射線檢測培訓教程《輻射防護》課件

塔里木油田職業(yè)技能鑒定無損檢測技師培訓

射線檢測培訓教程

《輻射防護》

主講曹新華

塔里木油田分公司工程技術(shù)部

2008.06

塔里木油田職業(yè)技能鑒定無損檢測技師培訓

射線檢測培訓教程1概述輻射，即通常所稱的射線，從它與物質(zhì)相互作用引起的電離情況可分為兩類：（致）電離輻射和非（致）電離輻射。任何與物質(zhì)作用，直接作用或間接作用可引起物質(zhì)電離的輻射稱為電離輻射，不能引起物質(zhì)電離的輻射稱為非電離輻射。直接致電離粒子如電子、射線、質(zhì)子、粒子等帶電粒子，X射線和射線是間接致電離輻射。人們很早就認識到電離輻射對人體的危害作用，并注意到安全防護問題，輻射防護就是研究這方面的一個學科。對于工業(yè)射線檢測技術(shù)，在輻射防護方面面對的主要問題是外照射防護。本章將針對工業(yè)射線檢測技術(shù)，介紹輻射防護的基本概念和相關(guān)的主要內(nèi)容。概述21.輻射量為了描述輻射與物質(zhì)的相互作用，必須建立一些描述輻射本身性質(zhì)的物理量及其測量單位?，F(xiàn)在廣泛使用的描述輻射的物理量主要有照射量、吸收劑量、劑量當量。1.1照射量當X射線或射線穿過空氣時可以產(chǎn)生二次電子，二次電子和空氣分子作用，使空氣電離，形成帶有正電荷的正離子和帶有負電荷的負離子，照射量就是描述X射線或射線使空氣產(chǎn)生電離能力的物理量。1.輻射量為了描述輻射與物質(zhì)的相互作用，必須建立一些描述輻3照射量定義為：X射線或射線在某一體積元的空氣中產(chǎn)生的全部電荷被完全阻留在空氣中時，產(chǎn)生的任一種符號的電荷的絕對值與這個小體積空氣質(zhì)量之比

式中X——照射量；dm——體積元中空氣的質(zhì)量；dQ——在體積元空氣中產(chǎn)生的一種符號電荷的電量。即，照射量表示X射線或射線在單位質(zhì)量的空氣中所能產(chǎn)生的電荷數(shù)量。照射量常用符號：“X”表示，其法定計量單位是：庫侖/千克，符號為“C/kg”。照射量的專用單位是：倫琴，符號為“R”。兩個單位的關(guān)系是 1R=2.58×104C/kg照射量定義為：X射線或射線在某一體積元的空氣中產(chǎn)生的全部電4照射量是X射線或射線對空氣定義的，它不適于其他輻射，也不適于其他物質(zhì)。單位時間的照射量稱為照射量率，一般用符號“”表示，即

式中dt——一小的時間間隔，dX——在此時間間隔中產(chǎn)生的照射量（其中的“d”均為微分符號）。其單位常用C/kg·h1

等表示。照射量是X射線或射線對空氣定義的，它不適于其他輻射，也不適51.2吸收劑量當射線輻照物體時，可以將它能量的一部分或全部傳遞給被輻照的物體，也即被輻照的物體可以吸收電離輻射的一部分或全部能量。但是，在同樣的條件下，不同的物質(zhì)吸收射線能量的情況并不相同。照射量僅僅表示了空氣完全吸收X射線或射線能量的情況，而吸收劑量表示的是各種物質(zhì)吸收電離輻射能量的情況。吸收劑量定義為：電離輻射授予某一體積元中物質(zhì)的平均能量與該體積元中物質(zhì)質(zhì)量之比

式中D——吸收劑量；——授予體積元的平均能量；——體積元的物質(zhì)質(zhì)量。1.2吸收劑量6即吸收劑量表示電離輻射傳遞給單位質(zhì)量的被輻照物質(zhì)的能量。單位是：戈瑞，符號為“Gy”。1Gy＝1J/kg吸收劑量的專用單位是：拉德，符號為“rad”，兩者的關(guān)系是

1Gy＝100rad在實際使用中常用較小的單位，如毫戈瑞（mGy）等。吸收劑量適用于任何類型的電離輻射，也適用于任何物質(zhì)。但必須注意的是，吸收劑量的大小不僅相關(guān)于電離輻射本身的類型和能量，而且也相關(guān)于被輻照的物質(zhì)。同樣的電離輻射輻照不同的物質(zhì)時，產(chǎn)生的吸收劑量可以不同。類似于照射量率相應地可以引入吸收劑量率:

它表示單位時間的吸收劑量，常用單位是:戈瑞/小時（Gy/h）。即吸收劑量表示電離輻射傳遞給單位質(zhì)量的被輻照物質(zhì)的能量。71.3劑量當量不同類型的電離輻射和不同的照射條件，對于生物體產(chǎn)生的輻射損傷即使在相同的吸收劑量之下也可以不同。為了統(tǒng)一評價不同類型的電離輻射對生物體產(chǎn)生的輻射損傷，在研究輻射防護時必須考慮不同輻射的輻射損傷差別。為此，引入輻射品質(zhì)因數(shù)，常記為Q，表示吸收能量微觀分布對輻射生物效應的影響；引入修正因子，常記為N，表示吸收劑量空間、時間等分布不均勻性對輻射生物效應的影響。劑量當量則定義為：吸收劑量與輻射品質(zhì)因數(shù)及修正因子之積，常用符號“H”表示，即

H＝DQN劑量當量的單位是：希[沃特]，符號為：Sv。 1Sv＝1J/kg1.3劑量當量8劑量當量的專用單位是：雷姆，符號為“rem”，兩者的關(guān)系是1Sv＝100rem當輻射具有一定能譜時，可以給出平均品質(zhì)因數(shù)，常簡單地記為Q。一些射線的平均品質(zhì)因數(shù)列于表1中。修正因子一般都取為1。同樣，可以定義劑量當量率表示單位時間的劑量當量，常用單位是：希沃特/小時（Sv/h）。表1-1.射線的平均品質(zhì)因數(shù)照射類型射線種類Q

外照射X射線，射線，電子1熱中子3中能中子（0.02～0.1Mev）5~8快中子（0.5～10Mev）10內(nèi)照射X射線，射線，電子1粒子10劑量當量的專用單位是：雷姆，符號為“rem”，兩者的關(guān)系是表91.4吸收劑量與照射量的關(guān)系從前面的介紹可以看到，吸收劑量和照射量不是同一概念，照射量是以空氣的電離程度對輻射場的一種量度，吸收劑量給出的是被照射物質(zhì)吸收輻射能量的狀況，但兩者存在一定的關(guān)系。直接測量吸收劑量是比較困難的，但可以通過儀器測量照射量來計算被輻照物體的吸收劑量。在標準狀態(tài)下1cm3的空氣的質(zhì)量為0.0013g，當它受到1R的照射量照射時，產(chǎn)生的電離能為0.113erg，所以，空氣在1R的照射量照射下吸收的能量為 8.69×J/kg一般地，如果記照射場中某點的照射量為X（單位為倫琴，R），該點空氣的吸收劑量為，則可給出空氣的吸收劑量與照射量的關(guān)系為 ＝8.69×X（Gy） 當照射量的單位為庫侖/千克（C/kg）時，它們的關(guān)系為 ＝33.7X（Gy） 這樣，只要知道了輻照場中某點的照射量，就可以計算該點空氣的吸收劑量。1.4吸收劑量與照射量的關(guān)系10對某種物質(zhì)，其吸收劑量可按下式計算式中——物體的吸收劑量（Gy）；

X——物體所在處的照射量（R）；f——換算因子;換算因子的值相關(guān)于射線的能量，也相關(guān)于被輻照的物體的性質(zhì)。從有關(guān)手冊可查到人體的換算因子值，按照人體的肌肉、骨骼等的組成，通常對人體可?。╔的單位為R）：

f＝9.5×用此因子可從照射量得出全身受到均勻外照射時的近似吸收劑量。圖1-1、圖1-2、圖1-3給出的是X射線機和射線源的照射量率曲線，這類關(guān)系曲線是計算輻射防護問題必須的數(shù)據(jù)。對某種物質(zhì)，其吸收劑量可按下式計算11圖1-1恒壓X射線機的照射量率曲線圖1-2高能X射線（恒壓）的照射量率曲線射線檢測培訓教程《輻射防護》12圖1-3射線源的照射量率（源活度為0.037TBq，每次衰變發(fā)射一個射線光子)射線檢測培訓教程《輻射防護》132.輻射生物效應2.1輻射生物效應分類輻射作用于生物體時由于電離作用，將造成生物體的細胞、組織、器官等的損傷，引起病理反應，這稱為輻射生物效應。輻射對生物體的作用是一個極其復雜的過程，生物體從吸收輻射能量開始到產(chǎn)生生物效應，要經(jīng)歷許多不同性質(zhì)的變化，一般認為將經(jīng)歷四個階段的變化，即物理變化階段、物理—化學變化階段、化學變化階段、生物變化階段。輻射生物效應可以表現(xiàn)在受照者本身，也可以出現(xiàn)在受照者的后代。表現(xiàn)在受照者本身的稱為軀體效應，出現(xiàn)在受照者后代時稱為遺傳效應。軀體效應按照顯現(xiàn)的時間早晚又分為近期效應和遠期效應。從輻射防護的觀點，全部輻射生物效應可以分為兩類：隨機性效應、非隨機性效應。2.輻射生物效應2.1輻射生物效應分類14隨機性效應是效應的發(fā)生率（而不是嚴重程度）與劑量的大小有關(guān)的輻射生物效應。對于正常的低劑量照射情況，從輻射防護的目的出發(fā)，常假定隨機性效應的發(fā)生率與劑量之間存在線性關(guān)系，即劑量越大隨機性效應的發(fā)生率越大，并且不存在劑量閾值。非隨機性效應是指存在閾值的效應，這種生物效應只有當劑量超過一定的值之后才能發(fā)生，效應的嚴重程度也與劑量的大小相關(guān)。因此，只要限制劑量當量就可以避免非隨機性效應的發(fā)生。一些器官或組織的非隨機性效應閾值如表2-1所示。隨機性效應是效應的發(fā)生率（而不是嚴重程度）與劑量的大小有關(guān)的15

表2-1部分非隨機性效應的劑量閾值表2-2比較了隨機性效應與非隨機性效應（確定性效應）的基本特點。表2-2隨機性效應與非隨機性效應（確定性效應）的基本特點器官、組織效應單次照射的劑量閾值多次照射累積劑量閾值生殖腺永久性不育3Gy---眼晶體晶體混濁0.5～2.0Sv＞15Gy紅骨髓造血機能損傷1.5Sv＞20Gy皮膚難以接受的變化---＞20Gy效應類型效應發(fā)生效應嚴重程度隨機性效應不存在劑量閾值，發(fā)生概率與劑量相關(guān)與劑量無關(guān)非隨機性效應存在劑量閾值與劑量相關(guān)表2-1部分非隨機性效應的劑量162.2危險度、權(quán)重因子與有效劑量當量對隨機性效應進行定量描述的重要概念是危險度、權(quán)重因子。危險度定義為：單位劑量當量（1Sv）在受照器官或組織誘發(fā)惡性疾患的死亡率，或出現(xiàn)嚴重遺傳疾病的發(fā)生率。不同的器官和組織的危險度不同，為表征不同器官和組織在相同劑量當量下，對人體導致輻射生物效應有害程度的差異，引入表示相對危險度的權(quán)重因子概念。權(quán)重因子定義為：各器官或組織的危險度與全身受到均勻照射的危險度之比，記為WT。表2-3列出了人體各器官和組織的危險度和權(quán)重因子。2.2危險度、權(quán)重因子與有效劑量當量17表2-3器官和組織的危險度和權(quán)重因子①選取其他五個接受劑量當量最大的器官或組織，每個器官或組織的權(quán)重因子取為0.06，其他器官或組織不計。胃、小腸、大腸上段、大腸下段可作為四個獨立器官。器官、組織效應危險度（1/Sv）WT（權(quán)重因子）生殖腺二代重大遺傳疾病4×1030.25乳腺乳腺癌2.5×1030.15紅骨髓白血病2×1030.12肺肺癌2×1030.12骨骨癌5×1040.03甲狀腺甲狀腺癌5×1040.03其他組織癌5×1030.30①全身誘發(fā)癌癥1×102一代遺傳疾病4×103表2-3器官和組織的危險度和權(quán)重因18身體受到照射時，可能是多個部位或全身，不同的部位受到的照射也可能不同，為了評價這時產(chǎn)生的輻射生物效應，對隨機效應引入了有效劑量當量。有效劑量當量定義為：器官或組織接受的劑量當量與該器官或組織的相對危險度權(quán)重因子之積，有效劑量當量一般記為，它等于:

HT為器官或組織接受的劑量當量，對整個人體在非均勻照射時，有效劑量當量為:

身體受到照射時，可能是多個部位或全身，不同的部位受到的照射也192.3輻射損傷輻射損傷就是電離輻射產(chǎn)生的各種生物效應對人體造成的危害和損傷。它可以來自人體之外的輻射照射，也可以產(chǎn)生于吸入體內(nèi)的放射性物質(zhì)的照射。造成輻射損傷的機理主要是，輻射能使生物體中的分子發(fā)生電離和激發(fā)，或者直接破壞生物體的大分子，或者通過破壞水分子，使生物體的大分子受到破壞。輻射損傷可分為兩種：急性損傷、慢性損傷。急性損傷是短時間內(nèi)全身受到大劑量，例如數(shù)戈[瑞]劑量的照射產(chǎn)生的輻射損傷。典型的急性損傷常表現(xiàn)為三個階段：1）前驅(qū)期：受照者出現(xiàn)惡心、嘔吐、等癥狀，約持續(xù)1～2天；2）潛伏期：一切癥狀消失，可持續(xù)數(shù)日或數(shù)周；3）發(fā)癥期：表現(xiàn)出輻射損傷的各種癥狀，如嘔吐、腹瀉、出血、嗜眠、毛發(fā)脫落等，嚴重者導致死亡。急性損傷主要是中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷、造血系統(tǒng)損傷、消化系統(tǒng)損傷，也可以造成性腺損傷、皮膚損傷等。由于急性損傷將造成嚴重后果，所以必須防止短時間大劑量的照射情況發(fā)生。急性損傷的主要效應特點如表2-4所示。2.3輻射損傷20表2-4急性損傷的主要效應劑量/Gy可能產(chǎn)生的效應0～0.25無可檢出效應，可能無遲發(fā)效應。0.5血象輕度暫時變化，可能有遲發(fā)效應。1惡心、疲勞。2受照后24h內(nèi)出現(xiàn)惡心、嘔吐，一周潛伏期后出現(xiàn)毛發(fā)脫落、厭食、虛弱等（如，腹瀉、喉炎）。4（半致死劑量）受照后幾小時出現(xiàn)惡心、嘔吐，二周內(nèi)可見毛發(fā)脫落、厭食、虛弱、體溫增高，第三周出現(xiàn)紫斑、口腔和咽部感染，第四周出現(xiàn)蒼白、腹瀉、迅速消瘦，50%個體可能死亡?！?（致死劑量）受照后1～2h出現(xiàn)惡心、腹瀉，一周出現(xiàn)嘔吐等，體溫升高，迅速消瘦，第二周出現(xiàn)死亡，死亡率可達80%～100%表2-4急性損傷的主要效應劑量/Gy可能產(chǎn)生的效應021慢性損傷是長時間受到超過容許水平的低劑量的照射時，在受照后數(shù)年甚至數(shù)十年后出現(xiàn)的輻射生物效應。對慢性損傷目前尚難以判定輻射與損傷之間的因果關(guān)系。目前認為慢性損傷主要有白血病、癌癥（皮膚癌、甲狀腺癌、乳腺癌、肺癌、骨癌等）、再生不良性貧血、白內(nèi)障、壽命縮短等。關(guān)于壽命縮短，在國際放射防護委員會的第26號出版物中指出：“壽命縮短效應，除了由于誘發(fā)腫瘤所造成的以外，缺乏確鑿的證據(jù)，不能用于定量估計”。除了上述兩種情況外，實際中存在的另一種情況是慢性小劑量照射，即長時期受到低于最大容許劑量的照射。對于這種照射的輻射生物效應，過去是從高劑量、高劑量率的效應外推進行評估的，近年來的資料表明，低劑量、低劑量率引起的輻射生物效應低于從高劑量、高劑量率外推得出的結(jié)果。慢性小劑量照射產(chǎn)生的輻射損傷可能是誘發(fā)癌癥。一種觀點認為，由于機體對輻射損傷具有修復功能，因此當輻射損傷較輕時，機體的修復作用將使輻射損傷的癥狀表現(xiàn)不出來。慢性小劑量照射情況關(guān)于人體的直接經(jīng)驗很少，尚需要進一步研究。慢性損傷是長時間受到超過容許水平的低劑量的照射時，在受照后數(shù)22輻射損傷與許多因素相關(guān)，主要是輻射性質(zhì)、劑量、劑量率、照射方式、照射部位和范圍等。（1）輻射性質(zhì)不同類型、不同能量的輻射傳給受照機體的能量不同，使機體產(chǎn)生的電離不同，因而產(chǎn)生的生物效應也不同。品質(zhì)因數(shù)定量地說明了這點。（2）劑量從隨機性效應和非隨機性效應的發(fā)生可以看到，劑量與生物效應之間存在復雜的關(guān)系，但一般可以認為，吸收劑量越大輻射生物效應發(fā)生的可能越大，輻射生物效應也越嚴重。（3）劑量率在總劑量相等的情況下，可以認為，劑量率越高產(chǎn)生的輻射生物效應越嚴重。由于機體對輻射損傷具有修復功能，所以小劑量率的照射可能不能產(chǎn)生輻射損傷。（4）照射方式照射方式包括外照射、內(nèi)照射，一次照射、多次照射，也包括多次照射的時間間隔等。外照射是來自機體之外的輻射照射，內(nèi)照射是進入機體的放射性物質(zhì)產(chǎn)生的輻射照射。照射方式不同，機體的吸收不同，產(chǎn)生的輻射生物效應也不同。對于射線檢測人員主要是外照射產(chǎn)生的輻射生物效應。（5）照射部位與范圍機體的不同部位對輻射的敏感程度不同，因此在同樣的輻射照射下產(chǎn)生的輻射生物效應可以不同。不同部位的敏感性從高向低的次序是：腹部、盆腔、頭部、胸部、四肢。在相同的劑量下，受照的范圍越大引起的輻射生物效應越強。輻射損傷與許多因素相關(guān)，主要是輻射性質(zhì)、劑量、劑量率、照射方233.輻射防護原則、劑量限制體系

和防護技術(shù)

3.1輻射防護原則輻射防護的目的是防止發(fā)生有害的非隨機性效應、限制隨機性效應的發(fā)生率在被認為是可以接受的水平范圍之內(nèi)，從而盡量降低輻射可能造成的危害。為了實現(xiàn)上述的防護目的，在輻射防護中應遵循三項原則：正當化原則、最優(yōu)化原則、限值化原則。正當化原則：在任何包含電離輻射照射的實踐，應保證這種實踐對人群和環(huán)境產(chǎn)生的危害小于這種實踐給人群和環(huán)境帶來的利益，即獲得的利益必須超過付出的代價，否則這種含有電離輻射的實踐是不正當?shù)?，不應進行這種實踐。最優(yōu)化原則：應當避免一切不必要的照射，任何伴隨電離輻射照射的實踐，在符合正當化原則的前提下，在考慮了經(jīng)濟和社會因素之后，源的設計和利用及與此有關(guān)的實踐，應保證將輻射照射保持在可以合理達到的盡量低的水平。考慮時應包括劑量大小、受照人數(shù)、以及不一定受到但可能受到的照射等各個方面。限值化原則：在符合正當化原則和最優(yōu)化原則下所進行的實踐中，應保證個人所接受的照射劑量當量不超過規(guī)定的相應限值。3.輻射防護原則、劑量限制體系

和防護技術(shù)3.1輻射24輻射防護中所謂的“可以接受的水平”，是把放射性工作的危險度與其他被認為安全標準比較高的職業(yè)的危險度相比較提出的。不同的職業(yè)都具有一定的危險度，國際上公認的比較安全行業(yè)的危險度是。放射性工作全身均勻照射時，按照目前輻射防護標準中常規(guī)定的年劑量當量限值是50mSv，從此可以得到放射性工作的職業(yè)危險度（發(fā)生癌癥的幾率）為： 5×這個危險度與許多行業(yè)（石油：5×、化工：3×、冶金：3×等）的危險度是相近的。實際上接近劑量當量限值的人數(shù)是很少的，多數(shù)人接受的年劑量當量不超過5mSv，若按照這個值計算，則危險度為： 5×這應是比較低的危險度。輻射防護中所謂的“可以接受的水平”，是把放射性工作的危險度與253.2劑量限制體系按照輻射防護的目的和上述原則，輻射防護標準關(guān)于劑量當量的限值規(guī)定主要包括：（1）對非隨機性效應規(guī)定了不同器官或組織的最大容許劑量當量限值。（2）對隨機性效應依據(jù)可以接受的水平，以危險度為基礎規(guī)定全身均勻照射的年劑量當量限值和非均勻照射時各器官和組織容許的有效劑量當量限值。顯然，上述對隨機性效應的規(guī)定值僅是一個“可以接受的水平”的限值，并不是保證不發(fā)生輻射損傷的限值。因此，在實踐中應遵循最優(yōu)化原則盡量降低受到的輻射照射。劑量當量和有效劑量當量常簡稱為劑量當量或劑量。放射性工作人員的年劑量當量是指，一年工作期間所受到照射的劑量當量（與攝入的放射性核素所產(chǎn)生的待積劑量當量二者之和），但不包括天然本底照射和醫(yī)療照射。表3-1列出了GB18871—2002關(guān)于個人劑量當量限值的主要規(guī)定。3.2劑量限制體系26表3-1GB18871－2002關(guān)于個人劑量當量限值的規(guī)定①特殊情況下，如果5個連續(xù)年的年平均劑量不超過1mSv，則某一單一年份的有效劑量當量可提高到5mSV。效應照射對象與要求年劑量當量限值/（mSv

·

a1）職業(yè)人員公眾人員

非隨機性效應眼晶體15015四肢或皮膚50050隨機性效應全身，連續(xù)5年平均20－全身，任何一年201①表3-1GB18871－2002關(guān)于個人劑量當量限值的27關(guān)于劑量當量限值，在GB18871—2002標準中還有如下一些主要規(guī)定。a）對放射性工作人員在特殊情況下，允許經(jīng)審管部門審批，可以例外地把劑量平均期延長到10年。在此期間，年平均劑量當量限值為20mSV/a，并且任何一年的有效年劑量當量限值不能超過50mSv/a。b）對年齡為16歲－18歲的就業(yè)培訓的徒工和學生所受的職業(yè)性照射應控制為，年有效劑量當量限值為6mSv/a，眼晶體的年劑量當量限值為50mSv/a，四肢和皮膚的年劑量當量限值為150mSv/a。關(guān)于劑量當量限值，在GB18871—2002標準中還有如下283.3外照射防護方法對外照射主要從照射時間、照射距離、屏蔽三方面控制人員所受到的照射劑量。（1）時間顯然，減少受到照射的時間可以減少接受的照射劑量。在照射率一定時，由于 劑量＝劑量率×時間因此，針對照射率的大小可以確定容許的受到照射的時間。（2）距離將輻射源視為點源，則輻射場中某點的照射劑量與該點和源的距離的平方成反比，即：其中，F(xiàn)

1——源與輻照場中點1的距離；

F

2——源與輻照場中點2的距離；

D

1——輻照場中點1的照射劑量；

D

2——輻照場中點2的照射劑量。距離增大將迅速降低受到的照射劑量。3.3外照射防護方法29（3）屏蔽按照射線的衰減規(guī)律，如果在工作人員與源之間設立適當?shù)钠帘挝矬w，則射線穿過屏蔽物體后其強度將大大降低，也必然減少產(chǎn)生的照射劑量。對X射線和射線常用的屏蔽材料是鉛和混凝土。采用半價層厚度概念?？梢越乒烙嬎枰钠帘尾牧虾穸?。表3-2和表3-3是X射線和射線的半價層厚度值。圖3-1和圖3-2分別是寬束X射線在鉛和混凝土中的減弱曲線，圖3-3、圖3-4分別是寬束射線60Co源、192Ir源在鉛、鐵等材料中的減弱曲線，它們給出了透射因子（即透射強度與入射強度之比）與屏蔽厚度的關(guān)系。

（3）屏蔽按照射線的衰減規(guī)律，如果在工作人員與源之間設立30表3-2寬束X射線的近似半價層厚度（單位：mm）表3-3常用射線源的半價層厚度（GB18465—2001）（單位：mm）管電壓/kV鉛混凝土管電壓/kV鉛混凝土500.064.32500.8828.0750.178.43001.4731.01000.2716.04002.533.01500.3022.41MV7.944.02000.5225.02MV12.564.0屏蔽材料60Co192Ir169Yb170Tm鋁70502720混凝土705027——鋼241495鉛133080.6鎢102.5——0.09鈾62.3——0.035表3-2寬束X射線的近似半價層厚度（單位：mm）管電壓31圖3-1寬束X射線在鉛中的減弱曲線圖3-2寬束X射線在混凝土中的減弱曲線圖3-1寬束X射線在鉛中的減弱曲線圖3-232圖3-360Co源寬束射線的減弱曲線圖3-4192Ir源寬束射線的減弱曲線圖3-360Co源寬束射線的減弱曲線333.4外照射防護計算輻射防護計算是一個比較復雜的問題，簡單的外照射輻射防護計算一般包括下述內(nèi)容：1）確定輻照場的照射量數(shù)據(jù)（確定輻射源的輸出數(shù)據(jù)）。2）確定所應采用的劑量當量限值。3）按等式關(guān)系、衰減規(guī)律等計算。關(guān)于確定輻照場的照射劑量數(shù)據(jù)（確定輻射源的輸出數(shù)據(jù)），要求概念清晰，掌握較多的手冊數(shù)據(jù)。在計算時需要的一個重要數(shù)據(jù)是射線源的照射量，對X射線機可利用如圖1-1～1-2照射量率曲線給出的（輸出額）數(shù)據(jù)確定，對射線源可利用圖1-3的照射量曲線或射線源的照射量率常數(shù)確定。3.4外照射防護計算34簡單的防護計算例題:〔例1〕采用200kVX射線機進行射線照相檢驗，管電流為5mA，每周開機時間為12h。按照GB18871—2002標準的規(guī)定，為限制隨機性效應，在無屏蔽防護下工作人員的安全工作距離至少應為多少米?解：按GB18871—2002規(guī)定，為了限制隨機性效應的發(fā)生率，年劑量當量限值為50mSv，每年按照50周考慮，則每周的劑量當量限值應是1mSv。以此限值進行計算。即：——周劑量當量限值，＝1mSv

t＝12h=720mini＝5mAW＝itF為最小安全工作距離，X為X射線機一周工作的照射量，H為工作人員一周工作在距靶1m處受到的照射劑量.從圖1-1查得，該X射線機在200kV電壓下、在距靶1m處的照射量為1.35×2.58×C/kg·mA·min（1.35R/mA·min），工作人員一周在此處受到的吸收劑量，也就是劑量當量則應為:簡單的防護計算例題:35則:

＝

(m)〔例2〕采用活度為50×3.7×Bq（50Ci）的192Ir源進行射線照相檢驗，求無屏蔽防護時控制區(qū)邊界的距離。射線檢測培訓教程《輻射防護》36解：按GB18465—2001的規(guī)定，控制區(qū)邊界的空氣比釋動能率為40Gy/h記為：＝40Gy/hA為192Ir源的活度，為源在1m處的照射量率（R/h）F為控制區(qū)邊界距離（m）則：=Kr=0.48（R·m2/Ci·h）所以：對空氣：

（Gy/R）

這樣：（m）解：按GB18465—2001的規(guī)定，控制區(qū)邊界的空氣比釋374輻射防護管理4.1輻射防護管理的一般規(guī)定我國的有關(guān)條例和標準，對輻射防護管理作出的一般規(guī)定可歸納為下列七個方面。1）國家對放射工作實行許可登記制度，許可登記證由環(huán)保、公安部門辦理。2）伴有輻射照射的實踐及設施的新建、擴建、改建、退役必須事先向主管部門和環(huán)保部門提交輻射防護報告，經(jīng)審查批準方可實施。3）在設施的選址、設計、運行、退役階段均應進行輻射防護評價，運行階段應定期進行。輻射防護評價包括輻射防護管理、技術(shù)措施和人員受照情況。輻射防護評價的基本要求是評價是否符合輻射防護的最優(yōu)化原則。4）從事輻射工作的單位應設置獨立于生產(chǎn)運行部門的輻射防護和環(huán)境保護機構(gòu)。4輻射防護管理4.1輻射防護管理的一般規(guī)定385）輻射工作單位必須建立輻射防護和環(huán)境保護崗位責任制。6）從事輻射工作的人員應經(jīng)過輻射防護的培訓和考核，取得合格證方可工作。輻射工作人員應享受勞動保護和相應待遇。7）輻射工作場所應設有電離輻射標志。圖4-1電離輻射標志

a1=0.034L

a2=0.700a1L—觀察距離5）輻射工作單位必須建立輻射防護和環(huán)境保護崗位責任制。394.2放射工作人員的基本條件與健康管理我國的有關(guān)條例、法規(guī)、標準等，對從事放射工作的人員應具備的基本條件作出了規(guī)定，最主要的可歸納為下列四個方面。1）年滿18周歲，健康合格。2）遵守輻射防護法規(guī)和制度，接受個人劑量監(jiān)督。3）掌握輻射防護知識和有關(guān)法規(guī)，經(jīng)培訓考核合格。4）具有高中以上文化水平和相應的專業(yè)技術(shù)知識和能力。關(guān)于放射工作人員的健康管理，國家有關(guān)標準和國家衛(wèi)生部第52號部令《放射工作人員健康管理規(guī)定》（1997年6月5日）均作出了具體的規(guī)定，規(guī)定的主要內(nèi)容包括下列五個方面。4.2放射工作人員的基本條件與健康管理401．總的要求從事放射工作人員必須進行就業(yè)前或操作前的醫(yī)學檢查和就業(yè)后的工作過程中的定期醫(yī)學檢查。放射工作人員的健康狀況，必須保證其具備在正常、異常和緊急情況下，都能夠準確無誤地、安全地履行其職責的能力。2．健康狀況的主要要求放射工作人員的健康應滿足的主要要求包括正常的呼吸、循環(huán)、消化、內(nèi)分泌、免疫系統(tǒng)和物質(zhì)代謝功能；正常的造血功能，紅系、粒系、巨核細胞系等均在正常范圍；正常的神經(jīng)系統(tǒng)功能、精神狀態(tài)和穩(wěn)定的情緒；正常的視覺、聽覺、嗅覺、觸覺等；外周血淋巴細胞染色體畸變率和微核率正常等。3．特殊要求對核電廠、放射性廠礦和內(nèi)照射的放射工作人員的健康條件進一步規(guī)定了一些特殊的要求。4．就業(yè)后的健康管理主要規(guī)定是按放射工作人員的工作場所條件，規(guī)定健康狀況的定期檢查頻度和項目；應記錄從事放射工作的工種、工齡、劑量、受照情況、適應放射工作情況等。5．不應或不宜從事放射工作的規(guī)定具體規(guī)定了不應或不宜從事放射工作的健康或其他的情況，也規(guī)定了不應或不宜從事某些放射工作或不應接觸射線的情況。1．總的要求414.3放射性工作場所分類GB18871—2002將放射性工作場所分為控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)。需要和可能需要專門防護手段或安全措施的區(qū)域應定為控制區(qū)。確定控制區(qū)邊界時應考慮預計的正常照射水平、潛在照射的可能性和大小、所需要的防護手段及安全措施的性質(zhì)和范圍。在控制區(qū)的進出口及其他適當位置應設立規(guī)定的警告標志（見圖4-1）。通常不需要專門防護手段或安全措施、但需要經(jīng)常對職業(yè)照射條件進行監(jiān)督和評價的區(qū)域應定為監(jiān)督區(qū)。應采用適當手段劃出監(jiān)督區(qū)邊界，定期審查該區(qū)的條件。關(guān)于監(jiān)測，GB18871—2002標準作出了如下的主要規(guī)定。對于任何在控制區(qū)工作的工作人員、有時進入控制區(qū)工作并可能受到顯著職業(yè)照射的工作人員、職業(yè)照射劑量當量可能大于5mSv/a的工作人員，均應進行個人監(jiān)測。對在監(jiān)督區(qū)或只偶爾進入控制區(qū)工作的工作人員，如果預計其職業(yè)照射劑量當量在1～5mSv/a范圍內(nèi)，則應盡可能進行個人監(jiān)測。4.3放射性工作場所分類42如果可能，對所有職業(yè)照射的人員均應進行個人監(jiān)測。但對受照劑量當量始終不可能大于1mSv/a的工作人員，一般可不進行個人監(jiān)測。工作場所監(jiān)測的內(nèi)容和頻度，應根據(jù)工作場所內(nèi)輻射水平、變化和潛在照射的可能性與大小確定。工作場所監(jiān)測大綱應規(guī)定：擬測量的量；測量的時間、地點、頻度；測量方法和程序；參考水平和超過參考水平時應采取的行動。注冊者、許可證持有者、用人單位必須為每一位工作人員都保存職業(yè)照射記錄。在工作人員年滿75歲之前，應為他們保存職業(yè)照射記錄。在工作人員停止輻射工作后，其照射記錄至少要保存30年。如果可能，對所有職業(yè)照射的人員均應進行個人監(jiān)測。但對受照劑量434.4輻射（放射）事故管理關(guān)于輻射事故管理問題，衛(wèi)生部、公安部的文件《放射事故管理規(guī)定》（衛(wèi)監(jiān)發(fā)[1995]第48號，1995）作出了規(guī)定，下面是部分主要規(guī)定內(nèi)容。4.4.1輻射事故分類輻射事故按性質(zhì)分為三類：責任事故、技術(shù)事故、其他事故。輻射事故按類別也分為三類：一類事故、二類事故、三類事故。一類事故是人員受超劑量照射事故，二類事故是放射性物質(zhì)污染事故，三類事故是丟失放射性物質(zhì)事故。輻射事故按后果的嚴重程度分為四級：放射事件（零級事故）、一級事故、二級事故、三級事故。

4.4輻射（放射）事故管理444.4.2輻射事故處理原則輻射事故處理原則可粗略地歸納為下列一些方面。1）發(fā)生事故的單位必須及時采取妥善措施，控制事故，防止事故的擴大和蔓延，減少和控制事故的危害和影響，按規(guī)定上報，接受監(jiān)督部門的處理。2）處理事故時，應首先考慮工作人員和公眾人員的生命安全。3）發(fā)生事故的單位應及時收集與事故有關(guān)的物品和資料，作好調(diào)查研究工作，認真分析事故原因，采取妥善措施，保護國家財產(chǎn)和公眾的安全。4）發(fā)生丟失放射性物質(zhì)事故的單位，應密切配合環(huán)保部門和公安部門，迅速查找、偵破，盡快追回丟失的放射性物質(zhì)。5）對事故中的受照人員，應通過模擬實驗和各種檢測迅速估算受照劑量，作出必要的醫(yī)學處理。4.4.2輻射事故處理原則454.4.3輻射事故監(jiān)督管理關(guān)于輻射事故的監(jiān)督管理，主要有下列方面的規(guī)定。1）國務院環(huán)保部門和公安部門對全國輻射事故實施統(tǒng)一監(jiān)督管理。省級衛(wèi)生行政部門和公安部門對本轄區(qū)輻射事故實施統(tǒng)一監(jiān)督管理，組織處理二級以下（含二級）事故。2）地方各級環(huán)保部門和公安部門在接到輻射事故報告后，應迅速核實事故情況，判定事故級別，逐級上報。對初步確認為三級的事故，必須在24h內(nèi)報告國務院衛(wèi)生行政部門和公安部門。3）發(fā)生射線裝置事故（不含放射源）的單位，應依照規(guī)定將事故情況及時報告上級主管部門和環(huán)保部門，由環(huán)保部門會同有關(guān)部門調(diào)查處理。4）發(fā)生放射性同位素事故的單位，應依照規(guī)定將事故情況及時報告上級主管部門、環(huán)保部門、公安部門，由環(huán)保部門、公安部門會同有關(guān)部門調(diào)查處理。5）輻射事故應在發(fā)現(xiàn)事故之日起30日內(nèi)結(jié)案。一、二、三級事故以“放射事故報告表”形式結(jié)案。逾期不能結(jié)案的，必須每隔3個月作出“放射事故報告表”。放射事件以“放射事件登記表”形式登記。6）負責處理輻射事故的環(huán)保部門、公安部門必須建立輻射事故檔案數(shù)據(jù)庫。此外，還有其他和進一步的規(guī)定。4.4.3輻射事故監(jiān)督管理464.5放射性物質(zhì)管理關(guān)于放射性物質(zhì)的管理，國務院第44號令作出的規(guī)定的主要點如下：1）放射性同位素不得與易燃、易爆、腐蝕性物品一同存放。存放場所必須有防火、防盜、防泄漏措施，專人負責保管。2）貯存、領取、使用、歸還放射性同位素必須進行登記、檢查，賬物相符。3）從事放射性同位素的訂購、銷售、轉(zhuǎn)讓、調(diào)撥和借用的單位或個人，必須有許可登記證，并只限于在許可登記證的范圍內(nèi)活動，并向同級環(huán)保和公安部門備案。4）放射性廢水、廢氣和固體廢物排放，必須事先向所在省、自治區(qū)、直轄市的環(huán)保部門遞交環(huán)境影響報告，經(jīng)批準后到所在縣以上衛(wèi)生行政部門申請辦理許可證，并向公安部門登記。5）托運、承運和自行運輸放射性同位素或裝過放射性同位素的空容器，必須按國家有關(guān)運輸規(guī)定進行包裝和劑量檢測，經(jīng)縣以上運輸和環(huán)保部門檢查后方可運輸。6）生產(chǎn)的裝有放射性同位素的設備、射線裝置和放射防護器材，必須符合放射防護規(guī)定。4.5放射性物質(zhì)管理475輻射防護監(jiān)測

5.1輻射防護監(jiān)測概述輻射防護監(jiān)測是估算和控制公眾及放射性工作人員所受輻射劑量的測量工作，它包括測量綱要制定、測量實施和結(jié)果解釋。輻射防護監(jiān)測包括個人監(jiān)測、場所監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、流出物監(jiān)測和事故監(jiān)測。個人監(jiān)測主要是測量被輻射照射的個人所接受的劑量，通過這種測量積累工作人員接受劑量的數(shù)據(jù)，避免工作人員受到超過劑量的照射，同時也有助于分析超劑量的原因，為治療和研究輻射損傷提供數(shù)據(jù)。場所監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測主要是測定工作場所和周圍環(huán)境的輻射水平，從而可以預測工作人員和公眾人員可能受到的輻射程度，也可以為各種輻射防護設計提供準確的數(shù)據(jù)，并以此采取正確的防護措施，確保工作人員和公眾人員的安全。流出物監(jiān)測是對具有放射性的工作單位的排放物進行監(jiān)測，測量其排出物中可能含有的放射性核素的活度與總量，避免其對環(huán)境造成污染，對公眾和社會造成危害。事故監(jiān)測是迅速確定有關(guān)數(shù)據(jù)，以便采取措施。5輻射防護監(jiān)測5.1輻射防護監(jiān)測概述48對工業(yè)射線檢測工作來說，主要是進行個人劑量監(jiān)測和場所輻射水平監(jiān)測。個人劑量監(jiān)測常用的劑量計是膠片個人劑量計、光致熒光個人劑量計、熱釋光個人劑量計。場所劑量監(jiān)測常用的劑量計是攜帶式照射量率計和巡測儀。巡測儀主要有電離室、閃爍計數(shù)器、G-M計數(shù)管和正比計數(shù)器劑量儀。在選用劑量儀器時主要考慮的因素是：儀器的靈敏度、量程、能量響應、響應時間、抗干擾能力等。對工業(yè)射線檢測工作來說，主要是進行個人劑量監(jiān)測和場所輻射水平495.2比釋動能概念間接電離輻射與物質(zhì)作用時，能量傳給物質(zhì)的過程分為兩步。第一步是能量轉(zhuǎn)移給帶電粒子，第二步是帶電粒子通過電離、激發(fā)把能量傳給物質(zhì)。比釋動能概念描述的是第一步過程，即描述間接電離輻射把多少能量傳給直接電離粒子，而吸收劑量則是描述的第二步過程。因此，量度間接電離輻射傳給物質(zhì)的能量需要測定它給予直接電離粒子的能量。比釋動能一般記為K，它定義為：間接電離輻射在單位質(zhì)量的物質(zhì)中產(chǎn)生的帶電粒子的初始動能總和，即：式中，dEtr是間接電離輻射在物質(zhì)體積元內(nèi)釋放的所有帶電粒子的初始動能總和（包括這些帶電粒子在軔致輻射過程放出的能量、次級過程產(chǎn)生的任何帶電粒子的能量及俄歇電子的能量），單位為焦耳（J），dm為物質(zhì)體積元的質(zhì)量，單位為千克（kg）。5.2比釋動能概念50照射量、比釋動能及吸收劑量之間的關(guān)系：輻射量種類照射量Ρ比釋動能Κ吸收劑量D劑量的含義表征χ、γ在關(guān)心的體積內(nèi)用于電離空氣的能量表征不帶電粒子在所關(guān)心的體積內(nèi)交給帶電粒子的能量表征電離輻射在所關(guān)心的體積內(nèi)被物質(zhì)吸收的能量適用范圍輻射場χ、γ不帶電粒子電離輻射介質(zhì)空氣任何物質(zhì)任何物質(zhì)單位Gy、radGy、rad換算關(guān)系照射量、比釋動能及吸收劑量之間的關(guān)系：輻射量種類照射量Ρ比釋51如果忽略軔致輻射損失的能量，則比釋動能與吸收劑量相等，也就是，在多數(shù)情況下，可以認為吸收劑量等于比釋動能。比釋動能的常用單位為戈瑞（Gy）。單位時間的比釋動能稱為比釋動能率，常記為，它等于：比釋動能率的常用單位是戈瑞/小時（Gy/h）。如果忽略軔致輻射損失的能量，則比釋動能與吸收劑量相等，也就是525.3輻射防護監(jiān)測的主要規(guī)定5.3.1一般規(guī)定主要的規(guī)定是對甲種工作條件要有個人劑量監(jiān)測，對場所要有經(jīng)常性監(jiān)測，建立個人受照劑量和場所監(jiān)測檔案；對乙種工作條件要有個人劑量監(jiān)測，對場所要定期監(jiān)測，建立個人受照劑量檔案；對丙種工作條件可根據(jù)需要進行監(jiān)測，并作記錄。5.3.2個人劑量監(jiān)測規(guī)定主要的規(guī)定包括下列方面：1）對任何在控制區(qū)工作的人員或照射劑量可能超過5mSv/a的人員應進行個人劑量監(jiān)測，對在監(jiān)督區(qū)工作或預計照射劑量在1～5mSv/a的人員應盡可能進行個人劑量監(jiān)測。2）年受照劑量小于5mSv時，只需記錄個人監(jiān)測的劑量；年受照劑量不小于5mSv時，除需記錄個人監(jiān)測的劑量外，還應進一步調(diào)查原因；年受照劑量大于20mSv時，應記錄個人監(jiān)測的劑量、進行安全評價、調(diào)查原因、改進防護措施。3）個人監(jiān)測全身的劑量當量值，任何一年應不大于50mSv，連續(xù)5年的平均值應不大于20mSv。5.3輻射防護監(jiān)測的主要規(guī)定535.3.3設備監(jiān)測規(guī)定對使用中的500kV以下的X射線機，應監(jiān)測其漏泄空氣比釋動能率，便攜式X射線機每年監(jiān)測一次，固定式X射線機每2～3年監(jiān)測一次。對射線機應監(jiān)測其漏泄空氣比釋動能率和安全裝置的性能，每年由放射防護主管部門進行一次監(jiān)測。5.3.4場所監(jiān)測規(guī)定對X射線現(xiàn)場檢測時，作業(yè)場所應劃分為控制區(qū)和管理區(qū)，控制區(qū)是空氣比釋動能率在40Gy/h以上區(qū)域，管理區(qū)是控制區(qū)邊界外空氣比釋動能率在4Gy/h以上區(qū)域。對X射線探傷室，應定點監(jiān)測：探傷室門外5cm距地面1m高處門的左、中、右三點，探傷室墻外5cm距地面1m高處、每個墻面至少2點，人員經(jīng)?；顒犹幍龋粚φＪ褂玫奶絺颐磕曛辽賾O(jiān)測一次；監(jiān)測點的空氣比釋動能率：非工作人員居留處應小于2.5Gy/h，工作人員居留處應小于25Gy/h。對射線現(xiàn)場檢測時，作業(yè)場所應劃分為控制區(qū)和監(jiān)督區(qū)，控制區(qū)是空氣比釋動能率在40Gy/h以上區(qū)域，監(jiān)督是控制區(qū)邊界外空氣比釋動能率在2.5Gy/h以上區(qū)域。對射線探傷室，應監(jiān)測探傷室門外5cm點和探傷室墻外5cm點；對正常使用的探傷室每年應監(jiān)測一次；監(jiān)測點的空氣比釋動能率應小于2.5Gy/h。5.3.3設備監(jiān)測規(guī)定54復習題1．簡述照射量、吸收劑量、劑量當量概念和它們的單位。2．說明如何從照射量確定吸收劑量。3．簡述危險度和權(quán)重因子概念。4．從輻射防護的觀點，輻射生物效應如何分類，它們的特點如何?5．輻射損傷可分為哪些類型?它們的特點是什么?6．輻射防護的基本原則是哪些?如何理解這些基本原則?7．我國輻射防護標準，對劑量當量限值作了哪些主要規(guī)定?8．我國輻射防護標準和有關(guān)法規(guī)，對放射工作人員條件作了哪些主要規(guī)定?9．對放射性物質(zhì)管理，我國的有關(guān)條例和法規(guī)作了哪些主要規(guī)定?10．對放射工作場所，我國有關(guān)防護標準和法規(guī)如何分類?作了哪些主要規(guī)定?11．對輻射事故管理，我國有關(guān)防護標準和法規(guī)作了哪些主要規(guī)定?12．對輻射防護監(jiān)測，我國有關(guān)防護標準作了哪些主要規(guī)定?復習題55謝謝大家！謝謝大家！56演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！57

塔里木油田職業(yè)技能鑒定無損檢測技師培訓

射線檢測培訓教程

《輻射防護》

主講曹新華

塔里木油田分公司工程技術(shù)部

2008.06

塔里木油田職業(yè)技能鑒定無損檢測技師培訓

射線檢測培訓教程58概述輻射，即通常所稱的射線，從它與物質(zhì)相互作用引起的電離情況可分為兩類：（致）電離輻射和非（致）電離輻射。任何與物質(zhì)作用，直接作用或間接作用可引起物質(zhì)電離的輻射稱為電離輻射，不能引起物質(zhì)電離的輻射稱為非電離輻射。直接致電離粒子如電子、射線、質(zhì)子、粒子等帶電粒子，X射線和射線是間接致電離輻射。人們很早就認識到電離輻射對人體的危害作用，并注意到安全防護問題，輻射防護就是研究這方面的一個學科。對于工業(yè)射線檢測技術(shù)，在輻射防護方面面對的主要問題是外照射防護。本章將針對工業(yè)射線檢測技術(shù)，介紹輻射防護的基本概念和相關(guān)的主要內(nèi)容。概述591.輻射量為了描述輻射與物質(zhì)的相互作用，必須建立一些描述輻射本身性質(zhì)的物理量及其測量單位?，F(xiàn)在廣泛使用的描述輻射的物理量主要有照射量、吸收劑量、劑量當量。1.1照射量當X射線或射線穿過空氣時可以產(chǎn)生二次電子，二次電子和空氣分子作用，使空氣電離，形成帶有正電荷的正離子和帶有負電荷的負離子，照射量就是描述X射線或射線使空氣產(chǎn)生電離能力的物理量。1.輻射量為了描述輻射與物質(zhì)的相互作用，必須建立一些描述輻60照射量定義為：X射線或射線在某一體積元的空氣中產(chǎn)生的全部電荷被完全阻留在空氣中時，產(chǎn)生的任一種符號的電荷的絕對值與這個小體積空氣質(zhì)量之比

式中X——照射量；dm——體積元中空氣的質(zhì)量；dQ——在體積元空氣中產(chǎn)生的一種符號電荷的電量。即，照射量表示X射線或射線在單位質(zhì)量的空氣中所能產(chǎn)生的電荷數(shù)量。照射量常用符號：“X”表示，其法定計量單位是：庫侖/千克，符號為“C/kg”。照射量的專用單位是：倫琴，符號為“R”。兩個單位的關(guān)系是 1R=2.58×104C/kg照射量定義為：X射線或射線在某一體積元的空氣中產(chǎn)生的全部電61照射量是X射線或射線對空氣定義的，它不適于其他輻射，也不適于其他物質(zhì)。單位時間的照射量稱為照射量率，一般用符號“”表示，即

式中dt——一小的時間間隔，dX——在此時間間隔中產(chǎn)生的照射量（其中的“d”均為微分符號）。其單位常用C/kg·h1

等表示。照射量是X射線或射線對空氣定義的，它不適于其他輻射，也不適621.2吸收劑量當射線輻照物體時，可以將它能量的一部分或全部傳遞給被輻照的物體，也即被輻照的物體可以吸收電離輻射的一部分或全部能量。但是，在同樣的條件下，不同的物質(zhì)吸收射線能量的情況并不相同。照射量僅僅表示了空氣完全吸收X射線或射線能量的情況，而吸收劑量表示的是各種物質(zhì)吸收電離輻射能量的情況。吸收劑量定義為：電離輻射授予某一體積元中物質(zhì)的平均能量與該體積元中物質(zhì)質(zhì)量之比

式中D——吸收劑量；——授予體積元的平均能量；——體積元的物質(zhì)質(zhì)量。1.2吸收劑量63即吸收劑量表示電離輻射傳遞給單位質(zhì)量的被輻照物質(zhì)的能量。單位是：戈瑞，符號為“Gy”。1Gy＝1J/kg吸收劑量的專用單位是：拉德，符號為“rad”，兩者的關(guān)系是

1Gy＝100rad在實際使用中常用較小的單位，如毫戈瑞（mGy）等。吸收劑量適用于任何類型的電離輻射，也適用于任何物質(zhì)。但必須注意的是，吸收劑量的大小不僅相關(guān)于電離輻射本身的類型和能量，而且也相關(guān)于被輻照的物質(zhì)。同樣的電離輻射輻照不同的物質(zhì)時，產(chǎn)生的吸收劑量可以不同。類似于照射量率相應地可以引入吸收劑量率:

它表示單位時間的吸收劑量，常用單位是:戈瑞/小時（Gy/h）。即吸收劑量表示電離輻射傳遞給單位質(zhì)量的被輻照物質(zhì)的能量。641.3劑量當量不同類型的電離輻射和不同的照射條件，對于生物體產(chǎn)生的輻射損傷即使在相同的吸收劑量之下也可以不同。為了統(tǒng)一評價不同類型的電離輻射對生物體產(chǎn)生的輻射損傷，在研究輻射防護時必須考慮不同輻射的輻射損傷差別。為此，引入輻射品質(zhì)因數(shù)，常記為Q，表示吸收能量微觀分布對輻射生物效應的影響；引入修正因子，常記為N，表示吸收劑量空間、時間等分布不均勻性對輻射生物效應的影響。劑量當量則定義為：吸收劑量與輻射品質(zhì)因數(shù)及修正因子之積，常用符號“H”表示，即

H＝DQN劑量當量的單位是：希[沃特]，符號為：Sv。 1Sv＝1J/kg1.3劑量當量65劑量當量的專用單位是：雷姆，符號為“rem”，兩者的關(guān)系是1Sv＝100rem當輻射具有一定能譜時，可以給出平均品質(zhì)因數(shù)，常簡單地記為Q。一些射線的平均品質(zhì)因數(shù)列于表1中。修正因子一般都取為1。同樣，可以定義劑量當量率表示單位時間的劑量當量，常用單位是：希沃特/小時（Sv/h）。表1-1.射線的平均品質(zhì)因數(shù)照射類型射線種類Q

外照射X射線，射線，電子1熱中子3中能中子（0.02～0.1Mev）5~8快中子（0.5～10Mev）10內(nèi)照射X射線，射線，電子1粒子10劑量當量的專用單位是：雷姆，符號為“rem”，兩者的關(guān)系是表661.4吸收劑量與照射量的關(guān)系從前面的介紹可以看到，吸收劑量和照射量不是同一概念，照射量是以空氣的電離程度對輻射場的一種量度，吸收劑量給出的是被照射物質(zhì)吸收輻射能量的狀況，但兩者存在一定的關(guān)系。直接測量吸收劑量是比較困難的，但可以通過儀器測量照射量來計算被輻照物體的吸收劑量。在標準狀態(tài)下1cm3的空氣的質(zhì)量為0.0013g，當它受到1R的照射量照射時，產(chǎn)生的電離能為0.113erg，所以，空氣在1R的照射量照射下吸收的能量為 8.69×J/kg一般地，如果記照射場中某點的照射量為X（單位為倫琴，R），該點空氣的吸收劑量為，則可給出空氣的吸收劑量與照射量的關(guān)系為 ＝8.69×X（Gy） 當照射量的單位為庫侖/千克（C/kg）時，它們的關(guān)系為 ＝33.7X（Gy） 這樣，只要知道了輻照場中某點的照射量，就可以計算該點空氣的吸收劑量。1.4吸收劑量與照射量的關(guān)系67對某種物質(zhì)，其吸收劑量可按下式計算式中——物體的吸收劑量（Gy）；

X——物體所在處的照射量（R）；f——換算因子;換算因子的值相關(guān)于射線的能量，也相關(guān)于被輻照的物體的性質(zhì)。從有關(guān)手冊可查到人體的換算因子值，按照人體的肌肉、骨骼等的組成，通常對人體可?。╔的單位為R）：

f＝9.5×用此因子可從照射量得出全身受到均勻外照射時的近似吸收劑量。圖1-1、圖1-2、圖1-3給出的是X射線機和射線源的照射量率曲線，這類關(guān)系曲線是計算輻射防護問題必須的數(shù)據(jù)。對某種物質(zhì)，其吸收劑量可按下式計算68圖1-1恒壓X射線機的照射量率曲線圖1-2高能X射線（恒壓）的照射量率曲線射線檢測培訓教程《輻射防護》69圖1-3射線源的照射量率（源活度為0.037TBq，每次衰變發(fā)射一個射線光子)射線檢測培訓教程《輻射防護》702.輻射生物效應2.1輻射生物效應分類輻射作用于生物體時由于電離作用，將造成生物體的細胞、組織、器官等的損傷，引起病理反應，這稱為輻射生物效應。輻射對生物體的作用是一個極其復雜的過程，生物體從吸收輻射能量開始到產(chǎn)生生物效應，要經(jīng)歷許多不同性質(zhì)的變化，一般認為將經(jīng)歷四個階段的變化，即物理變化階段、物理—化學變化階段、化學變化階段、生物變化階段。輻射生物效應可以表現(xiàn)在受照者本身，也可以出現(xiàn)在受照者的后代。表現(xiàn)在受照者本身的稱為軀體效應，出現(xiàn)在受照者后代時稱為遺傳效應。軀體效應按照顯現(xiàn)的時間早晚又分為近期效應和遠期效應。從輻射防護的觀點，全部輻射生物效應可以分為兩類：隨機性效應、非隨機性效應。2.輻射生物效應2.1輻射生物效應分類71隨機性效應是效應的發(fā)生率（而不是嚴重程度）與劑量的大小有關(guān)的輻射生物效應。對于正常的低劑量照射情況，從輻射防護的目的出發(fā)，常假定隨機性效應的發(fā)生率與劑量之間存在線性關(guān)系，即劑量越大隨機性效應的發(fā)生率越大，并且不存在劑量閾值。非隨機性效應是指存在閾值的效應，這種生物效應只有當劑量超過一定的值之后才能發(fā)生，效應的嚴重程度也與劑量的大小相關(guān)。因此，只要限制劑量當量就可以避免非隨機性效應的發(fā)生。一些器官或組織的非隨機性效應閾值如表2-1所示。隨機性效應是效應的發(fā)生率（而不是嚴重程度）與劑量的大小有關(guān)的72

表2-1部分非隨機性效應的劑量閾值表2-2比較了隨機性效應與非隨機性效應（確定性效應）的基本特點。表2-2隨機性效應與非隨機性效應（確定性效應）的基本特點器官、組織效應單次照射的劑量閾值多次照射累積劑量閾值生殖腺永久性不育3Gy---眼晶體晶體混濁0.5～2.0Sv＞15Gy紅骨髓造血機能損傷1.5Sv＞20Gy皮膚難以接受的變化---＞20Gy效應類型效應發(fā)生效應嚴重程度隨機性效應不存在劑量閾值，發(fā)生概率與劑量相關(guān)與劑量無關(guān)非隨機性效應存在劑量閾值與劑量相關(guān)表2-1部分非隨機性效應的劑量732.2危險度、權(quán)重因子與有效劑量當量對隨機性效應進行定量描述的重要概念是危險度、權(quán)重因子。危險度定義為：單位劑量當量（1Sv）在受照器官或組織誘發(fā)惡性疾患的死亡率，或出現(xiàn)嚴重遺傳疾病的發(fā)生率。不同的器官和組織的危險度不同，為表征不同器官和組織在相同劑量當量下，對人體導致輻射生物效應有害程度的差異，引入表示相對危險度的權(quán)重因子概念。權(quán)重因子定義為：各器官或組織的危險度與全身受到均勻照射的危險度之比，記為WT。表2-3列出了人體各器官和組織的危險度和權(quán)重因子。2.2危險度、權(quán)重因子與有效劑量當量74表2-3器官和組織的危險度和權(quán)重因子①選取其他五個接受劑量當量最大的器官或組織，每個器官或組織的權(quán)重因子取為0.06，其他器官或組織不計。胃、小腸、大腸上段、大腸下段可作為四個獨立器官。器官、組織效應危險度（1/Sv）WT（權(quán)重因子）生殖腺二代重大遺傳疾病4×1030.25乳腺乳腺癌2.5×1030.15紅骨髓白血病2×1030.12肺肺癌2×1030.12骨骨癌5×1040.03甲狀腺甲狀腺癌5×1040.03其他組織癌5×1030.30①全身誘發(fā)癌癥1×102一代遺傳疾病4×103表2-3器官和組織的危險度和權(quán)重因75身體受到照射時，可能是多個部位或全身，不同的部位受到的照射也可能不同，為了評價這時產(chǎn)生的輻射生物效應，對隨機效應引入了有效劑量當量。有效劑量當量定義為：器官或組織接受的劑量當量與該器官或組織的相對危險度權(quán)重因子之積，有效劑量當量一般記為，它等于:

HT為器官或組織接受的劑量當量，對整個人體在非均勻照射時，有效劑量當量為:

身體受到照射時，可能是多個部位或全身，不同的部位受到的照射也762.3輻射損傷輻射損傷就是電離輻射產(chǎn)生的各種生物效應對人體造成的危害和損傷。它可以來自人體之外的輻射照射，也可以產(chǎn)生于吸入體內(nèi)的放射性物質(zhì)的照射。造成輻射損傷的機理主要是，輻射能使生物體中的分子發(fā)生電離和激發(fā)，或者直接破壞生物體的大分子，或者通過破壞水分子，使生物體的大分子受到破壞。輻射損傷可分為兩種：急性損傷、慢性損傷。急性損傷是短時間內(nèi)全身受到大劑量，例如數(shù)戈[瑞]劑量的照射產(chǎn)生的輻射損傷。典型的急性損傷常表現(xiàn)為三個階段：1）前驅(qū)期：受照者出現(xiàn)惡心、嘔吐、等癥狀，約持續(xù)1～2天；2）潛伏期：一切癥狀消失，可持續(xù)數(shù)日或數(shù)周；3）發(fā)癥期：表現(xiàn)出輻射損傷的各種癥狀，如嘔吐、腹瀉、出血、嗜眠、毛發(fā)脫落等，嚴重者導致死亡。急性損傷主要是中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷、造血系統(tǒng)損傷、消化系統(tǒng)損傷，也可以造成性腺損傷、皮膚損傷等。由于急性損傷將造成嚴重后果，所以必須防止短時間大劑量的照射情況發(fā)生。急性損傷的主要效應特點如表2-4所示。2.3輻射損傷77表2-4急性損傷的主要效應劑量/Gy可能產(chǎn)生的效應0～0.25無可檢出效應，可能無遲發(fā)效應。0.5血象輕度暫時變化，可能有遲發(fā)效應。1惡心、疲勞。2受照后24h內(nèi)出現(xiàn)惡心、嘔吐，一周潛伏期后出現(xiàn)毛發(fā)脫落、厭食、虛弱等（如，腹瀉、喉炎）。4（半致死劑量）受照后幾小時出現(xiàn)惡心、嘔吐，二周內(nèi)可見毛發(fā)脫落、厭食、虛弱、體溫增高，第三周出現(xiàn)紫斑、口腔和咽部感染，第四周出現(xiàn)蒼白、腹瀉、迅速消瘦，50%個體可能死亡?！?（致死劑量）受照后1～2h出現(xiàn)惡心、腹瀉，一周出現(xiàn)嘔吐等，體溫升高，迅速消瘦，第二周出現(xiàn)死亡，死亡率可達80%～100%表2-4急性損傷的主要效應劑量/Gy可能產(chǎn)生的效應078慢性損傷是長時間受到超過容許水平的低劑量的照射時，在受照后數(shù)年甚至數(shù)十年后出現(xiàn)的輻射生物效應。對慢性損傷目前尚難以判定輻射與損傷之間的因果關(guān)系。目前認為慢性損傷主要有白血病、癌癥（皮膚癌、甲狀腺癌、乳腺癌、肺癌、骨癌等）、再生不良性貧血、白內(nèi)障、壽命縮短等。關(guān)于壽命縮短，在國際放射防護委員會的第26號出版物中指出：“壽命縮短效應，除了由于誘發(fā)腫瘤所造成的以外，缺乏確鑿的證據(jù)，不能用于定量估計”。除了上述兩種情況外，實際中存在的另一種情況是慢性小劑量照射，即長時期受到低于最大容許劑量的照射。對于這種照射的輻射生物效應，過去是從高劑量、高劑量率的效應外推進行評估的，近年來的資料表明，低劑量、低劑量率引起的輻射生物效應低于從高劑量、高劑量率外推得出的結(jié)果。慢性小劑量照射產(chǎn)生的輻射損傷可能是誘發(fā)癌癥。一種觀點認為，由于機體對輻射損傷具有修復功能，因此當輻射損傷較輕時，機體的修復作用將使輻射損傷的癥狀表現(xiàn)不出來。慢性小劑量照射情況關(guān)于人體的直接經(jīng)驗很少，尚需要進一步研究。慢性損傷是長時間受到超過容許水平的低劑量的照射時，在受照后數(shù)79輻射損傷與許多因素相關(guān)，主要是輻射性質(zhì)、劑量、劑量率、照射方式、照射部位和范圍等。（1）輻射性質(zhì)不同類型、不同能量的輻射傳給受照機體的能量不同，使機體產(chǎn)生的電離不同，因而產(chǎn)生的生物效應也不同。品質(zhì)因數(shù)定量地說明了這點。（2）劑量從隨機性效應和非隨機性效應的發(fā)生可以看到，劑量與生物效應之間存在復雜的關(guān)系，但一般可以認為，吸收劑量越大輻射生物效應發(fā)生的可能越大，輻射生物效應也越嚴重。（3）劑量率在總劑量相等的情況下，可以認為，劑量率越高產(chǎn)生的輻射生物效應越嚴重。由于機體對輻射損傷具有修復功能，所以小劑量率的照射可能不能產(chǎn)生輻射損傷。（4）照射方式照射方式包括外照射、內(nèi)照射，一次照射、多次照射，也包括多次照射的時間間隔等。外照射是來自機體之外的輻射照射，內(nèi)照射是進入機體的放射性物質(zhì)產(chǎn)生的輻射照射。照射方式不同，機體的吸收不同，產(chǎn)生的輻射生物效應也不同。對于射線檢測人員主要是外照射產(chǎn)生的輻射生物效應。（5）照射部位與范圍機體的不同部位對輻射的敏感程度不同，因此在同樣的輻射照射下產(chǎn)生的輻射生物效應可以不同。不同部位的敏感性從高向低的次序是：腹部、盆腔、頭部、胸部、四肢。在相同的劑量下，受照的范圍越大引起的輻射生物效應越強。輻射損傷與許多因素相關(guān)，主要是輻射性質(zhì)、劑量、劑量率、照射方803.輻射防護原則、劑量限制體系

和防護技術(shù)

3.1輻射防護原則輻射防護的目的是防止發(fā)生有害的非隨機性效應、限制隨機性效應的發(fā)生率在被認為是可以接受的水平范圍之內(nèi)，從而盡量降低輻射可能造成的危害。為了實現(xiàn)上述的防護目的，在輻射防護中應遵循三項原則：正當化原則、最優(yōu)化原則、限值化原則。正當化原則：在任何包含電離輻射照射的實踐，應保證這種實踐對人群和環(huán)境產(chǎn)生的危害小于這種實踐給人群和環(huán)境帶來的利益，即獲得的利益必須超過付出的代價，否則這種含有電離輻射的實踐是不正當?shù)?，不應進行這種實踐。最優(yōu)化原則：應當避免一切不必要的照射，任何伴隨電離輻射照射的實踐，在符合正當化原則的前提下，在考慮了經(jīng)濟和社會因素之后，源的設計和利用及與此有關(guān)的實踐，應保證將輻射照射保持在可以合理達到的盡量低的水平?？紤]時應包括劑量大小、受照人數(shù)、以及不一定受到但可能受到的照射等各個方面。限值化原則：在符合正當化原則和最優(yōu)化原則下所進行的實踐中，應保證個人所接受的照射劑量當量不超過規(guī)定的相應限值。3.輻射防護原則、劑量限制體系

和防護技術(shù)3.1輻射81輻射防護中所謂的“可以接受的水平”，是把放射性工作的危險度與其他被認為安全標準比較高的職業(yè)的危險度相比較提出的。不同的職業(yè)都具有一定的危險度，國際上公認的比較安全行業(yè)的危險度是。放射性工作全身均勻照射時，按照目前輻射防護標準中常規(guī)定的年劑量當量限值是50mSv，從此可以得到放射性工作的職業(yè)危險度（發(fā)生癌癥的幾率）為： 5×這個危險度與許多行業(yè)（石油：5×、化工：3×、冶金：3×等）的危險度是相近的。實際上接近劑量當量限值的人數(shù)是很少的，多數(shù)人接受的年劑量當量不超過5mSv，若按照這個值計算，則危險度為： 5×這應是比較低的危險度。輻射防護中所謂的“可以接受的水平”，是把放射性工作的危險度與823.2劑量限制體系按照輻射防護的目的和上述原則，輻射防護標準關(guān)于劑量當量的限值規(guī)定主要包括：（1）對非隨機性效應規(guī)定了不同器官或組織的最大容許劑量當量限值。（2）對隨機性效應依據(jù)可以接受的水平，以危險度為基礎規(guī)定全身均勻照射的年劑量當量限值和非均勻照射時各器官和組織容許的有效劑量當量限值。顯然，上述對隨機性效應的規(guī)定值僅是一個“可以接受的水平”的限值，并不是保證不發(fā)生輻射損傷的限值。因此，在實踐中應遵循最優(yōu)化原則盡量降低受到的輻射照射。劑量當量和有效劑量當量常簡稱為劑量當量或劑量。放射性工作人員的年劑量當量是指，一年工作期間所受到照射的劑量當量（與攝入的放射性核素所產(chǎn)生的待積劑量當量二者之和），但不包括天然本底照射和醫(yī)療照射。表3-1列出了GB18871—2002關(guān)于個人劑量當量限值的主要規(guī)定。3.2劑量限制體系83表3-1GB18871－2002關(guān)于個人劑量當量限值的規(guī)定①特殊情況下，如果5個連續(xù)年的年平均劑量不超過1mSv，則某一單一年份的有效劑量當量可提高到5mSV。效應照射對象與要求年劑量當量限值/（mSv

·

a1）職業(yè)人員公眾人員

非隨機性效應眼晶體15015四肢或皮膚50050隨機性效應全身，連續(xù)5年平均20－全身，任何一年201①表3-1GB18871－2002關(guān)于個人劑量當量限值的84關(guān)于劑量當量限值，在GB18871—2002標準中還有如下一些主要規(guī)定。a）對放射性工作人員在特殊情況下，允許經(jīng)審管部門審批，可以例外地把劑量平均期延長到10年。在此期間，年平均劑量當量限值為20mSV/a，并且任何一年的有效年劑量當量限值不能超過50mSv/a。b）對年齡為16歲－18歲的就業(yè)培訓的徒工和學生所受的職業(yè)性照射應控制為，年有效劑量當量限值為6mSv/a，眼晶體的年劑量當量限值為50mSv/a，四肢和皮膚的年劑量當量限值為150mSv/a。關(guān)于劑量當量限值，在GB18871—2002標準中還有如下853.3外照射防護方法對外照射主要從照射時間、照射距離、屏蔽三方面控制人員所受到的照射劑量。（1）時間顯然，減少受到照射的時間可以減少接受的照射劑量。在照射率一定時，由于 劑量＝劑量率×時間因此，針對照射率的大小可以確定容許的受到照射的時間。（2）距離將輻射源視為點源，則輻射場中某點的照射劑量與該點和源的距離的平方成反比，即：其中，F(xiàn)

1——源與輻照場中點1的距離；

F

2——源與輻照場中點2的距離；

D

1——輻照場中點1的照射劑量；

D

2——輻照場中點2的照射劑量。距離增大將迅速降低受到的照射劑量。3.3外照射防護方法86（3）屏蔽按照射線的衰減規(guī)律，如果在工作人員與源之間設立適當?shù)钠帘挝矬w，則射線穿過屏蔽物體后其強度將大大降低，也必然減少產(chǎn)生的照射劑量。對X射線和射線常用的屏蔽材料是鉛和混凝土。采用半價層厚度概念常可以近似估計所需要的屏蔽材料厚度。表3-2和表3-3是X射線和射線的半價層厚度值。圖3-1和圖3-2分別是寬束X射線在鉛和混凝土中的減弱曲線，圖3-3、圖3-4分別是寬束射線60Co源、192Ir源在鉛、鐵等材料中的減弱曲線，它們給出了透射因子（即透射強度與入射強度之比）與屏蔽厚度的關(guān)系。

（3）屏蔽按照射線的衰減規(guī)律，如果在工作人員與源之間設立87表3-2寬束X射線的近似半價層厚度（單位：mm）表3-3常用射線源的半價層厚度（GB18465—2001）（單位：mm）管電壓/kV鉛混凝土管電壓/kV鉛混凝土500.064.32500.8828.0750.178.43001.4731.01000.2716.04002.533.01500.3022.41MV7.944.02000.5225.02MV12.564.0屏蔽材料60Co192Ir169Yb170Tm鋁70502720混凝土705027——鋼241495鉛133080.6鎢102.5——0.09鈾62.3——0.035表3-2寬束X射線的近似半價層厚度（單位：mm）管電壓88圖3-1寬束X射線在鉛中的減弱曲線圖3-2寬束X射線在混凝土中的減弱曲線圖3-1寬束X射線在鉛中的減弱曲線圖3-289圖3-360Co源寬束射線的減弱曲線圖3-4192Ir源寬束射線的減弱曲線圖3-360Co源寬束射線的減弱曲線903.4外照射防護計算輻射防護計算是一個比較復雜的問題，簡單的外照射輻射防護計算一般包括下述內(nèi)容：1）確定輻照場的照射量數(shù)據(jù)（確定輻射源的輸出數(shù)據(jù)）。2）確定所應采用的劑量當量限值。3）按等式關(guān)系、衰減規(guī)律等計算。關(guān)于確定輻照場的照射劑量數(shù)據(jù)（確定輻射源的輸出數(shù)據(jù)），要求概念清晰，掌握較多的手冊數(shù)據(jù)。在計算時需要的一個重要數(shù)據(jù)是射線源的照射量，對X射線機可利用如圖1-1～1-2照射量率曲線給出的（輸出額）數(shù)據(jù)確定，對射線源可利用圖1-3的照射量曲線或射線源的照射量率常數(shù)確定。3.4