的比活度；生产和运输费用低。γ辐照装置的组成•辐照源室辐射源辐射产品的场所。•源系统源及源架、水井（深5~7.5米）和水（去离子水）、升降设备。•安全联锁系统•传输系统γ辐照装置的组成•通风系统清除臭氧、氮氧化物、氢气。•控制室升降源和产品传输操作。•剂量监测系统监测源状况、个人剂量、产品吸收剂量。γ辐照装置的组成•库房和操作区存放货物和装卸货物场地。•工业电视监控系统监视辐照室内部、操作大厅、仓库、主控室等。辐射加工的事故特点•活度大钴-60在37~148PBq。•事故发生概率小而危害大。1988-1998辐射加工事故占整个同位素行业事故的3.03%，而同位素行业致死8人的事故全部是辐照加工行业。辐射加工的事故案例2004年10月21日，山东省济宁市某民营辐照厂发生一起人员超大剂量误照事故。放射源钴-60活度为1.4×103TBq。由于安全联锁失灵，源没有放下的情况下，2名工作人员在不知情下，距源约1.5米处，分别受照了9分钟和5分钟，最终造成2人死亡。19三、工业探伤防护与安全20工业探伤概述γ射线探伤及其防护Ｘ射线探伤及其防护事故预防与应急处理讲述内容21概述•工业射线探伤：利用电离辐射(X、γ射线等)探测非透明材料或装置的缺陷或内部结构的无损检测方法。•射线探伤是无损检测材料、零件、部件和构件质量的基本方法、最常用方法，在所采用的无损检查方法中占80%以上。•22概述射线探伤使用的辐射源主要来自：Ｘ射线机、密封放射源和粒子加速器。探伤的射线种类χ射线探伤γ射线探伤β射线探伤质子探伤中子探伤2324γ射线探伤早期工业探伤只使用χ射线，但对于检测厚钢板、焊缝或水泥构件，γ辐射源的使用已经越来越多。γ源优点γ源缺点源体积小辐射具有各向同性高能辐射能检测的壁厚大于χ射线的厚度对电能、冷却水等无特殊要求外部参数对同位素的辐射无影响辐射源成本低方法的稳定性高应用较廉价、简单剂量率低（影响经济效益）壁越薄，射线照片质量就越差射线照片的轮廓（几何）不清晰度增加放射源要经常更换连续辐射，必须考虑辐射防护问题连续衰变，需有效时间利用（经济因素）25γ射线探伤γ射线探伤源：60Co、137Cs、192Ir等，192Ir的γ射线能量低，容易屏蔽，目前应用得最多。26γ射线探伤工作原理：γ射线贯穿金属物件而在感光胶片中成像。当物件存在疵点时，γ射线穿过物体后其强度将随着疵点而改变，根据成像发现物件的缺陷，同时又不损伤物件的特性。正确地选用放射源对于提高探伤的灵敏度、清晰度和减少照射时间是很重要的。γ射线探伤γ射线探伤机一般由工作容器、挠性源导管、遥控器和其他附件组成。工作容器由贫铀或铅屏蔽体、快门、源辫子及锁定装置、放射源、连接器、保护盖等组成。27γ射线探伤28作业前准备确定曝光焦距和曝光位置划定工作区域，并设置警戒标志检查输源管、控制部件是否有损坏佩戴个人剂量计和辐射报警器（报警器要完好），并用剂量仪检查放射源是否在探伤机内。检查输源管及控制部件上方，谨防有重物误掉落。γ射线探伤29回源操作曝光结束后，确保源回到探伤机贮存位，并用剂量仪进一步检查源是否回到屏蔽位置；规范拆除连接部件并收好输源管、控制机构等部件，并关闭一切；将探伤机的保险盖、安全锁等安全装置全部回复到安全防护状态。γ射线探伤出入库及运输注意事项探伤机出入库前必须进行登记，同时检查源是否在探伤机内；探伤工作完毕，每天必须将探伤机存放到环保部门指定的贮存库内，并加防盗锁；探伤机入库前要将整机擦干净，入库后钥匙放回到规定的安全地点，始终保持贮存库安全；探伤机运输过程中应贴警告标志，确保有安保人员随车监护，探伤机必须存放在包装箱内防止冲撞，在运输过程中应保证容器与人隔离；运输探伤机时，同时注意对输源管及传输系统控制缆的保护。30γ射线探伤主要辐射危害常规运行中的辐射潜在照射放射源处于探伤机贮存位置，工作人员在探伤室工作，探伤准备或探伤结束后整理现场时；运输装有放射源的探伤机时；源输送到探伤位置进行探伤时；放射源没有回到贮存位置，而工作人员又不知情；将没有到贮存位置的源设法处置到贮存位置；放射源破损或源本身放射性物质污染了探伤机或配套设备或场所；放射源丢失。31γ射线探伤32射线探伤防护探伤室的防护与安全装置探伤室门口设立醒目的电离辐射标志、灯光和音响信号，安装门-机联锁和安全报警装置；机房内安装固定式剂量率仪；控制台应具有工作信号、源位置显示、联锁装置和紧急终止照射开关，保证终止照射后源能自动回复到安全状态；源探伤时，保证探伤室内没有人，外面的人员进不去；源探伤时，工作人员进出口处应有红灯显示。辐射水平仪表与入口的门要联锁，即室内辐射水平升高时门开不了，人进不去。防护门应设门-机联锁装置，以防误照事故的发生。γ射线探伤防护γ射线探伤γ射线探伤防护现场探伤的防护现场探伤时，时间一般选在晚上为宜；探伤作业前，将工作场所划分为控制区和监督区；探伤作业时，充分考虑探伤相关因素，保证操作人员受照剂量低于剂量限值，并做到可合理达到的尽量低的水平；所有探伤作业应在剂量仪经常监督下进行，探伤人员必须经过辐射安全防护训练，必须严格规范操作；工作人员应佩戴个人剂量仪，辐射场所应定期辐射监测，并适时地监测探伤机的表面剂量；探伤机应定期检查，确保安全。控制区边界必须悬挂清晰可见的“禁止进入放射性工作场所”警示标识，可采用绳索、链条和类似的方法或安排监督人员实施人工管理。33χ射线探伤χ射线探伤防护探伤防护的基本措施时间防护：缩短受照时间。距离防护：增大与源的距离，在进行野外或流动性检验时，利用距离防护射线是极为经济且有效的方法。屏蔽防护：在χ射线源与人员之间放置一种能有效吸收χ射线的屏蔽物质。34χ射线探伤χ射线探伤的防护利用固定建筑物对射线的屏蔽作用，达到保护人员和环境的目的；探伤室的防护探伤室应选在厂区的一角，面积应根据工作需要定，设置必须考虑周围的放射安全，探伤室必须与控制室分开；探伤室的屏蔽设计应充分考虑有用射线束照射的方向和范围、装置的工作负荷及室外情况；探伤室一般采用砖或混凝土为墙壁材料，有用线束投照方向的墙壁按主屏蔽要求设计，其余方向按漏射线及散射射线屏蔽要求设计。35χ射线探伤χ射线探伤的防护探伤人员须经过辐射防护训练，掌握安全防护知识。现场探伤的防护现场探伤时，时间一般选在晚上为宜。充分考虑各种因素，确保作业人员受照剂量低于剂量限值，做到可能合理达到的尽量低的水平。工作人员应佩戴个人剂量计。控制区边界必须悬挂“禁止进入”警示标识，作业人员应在边界外操作，否则必须采取专门的防护措施。监督区边界必须设警示标识，悬挂“无关人员禁止入内”警告牌，必要时设专人警戒。进行近距离操作时，必须使用防护器材，佩戴个人防护用品。361.探伤机质量：①防护壳屏蔽有问题，造成密封源泄露；②设计不合理及组装不牢，导致源滑脱。事故预防和应急处理γ探伤辐射事故γ射线探伤只要放射源脱离开防护罐，即便是废弃源，均可造成辐射事故，使人遭受不必要照射。2.部件损坏：①输源管破裂；源无法回收到防护罐内；②源接头损坏，致放射源脱落；③源脱落地面造成人员受照；④输源管未与源辫挂钩结合或结合不牢，造成出源后源不能收回。3.运输中保管不善，源容器丢失。4.探伤机故障维修，未注意防护，造成照射事故。5.废源乱丢或浅土掩埋，导致放射源遗失与误照事故。37事故预防与应急处理1.新机调试，分工不明误照：责任人脱离岗位，他人开机使人员误照；2.误传联络信号误照；3.开机未警示，误入受照：探伤室内外无开机照射的警戒信号；4.一室双机，配合失误受照：一台停照而另一机仍在照射5.二人作业，配合失误受照；6.有意伤害受照；7.检修故障受照：不注意防护而受到照射。Ｘ探伤辐射事故Ｘ射线探伤Ｘ射线探伤机只有在开机加高压后，才产生射线。因此，发生辐射事故多为开机时误照。38四核仪器仪表及其他应用装置核仪器仪表•核仪器仪表是指利用放射性物质或X射线的特性，显示或测量被测物质或材料特性的仪器仪表或相应的设备。•具有快速、准确、非损坏性、不接触、可以实现自动检测或连续检测等特点。•包括辐射密度计、料位计、核子秤、测厚仪、中子水分仪等。核仪器仪表•密封放射源仪表凡带有密封放射源都仪表统称为密封放射源仪表。使用都放射源大多是Ⅳ、Ⅴ类源，活度一般在107～1010Bq（毫居里级或居里级）水平•使用X射线工作的仪器仪表关键部件是发射X射线的器件。只有在通电开机时才有X辐射核仪器仪表按照照射线入射到探测器前与物质发生相互作用的类型分为3类：•透射式辐射仪表•反散射式核仪表•核反应式核仪表透射式辐射仪表工作原理透射式辐射仪表的放射源和探测器分别对应地安放在被测物质两边，入射射线穿透物质时被减弱了，同时探测器测量出出射线的剂量率（或计数率）。反散射式核仪表反散射式核仪表是利用射线与物质相互作用产生的反散射的一种核仪表。核反应式核仪表利用高能中子发生器把非放射性物质诱发成放射性物质。生成的放射性核素能发射出其能量可被识别的特征γ射线。核子秤物料对γ射线具有衰减作用，物料厚处透过的γ射线少，物料薄处透过的γ射线多根据射线穿过传送带上物料的计数率，便可以连续秤出输送物料的重量使用的放射性核素主要是137Cs，活度在30mCi至130mCi料位计当料仓内无料时，探头接收到的信号很强，主机给出料空信号；当料仓内有