輻射效應(yīng)與輻射防護概論x課件

1、第九章 輻射效應(yīng)與輻射防護概論 1謝謝閱讀2020-5-28第1頁，共27頁。謝謝閱讀9.1 輻射防護中的常用物理量9.1.1 與個體相關(guān)的吸收劑量 1 劑量當量相同吸收劑量未必產(chǎn)生同等生物效應(yīng)，因為生物效應(yīng)受到輻射類型和能量、輻射劑量(或劑量率)和照射條件、以及個體差異等因素的影響。在輻射防護中，為了在同一尺度下描述不同類型和能量的輻射R對人體造成的生物效應(yīng)，在吸收劑量 的基礎(chǔ)上定義了劑量當量 ，以表示該生物效應(yīng)的嚴重程度或發(fā)生幾率，即定義人體組織或器官T中的劑量當量為：22020-5-28第2頁，共27頁。謝謝閱讀9.1 輻射防護中的常用物理量9.1.1 與個體相關(guān)的吸收劑量 2 有效劑量

2、HT是器官或組織T的劑量當量；WT是器官或組織T的組織權(quán)重因子。有效劑量還可表示為各器官或組織的吸收劑量的雙重加權(quán)之和 ：32020-5-28第3頁，共27頁。謝謝閱讀9.1 輻射防護中的常用物理量9.1.1 與個體相關(guān)的吸收劑量 3 待積劑量當量與待積有效劑量待積劑量當量 表示人體一次性攝入放射性物質(zhì)后，某一器官或組織在50年內(nèi)(對人來說是足夠長的時間)將要受到的累積的劑量當量；待積有效劑量 是對人體每個器官或組織的待積劑量當量按其危害大小作為權(quán)重因子進行加權(quán)求和的結(jié)果。 42020-5-28第4頁，共27頁。謝謝閱讀9.1 輻射防護中的常用物理量9.1.2 與群體相關(guān)的吸收劑量 1 集體劑

3、量當量是群體中的第i組成員的平均有效劑量 ； 該組的成員數(shù) 2 集體有效劑量是群體中的第i組成員的平均有效劑量 ； 該組的成員數(shù) 52020-5-28第5頁，共27頁。謝謝閱讀9.2 輻射對人體的生物效應(yīng)及其危險度分析 9.2.1 輻射對人體健康的影響 各種射線對人類健康造成的危害，來源于電離和激發(fā)作用所引起的組織細胞中的原子與分子的改變，主要通過對DNA分子的作用使細胞受到損傷，導(dǎo)致某些特有的效應(yīng)，并引發(fā)各種健康危害。 62020-5-28第6頁，共27頁。謝謝閱讀9.2 輻射對人體的生物效應(yīng)及其危險度分析 9.2.2 影響輻射生物學的作用因素 1 物理因素物理因素主要是指：輻射類型、輻射能

4、量、吸收劑量(或劑量率)、以及照射方式等 。輻射類型：不同類型的輻射對生物機體可引起不同的生物效應(yīng)，這主要取決于輻射的電離密度和穿透能力。劑量率及分次照射：通常，在吸收劑量相同情況下，劑量率越大，生物效應(yīng)越顯著。同時，生物效應(yīng)還與給予劑量的分次情況有關(guān)。 照射部位和面積：輻射損傷與受照部位及受照面積密切相關(guān)。 照射的幾何條件：在外照射情況下，人體內(nèi)的劑量分布受到輻射的入射角分布、空間分布以及輻射能的影響，還與人體受照時的姿勢及其在輻射場的取向有關(guān)。 72020-5-28第7頁，共27頁。謝謝閱讀9.2 輻射對人體的生物效應(yīng)及其危險度分析 9.2.2 影響輻射生物學的作用因素 2 生物因素1）不

5、同生物種系的輻射敏感性 2）個體的不同發(fā)育階段的輻射敏感性 3）不同細胞、組織或器官的輻射敏性 生物種系人猴大鼠雞龜大腸桿菌病毒LD50(Gy)4.06.07.07.1515.0056.002104使不同生物死亡50時所需、射線的吸收劑量值LD50 2Gy的X射線在胚胎發(fā)育階段造成死胎和畸形的發(fā)生率 82020-5-28第8頁，共27頁。謝謝閱讀9.2 輻射對人體的生物效應(yīng)及其危險度分析 9.2.3 輻射劑量與輻射效應(yīng)的關(guān)系 隨機性應(yīng)和確定性效應(yīng)的發(fā)生率、嚴重性與劑量關(guān)系 隨機性效應(yīng)是指輻射效應(yīng)的發(fā)生率(而非嚴重性)與劑量大小有關(guān)聯(lián)，但目前還很難準確描述其嚴重性。確定性效應(yīng)(又稱非隨機性效應(yīng))

6、是一種有“閾值”的輻射效應(yīng)，但具體閾值大小與具體個體情況有關(guān)。 確定性效應(yīng)的劑量閾值 92020-5-28第9頁，共27頁。謝謝閱讀9.2 輻射對人體的生物效應(yīng)及其危險度分析 9.2.3 輻射劑量與輻射效應(yīng)的關(guān)系 急性軀體效應(yīng)：由輻射引起的、顯現(xiàn)在受照者身上的有害效應(yīng)叫軀體效應(yīng)。急性軀體效應(yīng)是受到大劑量照射(或放射性事故)情況下，短時間發(fā)生的軀體效應(yīng)，屬于確定性效應(yīng)。遺傳效應(yīng)和遠期效應(yīng)：在輻射防護所遇到的一般劑量范圍內(nèi)，遺傳效應(yīng)是一種隨機性效應(yīng)，表現(xiàn)為受照者后代的身體缺陷 102020-5-28第10頁，共27頁。謝謝閱讀9.3 環(huán)境輻射水平及輻射防護基本原則與標準 9.3.1 天然本底照射

7、來自天然輻射的成人年有效劑量 每天食入及體內(nèi)的放射性物質(zhì)含量估計值 天然輻射源按其起因可分為宇宙射線、宇生核素和原生核素三類：宇宙射線是來自宇宙空間的高能粒子流，其中有質(zhì)子、粒子、中子、電子、光子、介子、其它重粒子等；宇生核素主要是由宇宙射線與大氣中的原子核相互作用產(chǎn)生的放射性核素；原生核素是存在于地殼中的天然放射性核素。112020-5-28第11頁，共27頁。謝謝閱讀9.3 環(huán)境輻射水平及輻射防護基本原則與標準 9.3.2 人工輻射 1 醫(yī)療照射醫(yī)療照射主要來源于X射線的診斷和檢查，放射治療過程，以及體內(nèi)引入的放射性核素的核醫(yī)學診斷等 。各種X射線診斷所致有效劑量(mSv) 在發(fā)達國家接受

8、X射線檢查的頻率每年每1000居民約為300900人次，發(fā)展中國家約為發(fā)達國家的10。在醫(yī)療照射的劑量中，小者每次在的mGy量級，大者可達mGy以上。 122020-5-28第12頁，共27頁。謝謝閱讀9.3 環(huán)境輻射水平及輻射防護基本原則與標準 9.3.2 人工輻射 2 核爆炸在大氣中形成的人工放射性物質(zhì)主要來源于核爆炸。核爆炸形成的人工放射性物質(zhì)最初大多進入大氣層上部，然后從大氣層上部緩慢地向大氣層下部轉(zhuǎn)移，最終降落到地面，稱之為落下灰。當落下灰的各種放射性核素存在于地面空氣時，可通過吸入而引起內(nèi)照射，當其沉降于植物或土壤上時，則可通過外照射和食入引起內(nèi)照射。 核爆炸對居民照射的主要途徑是

9、食入，其次是外照射。 132020-5-28第13頁，共27頁。謝謝閱讀9.3 環(huán)境輻射水平及輻射防護基本原則與標準 9.3.2 人工輻射 3 核動力生產(chǎn)由于核燃料循環(huán)的每個環(huán)節(jié)都會向環(huán)境釋放少量放射性物質(zhì)，因此，在目前的核燃料循環(huán)中，不包括核廢物處置在內(nèi)的放射性排出物對附近居民造成的集體有效劑量負擔為5.7人Sv，其中98是在排放后5年內(nèi)給予的；對全球居民造成的集體有效劑量負擔為670人Sv。142020-5-28第14頁，共27頁。謝謝閱讀9.3 環(huán)境輻射水平及輻射防護基本原則與標準 9.3.2 人工輻射 3 核動力生產(chǎn)來自不同輻射源的當量劑量隨時間的變化趨勢 152020-5-28第15

10、頁，共27頁。謝謝閱讀9.3 環(huán)境輻射水平及輻射防護基本原則與標準 9.3.3 輻射防護基本目的與基本原則 輻射防護的任務(wù)是：既要保護從事放射工作者和他們的后代，以及公眾乃至全人類的安全，又要保護環(huán)境，同時還要允許進行可能會產(chǎn)生輻射的必要實踐，以造福于人類。輻射防護的目的是：防止有害的確定性效應(yīng)并限制隨機性效應(yīng)，使之達到被認為可接受的水平。輻射防護基本原則：輻射實踐的正當化 、防護與安全的最優(yōu)化 、限制個人劑量 。162020-5-28第16頁，共27頁。謝謝閱讀9.3 環(huán)境輻射水平及輻射防護基本原則與標準 9.3.4 輻射防護標準簡述 1 劑量限值職業(yè)照射：按5年平均，規(guī)定年有效劑量的限值為

11、20mSv 。徒工與學生：對于接受涉及輻射的就業(yè)培訓(xùn)，其徒工和學生的年齡為16歲18歲，在學習過程中，如果他們需要使用放射源，應(yīng)控制其職業(yè)照射不超過下述限值：年有效劑量為6mSv；眼晶體劑量當量為50mSva-1；四肢(手和腳)或皮膚的劑量當量為150mSva-1 。172020-5-28第17頁，共27頁。謝謝閱讀9.4 外照射劑量計算與防護 9.4.1點源的外照射劑量計算 1 X、射線點源的外照射劑量計算 如果將一個X、射線的點狀輻射源(簡稱點源)置于均勻的空氣介質(zhì)中，則該點源將形成向外發(fā)散的球狀輻射場，在其距離處所產(chǎn)生的X、射線的照射量率為：對于非單能的X、點源，其照射量率常數(shù)可以按其能

12、量根據(jù)下列公式來計算：182020-5-28第18頁，共27頁。謝謝閱讀9.4 外照射劑量計算與防護 9.4.2 中子的外照射劑量計算 1 采用劑量當量指數(shù)因子法計算中子劑量 如果中子為一點源，將其置于不考慮吸收的空氣介質(zhì)中，則該點源中心向外發(fā)散到半徑為r的球面任意點(小區(qū)域)的中子注量率 單能中子和常見中子源形成的輻射場的劑量當量 或192020-5-28第19頁，共27頁。謝謝閱讀9.4 外照射劑量計算與防護 9.4.3 外照射的防護 控制受照時間：累積劑量和受照時間有關(guān)，受照時間越長，所受累積劑量越大。為了限制個人所受劑量，在正式操作前應(yīng)進行模擬操作和訓(xùn)練，以盡量縮短受照時間。增大與輻射

13、源距離：增大與輻射源距離可以降低受照劑量。增加屏蔽裝置：在實際工作中，必須采用屏蔽防護。屏蔽防護就是根據(jù)輻射通過物質(zhì)時減弱的原理，在人與輻射源之間加一層足夠厚的屏蔽物，把外照射劑量減小到容許水平以下。屏蔽裝置的設(shè)計與屏蔽方式、屏蔽材料和屏蔽厚度等因素都有密切關(guān)系。202020-5-28第20頁，共27頁。謝謝閱讀9.5 內(nèi)照射劑量估算與防護 9.5.1 內(nèi)照射劑量估算中的基本物理量與估算公式 1 輻照量 2 劑量當量 3 有效半衰期 4 有效能量 212020-5-28第21頁，共27頁。謝謝閱讀9.5 內(nèi)照射劑量估算與防護 9.5.1 內(nèi)照射劑量估算中的基本物理量與估算公式 5 比有效能量

14、6 其他常用術(shù)語參考人 體內(nèi)污染途徑 攝入量 吸收量 沉積量 222020-5-28第22頁，共27頁。謝謝閱讀9.5 內(nèi)照射劑量估算與防護 9.5.2 內(nèi)照射防護的一般原則和基本措施 1 防止放射性物質(zhì)經(jīng)呼吸道進入人體內(nèi) 空氣凈化 、稀釋、密閉包容、個人防護2 防止放射性物質(zhì)經(jīng)口進入人體內(nèi) 3 建立內(nèi)照射監(jiān)測體系 232020-5-28第23頁，共27頁。謝謝閱讀9.6 輻射劑量測量原則 9.6.1 采用電離法實現(xiàn)吸收劑量的標準測量 自由空氣電離室的結(jié)構(gòu)示意圖球形石墨空腔電離室的結(jié)構(gòu)示意圖 242020-5-28第24頁，共27頁。謝謝閱讀9.6 輻射劑量測量原則 9.6.2 通過校準劑量測量儀器實現(xiàn)吸收劑量測量 將待校準(或刻度)儀器與標準儀器置于相同的輻射場(通常是均勻輻射場)中，并使兩者的探測器的有效中心在輻射場的相同位置(或者同一劑量區(qū))，此時得到的兩臺儀器讀數(shù)具有相同的可比關(guān)系，即使交換位置，兩臺儀器讀數(shù)所具有的可比關(guān)系也相同。以此，認為兩