辐射防护复习ppt课件.ppt

辐射防护复习,一、射线与物质的相互作用,（一）带电粒子与物质的相互作用： （1）最常见的有电子、射线、质子、粒子等。 （2）凡静止质量大于电子的带电粒子，称为重带电粒子，如介子、质子、粒子、被加速的原子核 （3）射线和电子本质上是相同的，通常所说的电子是指核外电子，而射线则是指原子核发射出来的高速电子,弹性碰撞,与靶原子核的弹性碰撞 入射带电粒子靠近靶原子核时，由于它们之间的库仑力作用，粒子受到偏转，改变其运动方向，但不辐射光子，也不激发原子核，且满足能量及动量守恒，入射粒子损失一部分动能，转移给原子核。碰撞后，绝大部分动能仍由入射粒子带走，这样带电粒子在物质中可继续进行许多次弹性碰撞。由这种与靶原子核发生弹性碰撞引起入射粒子的能量损失，称它为弹性碰撞能量损失，或核碰撞能量损失。,从靶物质对入射粒子的阻止作用来讲，也称核阻止作用。核阻止作用，只是在入射带电粒子能量很低时，和重离子入射时，对能量损失的贡献才是重要的。由于粒子比粒子轻，粒子所受到的偏转比粒子严重，因此射线穿透物质时，电子散射现象严重。,与靶原子核外电子的弹性碰撞 核外电子的库仑力作用，使入射粒子改变运动方向。为满足能量和动量守恒要求，入射粒子要损失一点动能，但这种能量转移一般是很小的，比原子中电子的最低激发能还小，电子的能量状态没有变化。因此，这种相互作用方式只是在极低能量的粒子入射到物质时方需考虑，其它情况下完全可以忽略掉。,非弹性碰撞,与靶原子核的非弹性碰撞 入射带电粒子靠近靶物质的原子核时，它与原子核间的库仑力作用，使入射粒子受到吸引或排斥，结果使入射粒子的速度和方向发生改变。入射粒子的这种运动状态的改变，伴随着发射电磁辐射，并使入射粒子的能量有很大的减弱。此过程即为韧致辐射,当入射粒子带电粒子与原子核发生非弹性碰撞时，以辐射光子损失其能量，称它为辐射损失。粒子质量较大，与原子核碰撞后，运动状态改变不大。粒子质量较小，与原子核碰撞后运动状态改变很显著。因此，粒子与物质相互作用时，辐射损失是其重要的一种能量损失方式。,与靶原子核外电子的非弹性碰撞 当带有正电荷或负电荷的粒子从靶物质原子近旁掠过时，入射粒子和靶原子的核外电子之间的库仑力作用，使电子受到吸引或排斥，从而使电子获得一部分能量。如果传递给电子的能量足以使电子克服原子核的束缚，那么这电子就脱离原子，成为自由电子。这时原子就分离成一个自由电子和一个失去一个电子的正离子，这种过程称电离。,原子最外层的电子受原子核的束缚最弱，故这些电子最容易被击出。如果入射带电粒子传递给电子的能量较小，不足以使电子摆脱原子核的束缚成为自由电子，但可以使电子从低能级状态跃迁到高能级状态，使原子处于激发状态，这种过程称为激发。处于激发状态的原子是不稳定的，在激发态停留很短时间之后，原子要从激发状态跃迁回到基态，这种过程称为退激。退激时，释放出来的能量以光的形式发射出来，这就是受激原子的发光现象。,与上部分相关的一些概念,辐射分为电离辐射和非电离辐射。 有些辐射如红外线、微波等，由于能量低，不能引起物质电离，称为非电离辐射。 凡是与物质直接或间接作用时能使物质电离的一切辐射，称为电离辐射。 放射性原子核数目由于自发衰变减小到原来的一半所需要的时间称为半衰期 带电粒子进入物质直到被吸收，沿入射方向所穿过的最大距离称为带电粒子在物质中的射程,一组单能粒子射程的平均值称为平均射程，相同能量的粒子在同一种物质中的射程并不完全相同，这种现象称为射程歧离。产生这种现象的原因是，每两次碰撞间粒子穿过的距离以及每次碰撞使带电粒子失去的能量不完全相同，因而相同能量的粒子的射程不是一个定值。由于每个粒子都必须经过多次的碰撞，因此，各个粒子的射程间的相互差别并不很大。重带电子粒子的射程涨落一般都很小。,为何不能用粒子那样的平均射程的概念来说明粒子的情况 ： 一束单能粒子具有平均射程，这个射程与粒子能量有关，对于射线来说，因为粒子的能量是从零到E最大连续分布，所以各个粒子的射程差别很大。即使是初始能量相同的一束电子，由于它们在电离过程中损失的能量涨落很大，同时还存在轫致辐射和多次散射，因而它们在同一物质中经过直线距离差别也是很大的，所以不能用粒子那样的平均射程的概念来说明粒子的情况。,带电粒子与靶原子的核外电子的非弹性碰撞导致原子的电离或激发，这种电离称为原电离，由原电离产生的电子如果具有足够的动能，它也能使原子电离，这种电离称为次电离。 带电粒子在单位路程上产生的离子对数称为比电离，比电离应包括原电离和次电离产生的离子对。,（二）射线与物质相互作用过程 射线与物质的相互作用主要有三类过程，光电效应、康普顿效应和电子对效应。,光电效应,当光子与物质原子中的束缚电子作用时，光子把全部能量转移给某个束缚电子，使之发射出去，而光子本身消失掉，这种过程称为光电效应。光电效应中发射出来的电子叫光电子。发生光电效应时，从内壳层上打出电子，在此壳层上就留下空位，并使原子处于激发状态。这种激发状态是不稳定的，退激的过程有两种。一种过程是外层电子向内层跃迁，来填补这空位，使原子恢复到较低的能量状态。两壳层的结合能之差，就是跃迁时释放出来的能量，这能量将以特征X射线形式释放出来。另一种过程是原子的激发能也可以交给外壳层的电子，使它从原子中发射出来，这电子称俄歇电子。,康普顿效应,在康普勒效应中, 光子与原子的核外电子发生非弹性碰撞,一部分能量转移给电子,使它脱离原子成为反冲电子,而散射光子的能量核运动方向发生改变。康普勒效应与光电效应不同。光电效应中光子本身消失，能量完全转移给电子；康普勒效应中光子只损失掉一部分能量。光电效应发生在束缚得最紧的内层电子上；康普勒效应总发生在束缚得最松的外层电子上。,电子对效应,当光子从原子核旁经过时，在原子核的库仑场作用下，光子转化为一个正电子和一个负电子，这种过程称为电子对效应。根据能量守恒定律，只有当入射光子能量hv大于2mC2，即hv1.02MeV时，才能发生电子对效应。入射光子的能量除一部分转化为正负电子对的静止能量外，其余就作为它们的动能。与光电效应相似，电子对效应除涉及光子和电子对外，必须有一个第三者原子核参加，才能满足能量和动量守恒定律。,作用截面：一个微观粒子与单位面积上一个原子发生作用的几率。 电子对产生中的正电子和电子与物质的原子发生相互作用，负电子最终被物质吸收（物质厚度大于该电子的射程）。正电子在损失其绝大部分能量后和周围物质达到热平衡时与物质中的一个电子发生湮没，放出两个能量均为0.511MeV的光子，这种现象称为电子对的湮没，湮没时放出的光子叫湮没辐射,和射线与物质相互作用相关的内容,射线窄束衰减 实验发现，射线在窄束衰减情况下服从上式。 I0：单位时间内入射到垂直于光子束单位面积物质上的光子数目； I：单位时间内穿透厚度为的物质以后垂直于原来光子方向单位面积上的光子数目； N：物质单位体积内的原子数目； ：每个原子对光子的作用截面。这是三种效应的总截面,令 可以得到 在这里，称为物质对射线的线衰减系数，它的物理意义从上式可以看出，应该是单位路程上射线与物质发生相互作用的总几率，而不必区分究竟发生哪一种相互作用,（三)中子与物质的相互作用,势散射是最简单的核反应，它是中子波和核表面势相互作用的结果。此情况下的中子并未进入靶核。任何能量的中子都有可能引起这种反应。这种作用的特点是：散射前后靶核的内能没有变化。入射中子把它的一部分或全部动能传给靶核，成为靶核的动能。势散射时，中子改变了运动的方向和能量。势散射前后中子与靶核系统的动能和动量守恒，所以势散射为一种弹性散射,直接相互作用是指：入射中子直接与靶核内的某个核子碰撞，使某个核子从核里发射出来，而中子却留在核内。 如果从靶核里发射出来的核子是质子,这就是直接相互作用（n，p）反应。如果从靶核里发射出来的核子是中子，而靶核发射射线，同时由激发态返回基态，这就是直接非弹性散射过程。 入射中子要具有较高的能量才能与原子核发生直接相互作用。,复合核的形成是最重要的中子与原子核的相互作用形式。 （1）复合核的形成： 中子+靶核 复合核 （2）复合核的分解（中间过程）： 复合核 反冲核+散射粒子,弹性散射可以分为共振弹性散射和势散射。前者经过复合核的形成过程，后者不经过复合核的形成过程，因此共振弹性散射只对特定能量的中子才能发生。 弹性散射的一般反应式为 式中前者为共振弹性散射，后者为势散射。,只有入射中子的动能高于靶核的第一激发态的能量时才能使靶核激发，也就是说，只有入射中子的能量高于某一数值时才能发生非弹性散射。由此可知，非弹性散射具有阈能的特点。 在中子能量降低到非弹性散射阈能以下之后，便需藉助弹性散射来使中子慢化。,我们也可根据中子与靶核相互作用结果的不同，将中子与原子核的相互作用分为两大类： 散射：包括弹性散射和非弹性散射。 吸收：包括辐射俘获、核裂变、（n，）和（n，p）反应等,二、核辐射探测原理及探测,常用的探测器有三大类：气体探测器、半导体探测器和闪烁探测器。 （一）气体探测器 由于电离室、正比计数器和GM计数器把核辐射转变成电信号的物理过程是在探测器充特定气体的体积中进行的，所以称之为气体探测器。 常用的气体探测器有电离室、正比计数管和盖革-弥勒计数管,I：复合区：电极收集到的离子对数目N低于由带电粒子产生的离子对数目N0，N0中有一部分因复合而消失。 II：饱和区（电离室工作区）：N正好等于N0，电极收集到的离子对数目达到饱和。 III：正比区（正比计数器工作区）：气体放大倍数M表示N与N0的比值，其为定值，完全由探测器结构与外加直流电压的数值所决定 IV：有限正比区：M的数值与N0的大小有关，N0比较大时M比较小。 V：G-M（盖革弥勒）工作区（G-M计数器工作区）：N保持定值，仅由技术器的结构与外加电压的数值所决定，与N0无关。,（二）半导体探测器 工作原理 PN结区在没有核辐射入射时由于载流子很少，其绝缘电阻很大，漏电流就很小。 带电粒子进入半导体探测器灵敏区后与半导体相互作用，使半导体的原子电离而产生电子和空穴对（初电离）。灵敏区的电子和空穴在电场作用下分别向两电极漂移，从而在半导体探测器输出电路上形成电压脉冲。为使半导体探测器输出稳定，输出端接电荷灵敏前置放大器。,半导体探测器示意图,（三）闪烁探测器 工作原理 核辐射进入闪烁体，损失能量使闪烁体的原子电离和激发，激发态原子退激时发射荧光（又称闪烁光）。 光子从产生地点穿过闪烁体和光导到达光电倍增管的光阴极，发生光电效应 光电子首先达到第一倍增管，从光阴极到第一个倍增极的传输系数即第一个倍增极收集效率为K。由于光电倍增管各电极的电位必须使后一级相对于前一级为正电位，所以光电子从第一倍增极飞向其后各倍增极经过倍增（飞行时间几十ns），最后在阳极上收集的电子电荷 电流在阳极负载电路上产生脉冲信号，送给电子仪器处理。,闪烁探测器组成示意图,1-反射层；2-闪烁体；3-硅油；4-光导；5-光电倍增管；6-前置放大器；7-高压电源；8-电子学仪器；9-暗盒,几个概念,当工作电压加到一定数值后，核辐射产生的脉冲大部分超过阈电平的幅度，噪声也只有极少超过阈电平，此时被记录的脉冲数目基本趋于饱和，随工作电压增加计数增加很小，这个区域称为坪区。 探测器以脉冲方式工作时，通过电子仪器记录的脉冲计数率随探测器所加电压的变化曲线称为探测器的坪曲线。,起始电压Vs：记录脉冲计数的电子学仪器开始计数时探测器所加的电压称为起始电压。探测器的起始电压愈低，探测器性能就愈好。 坪长：坪曲线中计数率随着探测器所加电压的增加变化不大，出现比较平坦的一段，即所谓坪。坪区电压范围称为坪长。 坪斜：在坪区，实际上计数率仍随探测器所加电压的增加而有所增加，可用探测器所加电压每增加100V或1V时计数率增加的百分数来表示坪斜。,（四）中子探测的主要作用过程 用于中子探测的主要作用过程（或机制）是势弹性散射、产生带电粒子的核反应和核裂变。 因为中子不带电，它进入物质后不能直接引起物质原子的电离或激发，它的探测只能利用中子与原子核相互作用产生的各种带电粒子或射线间接探测。,1、核反冲法 利用中子与物质原子核发生势弹性散射这种作用探测中子的方法常称为核反冲法。 当中子靠近原子核时，受到核力场的作用而被散射，入射中子把一部分能量转移给原子核，原子核获得反冲能，所以叫做反冲核。 散射后的中子运动方向和速度都发生了改变。核反冲法就是通过探测反冲核这种带电粒子来探测中子的。,（1）反冲核动能大，易被精确测量； （2）弹性散射截面大 （3）截面与中子能量的关系应平滑地变化，最好能遵循1/V定律； （4） 反冲核的角分布简单。 按照上述原则，在核反冲法中通常都选用氢或含氢物质做靶材料。 根据动量、能量守恒定律，可推出反冲核的质量越小，反冲动能越大。氢核质量最轻，反冲能量最大。所以绝大多数反冲型探测器都用含氢物质作辐射体。,核反冲法中辐射体的选择原则,2、核反应法 核反应法即利用产生带点粒子核（非弹性散射）反应(n，b)，通过探测带电粒子（b表示）来间接探测中子的方法。 因为中子核反应所产生的带电粒子数和中子与物质作用的反应截面以及中子能量密度成正比。所以通过带电粒子在探测器中产生的脉冲数就可以求出中子能量密度。,3、核裂变法 快中子和热中子都能引发重核裂变，重核裂变生成的几个中等质量原子核称为裂变碎片，裂变碎片是重带电粒子，能使物质原子电离或激发。通过探测裂变碎片探测中子的方法称为核裂变法。 核裂变法的优点是裂变碎片的动能大，使探测器输出很大电信号，它形成的脉冲比本底脉冲大得多，可用于强辐射场内中子的测量。这对于探测反应堆的中子通量密度特别有意义。,4、活化法 中子被稳定的原子核吸收后会形成放射性原子核。这种现象称为“活化”或“激活”。通过测量被活化的原子核发射的粒子便可知道中子能量密度。这就是活化法。,中子探测的4种基本方法,三、辐射防护,（一）常用电离辐射量和单位 各种放射源都包含着一定数量的某种放射性核素，他们的原子核每时每刻均以一定的几率通过上述跃迁形式自发地变化着，与此同时放出各种类型的致电离粒子。 放射性活度就是描述放射性核素具有上述特征的物理量。在指定的时刻处于特定能态下的一定量的放射性活度A定义为dN除以dt而得的商，即,式中，A-放射性活度，SI单位为每秒，用符号秒-1（S-1）表示。单位的专门名称为贝可勒尔，简称贝可，用符号Bq表示。1贝可（Bq）=1秒-1（S-1）。 因为一定量原子核在某一时间间隔内发生自发核跃迁的次数是一个随机量，相应于dt，dN的取值可能有很大的涨落，所以定义中特别强调dN是期望值,放射性活度的单位除贝可以外，还有暂时与SI单位并用的专用单位居里（Ci）,它表示放射性核素在1秒钟内发生3.7×1010次核跃迁，即 1居里(Ci)=3.7×1010秒-1（S-1）=3.7×1010贝可（Bq 在说明两种辐射源的放射性活度相同时，表明在每秒内它们的核跃迁数目是相同的，并不表示它们发出的粒子数目也相同,粒子注量 粒子的注量是根据入射粒子数目来描述辐射场性质的一个辐射量，在非定向辐射场情况下，粒子运动方向是杂乱无章的，辐射场中某一点的注量定义为：进入以该点为球心，截面积为da的小球体内的粒子数dN除以da而得的商 da:小球体的截面积，单位米2；dN:进入小球体的粒子数（不包括小球体内流出的粒子数）；:粒子注量，SI单位为每平方米，用符号米-2（m-2）表示。可见粒子的注量就是进入单位截面积小球体的粒子数。,粒子的注量率 粒子注量率，它表示单位时间内，进入单位截面积的球体内的粒子数，定义为d除以dt而得的商，即 d：在时间间隔dt内，进入单位截面积的小球体内的粒子数； ：注量率，SI单位为每平方米·秒，用米-2·秒-1（m-2·s-1）表示,吸收剂量及其单位 授与能：电离辐射与物质相互作用时，在物质中发生各种能量传递。授与能量就是电离辐射以电离或激发方式授与一定体积内物质的能量。 吸收剂量：当电离辐射与物质相互作用时，授予单位质量物质（或被单位质量物质吸收）的任何致电离辐射的平均能量，叫做吸收剂量D。,严格定义为：致电离辐射授与某一体积元中物质的平均能量除以该体积元中物质的质量dm而得的商 是随机量授与能的期望值； D：吸收剂量，SI单位为焦耳每千克（J/Kg），专门名称为戈 瑞，简称戈，用符号Gy表示。 1戈瑞=1焦耳/千克（1Gy=1 J/Kg） 1戈瑞=103毫戈（mGy）=106微戈（Gy） 曾与SI单位并用的专用单位是拉德（rad），1拉德=10-2戈瑞。,吸收剂量率 单位时间内的吸收剂量 ：吸收剂量率，SI单位为焦耳每千克秒，专门名称为戈每秒，用符号戈/秒（Gy/s）表示。1戈/秒=1焦耳/千克·秒（1Gy/s=1J/Kg·s）。,比释动能 当间接致电离粒子（指不带电粒子如x、或中子）与物质相互作用时，其能量在物质中的转移过程实际上是分两步进行的：第一步是间接致电离粒子将能量直接传递给直接致电离粒子；第二步是获得初始动能的直接致电离粒子，在物质中引起电离、激发，最后被物质所吸收。 吸收剂量表示了第二步的结果，而比释动能则是描述第一步的，即间接致电离粒子与物质相互作用时，把多少能量传递给了直接致电离粒子。,比释动能是间接致电离粒子与物质相互作用时，在单位质量的物质中产生的带电粒子初始动能的总和 dEtr：间接致电离粒子在特定物质的体积源内，释放出来的所有带电粒子初始动能的总和，单位焦耳（J）； Dm：所考虑的体积元内物质的质量，单位为千克（Kg）； K：比释动能，SI单位为戈瑞（Gy），专用单位为拉德（rad）。,比释动能率 单位时间内单位质量的特定物质中，由间接致电离粒子释放出来的所有带电粒子初始动能的总和称为比释动能率。 dK：比释动能在单位时间间隔dt内的增量； 比释动能率，SI单位为戈每秒（Gy/s）。,照射量X 是指x或射线的光子在单位质量空气中释放出的所有次级电子，当它们完全被阻止在空气中时，在空气中产生一种符号的离子的总电荷量。定义为dQ除以dm而的得商，即 dQ为在质量为dm的体积元中的空气中，当光子产生的全部电子（正、负电子）均被阻留于空气中时，在空气中所形成一种符号的离子总电荷的绝对值 照射量X的SI单位为库仑每千克，用符号库仑/千克（C/Kg）表示。与它暂时并用的专用单位是伦琴（简称伦），用符号R表示。 1伦琴=2.58×10-4库仑/千克,照射量率 照射量率是单位时间内的照射量 照射量率的SI单位为库仑每千克秒，用符号库仑/千克·秒（C/Kg·s）表示。,剂量当量 剂量当量H是用来说明生物物质所受照射的重要物理量。 定义H为在组织内某点上的D、Q和N的乘积，用公式表示如下： D：吸收剂量（戈）；Q：品质因数；N：所有其他修正因素的乘积。它反映了吸收剂量不均匀的空间和时间分布等因素。ICRP（国际辐射防护委员会）指定。N=1（不论是内照射还是外照射）；H：剂量当量，SI单位为焦耳每千克，单位的专门名称为西弗，用符号SV表示。,1西弗=1焦耳/千克（J·Kg-1） 曾与SI单位并用的专用单位为雷姆（rem）， 1西弗=102雷姆（rem） 由上式可以看出，剂量当量是用适当的修正系数对吸收剂量进行加权，使得修正后的吸收剂量能更好的和辐射引起的有害效应联系起来。,剂量当量率 单位时间内剂量当量的增量，称之为剂量当量率。如果dt时间内剂量当量的增量为dH，那么剂量当量率即为 剂量当量概念只限于辐射防护中使用，而且专用于人体（高级动物），即必须是有生命的物质、动物。因为它是为了统一表示各种射线对机体的危害程度，而采用和定义的剂量当量概念； 在计算剂量当量时，必须指明射线种类、能量和照射条件。因为剂量当量可以表达不同种类射线，在不同能量及不同照射条件下，所引起的各种电离辐射的危害程度的差异； Q值不能代表高剂量水平下的相对生物效应。,剂量当量率与照射量率的关系,式中 是剂量当量率； 是照射量率；,集体剂量当量 其定义是： 式中，S为集体剂量当量；Hi为受照群体第i组成员每人全身或者任一特定组织受到的平均剂量当量；Pi为群体中第i组中的人数。 由上式可见，辐射给予某一群体产生的效应是各个单一组分所受的剂量当量之总和。 剂量当量与集体剂量当量的区别在于，前者用于单个生物体，后者则用于群体。 集体剂量当量的国际单位为人·希弗，符号为man·Sv。,有效剂量当量 有效剂量当量是考虑人体组织或器官发生的辐射效应为随机效应时，全身受到非均匀照射的情况下，人体各器官或组织所接受的平均剂量当量与相应的权重因子的乘积之总和，即 式中，H有效为有效剂量当量；HT为人体内器官或组织T所接受的平均剂量当量； WT为相应器官或组织的权重因子，它表示器官或组织T受电离辐射照射时产生随机效应的几率与全身受到均匀照射时产生的随机效应的几率之比值。因此，是一个无量纲因子。 有效剂量当量的SI单位与剂量当量相同，即希弗(Sv)。,待积剂量当量 单次摄入放射性物质后，某一器官或组织在此后50年受到的累积剂量当量称为待积剂量当量，即 其中t0是摄入放射性的时刻， 为t时刻的剂量当量率。,（二）辐射防护的目的、任务和内容 随机性效应和确定性效应。 随机效应：指那些发生损伤的几率与剂量大小无关的效应。目前认为这种效应无阈剂量，如辐射诱发癌症及遗传效应。 确定性效应（非随机效应）：指那些损伤的严重程度和发生几率随剂量大小而变化的效应，这种效应有剂量阈值，在阈剂量以下不会引起此类效应。,躯体效应和遗传效应 躯体效应是指受照射的个体本身诱发出的各种效应(包括癌症),躯体效应是生物体的体细胞受到照射后产生的后果,因而不具有遗传性,受影响的只是受到照射的个体本身。辐射防护中提到效应时,多是指这类效应。 如果某个生物体在受到电离辐射照射时其生殖细胞内产生了发生基因突变,没有造成受照射的生殖细胞死亡,而且该生殖细胞有可能与异性的生殖细胞结合形成胚胎,则电离辐射照射的后果就有可能在该受照生物体的后代中表现出来。这类在受照个体的子代个体中出现的辐射生物学效应叫做辐射遗传效应。,参考人 具有国际放射防护委员会（ICRP）参考人工作小组报告中所规定的解剖和生理特性的人称为参考人。 参考人是在辐射防护中，为了在共同的生物学基础上计算放射性核素的年摄入量限制而规定的一种假想的成年人模型，能代表从事辐射工作的一般成年人。 推荐参考人的身高为170厘米（男），全身质量为70公斤，全身总水量为42公斤。,辐射对人体作用的过程 射线对人体作用过程是辐射能量被人体吸收，即射线在人体中使人体分子电离和激发，一种可能是射线直接与生物大分子碰撞，使其分子链断裂，组成遭到破坏。另外是间接作用，辐射使水分子发生变化产生各种自由基及活化分子，这些自由基和活化分子再与大分子作用使其损伤或破坏，又经过分子间的能量转移，产生更多的生物分子自由基，它们又与其他生物分子连续反应使更多的分子发生变化。,核辐射防护的目的：防止有害的非随机效应的发生，并限制随机效应的发生率，使之达到被认为可以接受的水平。 辐射防护的基本原则： 放射实践的正当化原则：任何伴有电离辐射的实践，所获得的利益，包括经济的以及各种有形、无形的社会、军事及其它效益，必须大于所付出的代价，包括基本生产代价、辐射防护代价以及辐射所致损害的代价等，这种实践才是正当的，被认为是可以进行的。如果不能获得超过付出代价的纯利益，则不应进行这这种实践。,2、放射防护的最优化原则：任何电离辐射的实践，应当避免不必要的照射。任何必要的照射，在考虑了经济、技术和社会等因素的基础上，应保持在可以合理达到最低水平（As low As Reasonably Achievable，ALARA），所以最优化原则也称为ALARA原则。在谋求最优化时，应以最小的防护代价，获取最佳的防护效果，不能追求无限地降低剂量。 3、个人剂量限制原则：所有实践带来的个人受照剂量必须低于剂量当量限值。在潜在照射情况下，应低于危险度控制值。其目的是为了保证个人不会受到从这些实践来的在正常情况下被断定为不可接受的辐射危险。,剂量限值新标准,剂量限值新标准（1990年ICRP出版了ICRP号出版物），放射性工作人员的从事放射性工作年剂量当量，不应当超过下述限值： 连续5年内的年平均有效剂量，20mSv； 任何一年中的有效剂量，50mSv； 眼晶体的年剂量当量，150mSv； 四肢（手和足）或皮肤的年剂量当量，500mSv；,（三）防护措施：,（一）外照射的防护： 外照射是指人体外辐射源的照射，主要包括射线、X射线、中子和高能带电粒子。 外照射防护方法有主要有三种： 即距离防护、时间防护和屏蔽防护。 对工作场所具有放射性的设备进行去污，减少辐射源活度，也是常用的方法。,1、时间防护缩短受照时间 人体在辐射场内接受的剂量当量可以近似地按下式计算： H t 式中：H剂量当量， 照射量率，t受照时间。 缩短受照时间是简易而有效的防护措施，为此，应避免一切不必要的在辐射场逗留，即使工作需要，也尽量缩短在辐射场逗留时间。,2、距离防护增大与辐射源的距离 照射剂量率随距辐射源的距离增大而降低，点状源时，人体受到照射的剂量率接近与距离的平方成反比： 式中：A源的放射性活度，照射量率常数，r距源的直线距离。 就是说，距离增加1倍，剂量率则减少到原来的1/4。足见距离防护的效果十分显著。在操作辐射源时，采用各种远距离操作器械，使操作者与辐射源之间有足够的距离是十分必要的。,3、屏蔽防护人与源之间设置防护屏障 设点源的活度为A，工作人员离源的距离为r，工作时间为t，则工作人员受到的照射量计算公式是： XA··tr2 其中，照射量常数。为由上述公式显见：增加工作人员离源的距离为r，减小源的活度A和工作时间为t均可使工作人员受到的照射量减小；此外，在工作人员与放射源之间设置屏蔽，可以使照射量常数减小，也可以使工作人员受到的照射量减小。 常用的外照射防护方法有：对放射性热点的屏蔽；对工作现场，具有放射性的设备进行去污；增加人与放射源的距离；缩短工作时间。,射线的防护 对射线的屏蔽，一要屏蔽射线本身，二要考虑对射线产生的轫致辐射的屏蔽； 轫致辐射的强度与射线的能量、屏蔽材料的有效原子序数成正比。所以，屏蔽射线时应采用诸如塑料、有机玻璃等各种低原子序数的材料。 防护射线时必须考虑两层屏蔽：第一层用低原子序数的材料做成，以减少轫致辐射的产生；第二层用高原子序数的材料做成，用于屏蔽轫致辐射。,射线的防护 原则上任何材料对射线都有减弱作用，都可以作为射线的屏蔽材料。 而射线与介质原子的作用截面与介质的原子序数有关，光电效应截面与Z5成正比，康普顿原子散射截面与Z成正比，电子对效应截面与Z2成正比，所以原子序数高的材料屏蔽射线更为有效。 实际用于射线的屏蔽材料主要有铅、铁、混凝土。 屏蔽射线的半值厚度1/2表示窄束射线经过这个厚度材料的屏蔽，其照射量率降低为没有屏蔽时一半，与线吸收系数的关系 式中， 1/2为半值厚度。根据屏蔽材料的不同性质各用于不同场合。 混凝土往往用来做固定屏蔽体，既起屏蔽作用又同时作为建筑，例如辐照设备的屏蔽墙。,中子的防护 快中子在物质中减弱包括两个过程：快中子的慢化；慢中子的吸收。 快中子慢化的相互作用过程是中子与原子核的弹性碰撞和非弹性碰撞。能量在几个MeV以上快中子主要通过与高原子序数的原子核发生非弹性碰撞降低能量。能量低于1-2MeV的快中子慢化主要通过与轻原子核的弹性碰撞。 热中子可以较容易地被任何原子核吸收。中子被吸收的主要反应是辐射俘获反应，即（n、）反应。 散射和吸收都使原子核发生某种变化，常伴随着有次级带电粒子或射线的发射。因此，中子的屏蔽一般较为复杂，除考虑减弱过程和吸收过程外，还应考虑射线的屏蔽。,（二）内照射的防护 内照射：存在于人体内的放射性核素对人体的照射。 放射性物质进入人体的主要途径（造成内照射的原因）：1）存在于空气中的放射性气溶胶（直径103微米至1微米的固体或液体颗粒）或放射性气体呼吸进入；2）饮用被放射性污染的水，食入被放射性污染的食物；3）经皮肤伤口进入；4）某些放射性物质，例如氧化氚或和碘的化合物甚至可以通过完好的皮肤进入体内。 内照射防护的基本方法概括的说就是隔离与稀释两种方法。,内照射防护的基本方法： 隔离，就是把操作人员与放射性物质隔离开。例如为防止放射性物质进入空气而被吸入人体，蒸发放射性液体或操作放射性粉尘时，必须在通风柜或手套箱内进行。为防食入放射性物质，严禁在工作场所吸烟和饮食等。 稀释，就是把空气或水中的放射性物质的浓度降低到容许水平以下。例如通风、废水用水稀释、废气高烟囱排放到大气等。 常用防护手段主要是佩戴个人呼吸保护器具，使工作人员和放射源隔离。通风、过滤、降低空气中放射性。,