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放射性检测仪表应用辐射防护知识培训材料北京树诚科技发展有限公司第一部分：放射源基本知识1、什么是放射性?放射性是自然界存在的一种自然现象。世界上一切物质都是由一种叫“原子”的微小粒子构成的，每个原子的中心有一个“原子核”。大多数物质的原子核是稳定不变的，但有些物质的原子核不稳定，会自发地发生某些变化，这些不稳定原子核在发生变化的同时会发射各种各样的射线，这种现象就是人们常说的“放射性”。有的放射性物质在地球诞生时就存在，如铀、钍、镭等，它们叫做天然放射性物质。另一方面，人类出于不同的目的制造了一些具有放射性的物质，这种物质叫人工放射性物质。尽管100多年前人们才发现放射性，但放射性从来就存在于我们的生活中。放射性可以说无时不有，无处不在，我们吃的食物、喝的水、住的房屋、用的物品、周围的天空大地、山川草木乃至人体本身都含有一定的放射性。人们受到的放射性照射大约有82％来自天然环境，大约有17％来自医疗诊断，而来自其他活动大约只有1％。2、什么是放射源?放射源是指用放射性物质制成的能产生辐射照射的物质或实体。放射源按其密封状况可分为密封源和非密封源。密封源是密封在包壳或紧密覆盖层里的放射性物质，工农业生产中应用的料位计、探伤机等使用的都是密封源，如钴-60、铯-137、铱-192等。非密封源是指没有包壳的放射性物质，医院里使用的放射性示踪剂属于非密封源，如碘-131、碘-125、锝-99m等。放射源按发出射线的类型可分为阿尔法源(α射线)、贝塔源(β射线)、伽玛源(γ射线)、中子源(n射线)等。不同的放射源发射出不同类型的射线。这些射线看不见、摸不着，必须使用专门的仪器才能探测得到。不同的射线在物体中穿透能力也各有不同。一张厚纸可挡住阿尔法射线；有机玻璃、铝等材料可有效阻挡贝塔射线；伽玛射线穿透能力较强，可以用混凝土、铅等阻挡；中子射线需用石蜡等轻质材料来阻挡。因此，放射源并不可怕，对放射源无端的恐惧是没有必要的，特别是那些已经采取了安全保护措施，放射源品种很多，应用广泛，不仅在核设施，而且在科研院校、医疗机构、地质和煤田勘探与开采、石油开采与炼油、公路与桥梁建设、机械制造与安装、建材(尤其是水泥厂)、纺织、卷烟、造船、电力、制药、育种、造纸、冶金、仪表和钟表制造、电影制片、木材、塑料、面粉、饲料加工、电缆、荧光灯生产等各行各业都得到应用。3、放射源的应用几十年来，放射源的应用为发展国民经济、保障人民健康做出了重大贡献。在医学方面放射源广泛用于医学诊断、治疗和消毒灭菌。在农业方面用于辐照育种，可以改良品质，增加产量，还可用于灭菌保鲜等。在工业方面可用于石油、煤炭等资源勘探，矿石成份分析，工业探伤、无损检测、材料改性和料位、密度、厚度测量等。放射源还可用于人造卫星供电，火灾烟雾报警，污水治理等。正常使用的放射源，对人体是基本没有危害的。4、放射源的活度一个放射源强度的大小通常不用体积或质量的大小来衡量，而使用放射性活度来表示。一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数称为它的放射性活度。1975年召开的国际计量大会规定了放射性活度的国际单位是秒的倒数（s-1），叫贝可勒尔（Becquerel），简称贝可，符号是Bq，1Bq就是放射性物质在1秒钟内有1个原子核发生衰变。贝可这个单位太小，表述起来不太方便。历史上曾用居里（Ci）表示放射性活度的大小，现在人们日常应用中仍然习惯用使用居里或者毫居（mCi）作为源活度单位。居里与贝可的换算关系为：1Ci＝1000mCi＝3.7×1010Bq5、放射源的危害放射源发射出来的射线具有一定的能量，它可以破坏细胞组织，从而对人体造成伤害。当人受到大量射线照射时，可能会产生诸如头昏乏力、食欲减退、恶心、呕吐等症状，严重时会导致机体损伤，甚至可能导致死亡；但当人只受到少量射线照射(例如来自天然本底辐射的照射)时，一般不会有不适症状发生，也不会伤害身体。根据受到的照射水平和它的时间分布，可将各种照射划分为两种类型。第一类是连续的或间断的低剂量率、低剂量水平下的持续照射；第二类是中等或高剂量率、大剂量水平下的短时间照射。从受照部位的大小及其均匀程度看，又有全身照射与局部照射，均匀照射与非均匀照射之别。一般来说，高剂量率的全身均匀照射危害最大，易诱发确定向效应。低剂量的持续性照射，不会即刻影响到人的健康，但可能诱发随机性效应。射线对人体的照射方式分为外照射和内照射两种。内照射指进入体内的放射性核素作为辐射源对人体的照射。放射性核素可以经由吸入、食入、皮肤或伤口进入人体。进入人体的放射性核素在体内转移，并不断地因排出体外和放射性衰变而减少。内照射的危害与摄入放射性核素的途径、种类、理化形态、摄入量以及该种元素在体内的代谢规律待因素有关。要特别注意防护那些半衰期长，排出体外的速率慢和毒性大的核素。外照射指体外辐射源对人体的照射。X射线、γ射线和中子等贯穿辐射对人体全身或器官都可产生危害。而弱贯穿辐射的β射线因其穿透率小只对皮肤浅表和眼晶体造成危害。一般来说，α射线不会引致皮肝胆的外照射危害。6、放射源的防护工业检测用放射源一般在出厂时已由专业操作人员用专用设备放入防护容器中。防护容器外形一般为圆球或圆柱状，外壳和内衬大多为碳钢，在夹层里注入密度较大、屏蔽系数较高的铅。针对活度较大的Co-60等放射源，还需要在源外加装一层用贫油或钨钢制作的防护套。防护容器一般有存储容器、运输容器、使用容器等。使用容器也叫射线输出器，容器上设计有射线输出孔。输出孔按使用要求一般制作成准直孔、一定角度的扇形孔或锥度孔。准直孔发射出的射线束为直线状，类似激光束，呈点状照射到探测器上，适用于料位开关检测。扇形孔适用于连续料位检测，发出的射线束呈上下长、左右窄的长条状照射到探测器上。一般左右宽度只有几厘米，高度根据开孔角度，被测容器直径及设计量程可达数米。但因为输出器自身构造及对防护要求的限制，开孔角度一般不能大于41度。当开孔角度开到41度仍然不能满足检测高度要求时，就需要适当增加放射源的数量来满足检测需求。锥度孔一般适用于密度检测，发出的射线束呈圆形状照射到探测器上，圆形的直径要大于探测器的直径，以便射线完全淹没探测器，使得探测器能够获取到最高效率的射线脉冲计数。射线输器上设有射线开关装置，根据生产需求可将射线开关打开或关闭。开关根据放射源的大小或使用方的要求可设计成手动、电动或气动等形式。7、放射源的分类国际原子能机构根据放射源对人体可能的伤害程度，将放射源分为5类：Ⅰ类放射源：属极危险源，没有防护情况下，接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡。Ⅱ类放射源：属高危险源，没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可以致人死亡。Ⅲ类放射源：属中危险源，没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤，接触几天至几周也可致人死亡。上述三类放射源为危险放射源。Ⅳ类放射源：属低危险源，基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤。Ⅴ类放射源：属极低危险源，不会对人造成永久性损伤。工业检测用放射源大多为4类放射源或5类放射源，一般不会对人造成成永久性损伤。第二部分：辐射防护人类在发现电离辐射现象后，就逐渐把它应用于为人类造福。如辐射育种、辐射保鲜、辐射消毒；物质的密度、厚度、料位、重量的测量与控制；物质的成分分析与控制；射线探伤；材料改性等等。由于放射性知识不普及，人们对射线知识缺乏了解，部分工作人员对辐射存在盲目的恐惧心理，影响到核仪表的推广应用。为了进一步推动对辐射防护知识的普及工作，我公司同位素事业部特整理出以下辐射防护知识资料，以供大家参考。1、自然界及日常生活的射线照射人类并不是从发现射线和广泛应用原子能之后才受到辐射照射的，而是一直生活在天然电离辐射的环境中。如地壳里含在大量的放射性物质，水、土壤、农作物也往往都含有微量的放射性物质。有的放射性物质以气体形式出现，所以空气里也就含有放射性气体及放射性尘埃，宇宙每时刻都在向地球发射宇宙射线，人类就是在这样一个充满着辐射的环境生活。同样，人体内也含有相应的放射性物质。这种自然界中原来就存在的射线照射，我们就称之为“天然本底辐射”。各地区天然本底辐射的大小因地质、海拔高度等不同而有所不同。以北京地区为例，每年的天然本底辐射约为2毫希伏（2mSv），即每小时约0.23μSv（2000÷365÷24），这包括内照射与外照射之和。外照射为辐射源在人本外所造成的照射；内照射为放射性物质进入体内或吸入放射性气体所造成的照射。由于各地区的放射性物质含量、元素组成均有很大差异。所以各地区的本底辐射的剂量也有较大差别。世界上有少数地区超过上述的正常水平，例如巴西的大西洋沿岸、法国的纽曼岛、意大利个别地区等。印度喀拉拉帮居民受到的天然辐射每年约13mSv，即每小时约1.48μSv，这种地区就称为“高本底地区”。为了统一表示各种射线对人体的危害程度，在辐射防护中使用剂量当量的概念。不同的辐射种类、能量在不同条件下照射，人体吸收的剂量不同。经过适当的修正，使得吸收的剂量与辐射所引起的危害相联系。若剂量当量值相同，则所造成危害就相当。在日常生活中，我们遇到辐射照射的机会很多。例如，到医院进行X光透视，肠胃造影；食入或注入放射性药物进行放射性诊断；使用加速器或进行放射性治疗；看彩色电视、乘飞机、使用夜光表、夜光钟等，这些都会使人受到一定的射线照射。在使用放射性进行诊断或治疗时，有时所受到的剂量是很大的。用3.7×107Bq(1mCi)的32P作肿瘤诊断，全身剂重约80～100msv，此时骨骼受到的剂量为200～400mSv；用7.4×106Bq(0.2mSv)198Au作肝扫描，全身剂量约为1～4mSv,此时肝受到的剂量40～80mSv；用7.4×106Bq203Hg作脑扫描，全身剂重约2～4mSv，此时肾受到剂量为120～140mSv。X射线诊断，脑部X射线透视时受到的剂量每次为0.1～几个mSv。可见，诊断治疗时受到的剂量是比较大的。即使如此，也没有给治疗者造成严重的放射性危害。放射工作人员和公众可接受辐射剂量的安全标准照射种类照射剂量率或剂量当量率照射剂量或剂量当量放射工作人员剂量当量及剂量当量率限值25μSv/h（微希伏每小时）20mSv/年（毫希伏每年）公众个人剂量当量及剂量当量率限值2.5μSv/h（微希伏每小时）2mSv/年（毫希伏每年）天然本底照射量0.6μSv/日（0.025μSv/h）（微希伏每日）如上表所示：放射性仪表操作人员一年内要吸收到20mSv的剂量的话，就需要该人员一年工作365日，每日24小时时刻处在剂量当量率约为2.28μSv/h的环境中。如果放射性仪表操作人员长期处在25μSv/h的极端环境中，那么该人员摄入的剂量要达到20mSv，需要他在一年内至少要在该环境中累计停留800个小时。2、工业检测用放射源的射线照射工业检测用放射源一般有铯137（Cs-137）、钴60（Co-60）、镅241（Am-241）、氪85（Kr-85）、铱192（Ir-192）、钚238（Pu-238）、镅铍中子源（Am241-Be）、钚铍中子源（Am241-Be）等。这些放射源被广泛应用于料位、密度、测厚、探伤、中子测水仪等检测仪表上。放射源一般都装在防护容器里，国家对容器外的射线泄露剂量有着严格的限制标准。正规生产厂家会严格按国家相关标准设计、生产防护容器。放射源装入容器后首先由生产厂家相关部门对容器表面剂量进行自测，然后由当地环保部门派人现场检测，确认合格后签发检测单。生产厂家凭还不部门出具的检测单才能将放射源送交最终使用单。检测仪表的使用场所和相应的泄漏射线控制量检测仪表的使用场所距边界外下列距离处的剂量当量率H控制值,μSv/h5cm100cm对人员的活动范围不限制H2.5H0.25在距源容器的1m区域内很少有人停留2.5≤H250.25≤H2.5在距源容器外表面3m的区域内不可能有人进人，或放射工作场所划出了监督区和非限制区25≤H2502.5≤H25只能在特定的放射工作场所使用，并按控制区、监督区、非限制区分区管理250