辐射剂量与防护A课件

辐射剂量与防护A朱志超南华大学核科学技术学院辐射防护与核安全系TELL：182160384698281887Email：[e-mail]教材/参考书教材：《电离辐射剂量与防护概论》南华大学核科学技术学院著参考书：《辐射剂量学》魏志勇著哈尔滨工程大学出版社《辐射剂量学》田志恒著原子能出版社《高等电离辐射防护教程》夏益华著哈尔滨工程大学出版社课前须掌握的知识•原子核物理原子核基本理论•核物理实验方法探测、、、n辐射基本方法•核辐射探测学掌握射线与物质相互作用的原理，探测器原理（1）什么是辐射？辐射是指以电磁波或高速粒子的形式向周围空间或物质发射并在其中传播的能量的统称。（热辐射、核辐射等）（2）辐射的分类非电离辐射：能量小于12.4eV，如紫外线、可见光、红外线和射频辐射电离辐射：能量大于12.4eV，如X射线、γ射线、中子、α射线、β射线等以12.4eV（相应于电磁辐射频率在3000THz以上，波长100nm以下）作为界别，因为这个能量是辐射使空气或组织等典型物质发生电离所需的最低能量。规定的12.4eV作为界限有重要生物学意义。构成人体主要的C、H、O、N等15种元素的电离能量分别从4.eV(对K)到17.4eV(对F），平均值为12.9eV附近。（H：13.6，O：13.6）5/85能量大于这个最低值（12.4eV）的辐射称为电离辐射（IonizingRadiation）。将12.4eV以下的辐射称为非电离辐射。移动电话800-1800MHz﹤0.01eV。辐射防护领域所讨论的辐射都是电离辐射，简称辐射或射线。思考：空气分子的动能与温度？加速后？（3）什么是电离？电离：从一个原子、分子从其束缚状态释放一个或多个电子的过程。电离辐射：与物质直接或间接作用时能使物质电离的辐射。（4）常见的电离辐射辐射组成质量电荷速度2protons+2neutronsRelativelyHeavyDoublePositiveSlowelectronRelativelyLightSingleNegative3x108m/snneutronMiddleweightnonvariousPprotonMiddleweightpositivevariousHighEnergyElectromagneticPhotonsnonnon3x108m/sXSameasGamma-Raysnonnon3x108m/s电离辐射电磁辐射X射线γ射线α粒子β粒子质子中子带电粒子不带电粒子粒子辐射电离辐射的分类电磁波的范围1995年11月，天津，加速器操作失误，10-30Gy，2例大面积严重放射损伤。11/85（5）为什么要进行辐射防护其实辐射也没那么可怕！“事实上，在人类身体里就可以找到天然放射性核素。我们的身体平均每分钟要经历几十万次的核衰变。”诺贝尔奖获得者—西博格《人与原子》1895,伦琴（Roentgen）发现X射线伦琴世界上第一张X射线照片1895.12NobelPrizein19011896,贝克勒尔（Becquerel）发现天然放射性NobelPrizein1903铀是一种能发射出射线的元素1898,居里夫妇发现钋（Po）和镭（Ra）NobelPrizein1903and19111898年4月第一次引入新术语“放射性”7月发现放射性元素钋（Po）12月发现镭（Ra)1898,卢瑟福（Rutherford）发现了α、β粒子。获1908诺贝尔奖。1932,查德威克（Chadwick）发现中子。1900，法国化学家维拉尔在镭源的射线中发现射线。1934年，法国约里奥•居里夫妇发现了第一个人工放射性核素30P。1939年，哈恩（Hahn）和斯特拉斯曼（Strassmann）发现了核裂变现象。1942年12月2日，费米（Fermi）在美国芝加哥大学建造的世界上第一座人工核反应堆实现链式反应。1945年爆炸了第一颗原子弹。1952年氢弹试验成功。1954年建成第一座核电站。1959年核动力船下水。17/85核能发电电离辐射损伤效应的发现•1896年美国学者格鲁柏研制X射线管的实验时，在他手上发生皮炎。此后，一些研究证实长期X射线、γ射线过量照射可引起皮肤红斑、脱毛、皮肤溃疡、造血障碍、神经衰弱等。•人们开始认识电离辐射的损伤效应，并进行辐射剂量单位、辐射防护和辐射损伤防治的研究。早期辐射损伤认识时期时间：发现X射线（1895年）～1930年代。特点：对辐射可能造成的损伤认识不足，危害大；误用放射性。辐射防护概念初步建立。早期上层人士的“氡浴”享受；含天然放射性物质的“药”的流行，如含镭的灵药Radithor，1925－1930年就售出了40万瓶；典型事例：1896年3月，美国的埃迪森(T．A．Edison)在改进x射线管和制造x射线荧光透视装置时，他说数小时后感到眼痛，继而发生了结膜炎。居里夫人由于长期从事镭及其它放射性物质的研究工作，身体受到过量的照射，几乎双眼失明，造血组织受到严重的辐射损伤，1934年7月，她死于白血病。她的女儿伊伦娜·居里(IreneCurie)，人工放射性同位素的发现者，也死于白血病。在x射线使用的初期，每当透视和拍片时、放射工作人员先把自己的手放在荧光屏和照相底片之间作试验，用荧光屏或底片上骨骼和组织的黑度来判断x射线的透过度和剂量。因此，他们的手和手指受到了严重的辐射损伤，甚至有的人因辐射所致皮肤癌而死亡。1925年，Martland报告说美国新泽西州夜光涂料厂标度盘绘制女工发生了职业性镭中毒，以至后来有超过50人得了骨癌。中期辐射损伤认识时期时间：1930-1960年代特点：医学界把辐射看作是时髦的诊断和治疗手段，却缺乏对辐射远期效应的认识，病人由于接受高累积剂量而诱发过多的白血病、骨肿瘤、肝癌等恶性肿瘤。ICRP、UNSCEAR非常活跃。美国咨询委员会1934年提出外照射为0.1R/d的耐受剂量。ICRP在1958年1号出版物中首次讨论了剂量阈值和线性无阈的概念。近期辐射损伤认识时期时间：1960年代-现在特点：由于核工业的长期发展，人类对辐射危害的认识逐渐深化，防护知识的增长和防护措施的进步。早期的职业性急性辐射损伤，或严重的晚发辐射效应，除事故外，巳极为罕见了。除事故外，只能用大群体的或高人年的流行病学的调查方法，才能发现辐射损伤或危害的增加。1991年，ICRP出版第60号出版物，国际放射防护委员会1990年建议书；2007年，ICRP出版第103号出版物，国际放射防护委员会2007建议书；从百余年来辐射对人类损伤简史的回顾中可以看出，造成人类损伤和死亡的辐射事故几乎都是由于错误的应用而造成的。所以，系统学习辐射防护的专业知识是非常必要的。序号知识领域知识单元知识点1辐射防护概述辐射防护的含义辐射的概念、辐射的分类、电离辐射、非电离辐射辐射防护历史、任务及目的辐射的发现历史、辐射损伤的认识历史辐射防护的基本任务和目的基本标准辐射防护基本标准的变革本门课程知识体系（国家教学指导委员会）序号知识领域知识单元知识点2辐射源天然辐射源宇宙射线宇生放射性核素原生放射性核素环境辐射正常天然本底照射水平人类活动引起的天然辐射增加天然辐射源剂量水平人工辐射源放射性同位素核燃料循环中的辐射源射线装置人工辐射源剂量水平序号知识领域知识单元知识点3电离辐射与物质相互作用带电粒子与物质的相互作用带电粒子的种类和物理性质碰撞过程（碰撞运动学、碰撞能量损失）辐射过程（辐射能量损失、辐射长度、碰撞能量损失与辐射能量损失的比例）碰撞阻止本领、辐射阻止本领带电粒子在物质中的射程、阻止本领与射程关系X、γ射线与物质的相互作用X、γ射线的介绍主要过程（光电效应、康普顿效应、电子对效应）次要过程（Rayleigh散射、光核反应、电子电场的电子对效应），可忽略过程（弹性核散射、核共振散射、Delbruck散射、光介子产生）质量衰减系数、质能转移系数及质能吸收系数中子与物质的相互作用弹性散射、非弹性散射、辐射俘获（提到中子活化概念）、其他核反应序号知识领域知识单元知识点4辐射防护的物理量概述介绍ICRU体系辐射场量放射性活度注量（率）、能量注量（率）、谱分布剂量学量吸收剂量、比释动能、照射量防护量辐射权重因子、组织器官权重因子当量剂量、有效剂量、待积当量剂量与待积有效剂量集体当量剂量、集体有效剂量实用量强贯穿辐射、弱贯穿辐射ICRU球周围剂量当量、定向剂量当量、个人剂量当量序号知识领域知识单元知识点5辐射的健康效应辐射对人体健康的影响辐射的作用过程影响辐射生物学效应的因素剂量与效应的关系辐射的确定性效应血液和造血器官的辐射效应性腺的辐射效应胚胎和胎儿的辐射效应眼晶体的辐射效应皮肤的辐射效应急性放射病辐射的随机性效应辐射的致癌效应辐射的遗传效应序号知识领域知识单元知识点6外照射防护外照射防护的一般方法外照射防护的基本原则外照射防护的基本方法屏蔽材料的选择原则X、γ射线在物质中的减弱规律窄束、能谱硬化、平均自由程宽束、积累因子减弱倍数、透射比、透射系数半值层与十分之一值层X、γ射线的剂量计算X光机剂量计算加速器剂量计算γ辐射源剂量计算序号知识领域知识单元知识点X、γ射线的屏蔽计算加速器X射线源的屏蔽计算射线的屏蔽计算带电粒子的外照射防护β射线的剂量计算β射线的屏蔽防护重带电粒子的剂量计算重带电粒子的屏蔽防护中子外照射的防护中子辐射源中子剂量的计算中子在屏蔽层中的减弱规律放射性核素中子源的屏蔽计算序号知识领域知识单元知识点7内照射防护放射性物质进入人体内的途径吸入、食入、通过皮肤或皮肤伤口内照射防护的基本方法包容、隔离、净化、稀释内照射剂量的估算方法代表性个体有效半衰期内照射计算的基本方程吸入物质在呼吸系统中的代谢模型食入物质在胃肠道中的代谢模型进入体液的放射性物质的代谢模型内照射同位素剂量转换系数序号知识领域知识单元知识点内照射摄入模式（连续摄入、单次摄入、多次反复摄入）内照射摄入量（直接测量、间接测量）内照射摄入量（直接测量、间接测量）开放型放射工作场所的分级、分区放射性核素的毒性分组开放型工作场所分级开放型工作场所分区开放型放射操作、运输、储存的防护要求开放型放射操作设备放射性物质的储存和运输放射性废物的处理个人的防护措施去除表面放射性污染手段序号知识领域知识单元知识点8辐射测量与辐射剂量测量方法电离法测量X或射线剂量气体电离室照射量的标准测量方法X或射线吸收剂量的测量方法，自由空气电离室、空腔电离室β粒子和电子束的剂量测量方法外推电离室测量组织中的β吸收剂量方法空腔电离室测量电子束的吸收剂量方法中子剂量的测量方法中子吸收剂量的测量方法中子剂量当量的测量方法测量剂量的其它方法G－M计数器在剂量测量中的应用闪烁计数器在剂量测量中的应用胶片剂量计在剂量测量中的应用RPL剂量计、OSL剂量计在剂量测量中的应用热释光剂量计在剂量测量中的应用测量吸收剂量的量热方法序号知识领域知识单元知识点9辐射防护监测个人剂量监测个人外照射监测皮肤污染监测体内污染监测工作场所监测工作场所的外照射监测工作场所的表面污染监测工作场所的放射性气溶胶监测流出物监测流出物监测的目的流出物监测的一般原则流出物监测主要内容环境监测常规监测应急监测辐射测量的质量保证环境质量评价序号知识领域知识单元知识点辐射防护监测中对仪表的基本要求灵敏度能量响应、角响应重复性、均匀性、准确性探测限和测定限量程和线性环境条件序号知识领域知识单元知识点10辐射防护管理体系辐射防护体系计划照射、应急照射、既存照射职业照射、医疗照射、公众照射源相关评价、人相关评价排除和豁免辐射防护的基本原则辐射实践的正当化辐射防护和安全的最优化个人剂量限制辐射防护的安全管理辐射安全管理的意义与内容辐射安全管理的依据和机构辐射安全管理的主要内容与要求辐射事故的管理与应急辐射事故案例简介及分析辐射事故的管理与应急本课程的重点1.电离辐射与物质相互作用2.辐射量(剂量学量、防护量)3.电离辐射对健康的影响(两种效应)4.辐射防护基本体系、辐射防护的