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厦门大学嘉庚学院Page1DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering黄明强15006035746mqhuang@xujc.com厦门大学嘉庚学院Page2DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础5.2放射性污染概述5.3放射性废物与防护标准5.4放射性废物处理技术5.5放射性污染去污技术第五章放射性污染及其控制厦门大学嘉庚学院Page3DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering1986年4月26号，位于乌克兰北部的切尔诺贝利核电站站4号反应堆因操作人员违反操作规程发生严重爆炸，造成31人当场死亡，200多人受到严重的放射性辐射，成为人类利用核能史上的一大悲剧。它给核电蒙上的阴影，至今还没有消除。图为当年发生事故后的切尔诺贝利核电站放射性污染5.1辐射剂量学基础厦门大学嘉庚学院Page4DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础1放射性(1)核衰变：有些原子核是不稳定的，能自发地改变核结构，这种现象称核衰变。(2)放射性：在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子，即α、β和γ射线，这种现象称为放射性。厦门大学嘉庚学院Page5DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础1放射性1、母体——子体＋α（氦核）2、母体——子体＋β（高速电子，β正，β负，电子俘获－x）3、母体——子体（较低能级或基态子体）＋γ＋α（或β）（同质异能跃迁）Βαγ厦门大学嘉庚学院Page6DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础2基本量和单位(1)照射量（A）：在单位时间内放射性原子核所发生的核衰变数。A=dN/dtA—单位Becquerel，贝可，用Bq表示，1Bq=1sec-1，1Ci(居里)＝3.7×1010Bq。dN—时间间隔dt内，发生核衰变数目。厦门大学嘉庚学院Page7DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础2基本量和单位(2)半衰期(T1/2)当放射性的核素因衰变而减少到原来的一半时所需的时间称为半衰期(T1/2)。衰变常数与半衰期有下列关系：T1/2=0.693/λ不同核素T1/2不同。所以对一些T1/2长的核素，一旦发生核污染，要通过衰变令其自行消失，需时是十分长久的。厦门大学嘉庚学院Page8DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础2基本量和单位(2)半衰期例：Sr的T1/2=29年，一定质量的90Sr衰变掉99.9％所需时间？解：λ=0.693/T1/2A=-dN/dt=λN或N＝Noe-λtlgN0/N=λ×t/2.303t＝2.303×(1/2.39×10-2)×(lg1/0.001)＝289(a)厦门大学嘉庚学院Page9DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础2基本量和单位(3)照射量(X)表示Χ或γ射线在空气中产生电离大小的辐射量。X=dQ/dmX-库仑/千克，(C.kg-1),或伦琴(R),1R=2.58×10-4C.kg-1dQ-离子的总电荷绝对值，库仑(C),照射量率：指单位时间内的照射量。X=dXdt厦门大学嘉庚学院Page10DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础2基本量和单位(4)吸收剂量(D)吸收剂量是单位质量的物质对辐射能的吸收量。D-Gy(戈瑞)，1Gy=1J.kg-1,rad(拉德),1rad=0.01GydDdmε=吸收剂量率--单位时间内的吸收剂量，单位Gy.s-1。D=dDdt厦门大学嘉庚学院Page11DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础2基本量和单位(4)吸收剂量(D)例：质量为0.2g的物质,10s内吸收电离辐射的平均能量为10-5J,求该物质的吸收剂量和吸收剂量率。-1smGy5⋅==dtdDDdm=0.2g=2×10-4kg;=10-5J;dt=10s解:dε54100.05210dDGydmε−−===×厦门大学嘉庚学院Page12DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础2基本量和单位(5)剂量当量(H)在人体组织中某一点处的剂量当量H等于吸收剂量与其他修正因数的乘积。H=DQNH-SV(希沃特)，单位为1SV=1J.kg-1rem(雷姆),1rem=0.01SvQ-品质因子，亦称为线质系数。N-其它修正系数，是通常取N=1。厦门大学嘉庚学院Page13DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础2基本量和单位(6)有效剂量当量(HE)ETTHWH=∑HT-器官T所接受的剂量当量,SvWT-该器官的相对危险系数。(7)集体剂量当量(ST)人·SVTTiiiSHN=•∑厦门大学嘉庚学院Page14DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础2基本量和单位(6)有效剂量当量(HE)辐射类型能量范围相对危险系数WT光子电子和μ子中子质子α粒子,碎片,重核所有能量所有能量10keV10-100keV100keV-2MeV2-20MeV20MeV2MeV1151020105520厦门大学嘉庚学院Page15DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础2基本量和单位(6)有效剂量当量(HE)例：某人全身同时受到光子和能量在10-100keV的中子照射,其中光子的吸收剂量为100mGy,中子的吸收剂量为3mGy.计算他所吸收的有效当量剂量。11221100103130ETTHWHWHWHmGy==+=×+×=∑解：厦门大学嘉庚学院Page16DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础2基本量和单位(7)集体有效当量(S)人·SViiiSEN=•∑50,()TSHUSEEST=→(8)待积剂量当量(H50,T)SV指单次摄入某种放射性核素后，在50年后期间该组织或器官所接受的总剂量当量。厦门大学嘉庚学院Page17DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础3与辐射防护有关的概念(1)危险度(ri)(2)危害(G)指有害效应的发生频率与效应的严重程度的乘积。指某个组织或器官接受单位剂量照射后引起第i种有害效应的概率。iiiiGhrg=∑厦门大学嘉庚学院Page18DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础3与辐射防护有关的概念(3)关键人群组(4)关键照射途径指某种辐射实践对人产生照射剂量的各种途径，其中某一种照射途径比其它途径有更重要的意义。在某一给定实践所涉及的各受照人群组，预期将受到最大辐射照射的人群组。(5)关键核素几种放射性核素，对受照人体，其中一种核素比其它核素有重要的意义时，称该核素为关键核素。厦门大学嘉庚学院Page19DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础4剂量与效应的关系指发生概率P(而非其严重程度)与剂量大小D有关的效应。通常照射条件下，P和D之间存在线性无阈关系，即P＝aD。(1)随机性效应剂量剂量几率几率随机性效应随机性效应厦门大学嘉庚学院Page20DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础4剂量与效应的关系是一种有“阈值”的效应。当照剂量大于阈值，就会发生确定性效应，其严重程度与所受剂量大小有关,具体阈值大小与个体情况有关。(2)确定性效应剂量剂量严重程度严重程度阈值阈值确定性效应确定性效应厦门大学嘉庚学院Page21DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础5剂量限制体系(1)辐射防护原则个人受到由可控制的源和实践产生的辐射(包括内外辐射)，不得超过有关权威标准中规定的剂量当量限值。(2)基本限值辐射实践正当性辐射防护最优化个人剂量当量的限值厦门大学嘉庚学院Page22DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础5剂量限制体系职业照射：当量限值为50mSV。公众照射：当量限值为1mSV。(2)基本限值根据基本限值，通过一定的模式导出一个供辐射监测结果比较用的限值。(3)导出限值(4)管理限值厦门大学嘉庚学院Page23DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.1辐射剂量学基础5.2放射性污染概述5.3放射性废物与防护标准5.4放射性废物处理技术5.5放射性污染去污技术第五章放射性污染及其控制厦门大学嘉庚学院Page24DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.2放射性污染概述1环境中放射性的来源1、宇宙射线初级宇宙线—高能辐射，穿透力很强次级宇宙线—比初级弱放射性核素－20余种2、天然放射性核素—与地球共生3、天然放射本源—半衰期极长，强度弱内照射、外照射（占80％）(1)天然辐射源厦门大学嘉庚学院Page25DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.2放射性污染概述1环境中放射性的来源1、核试验及航天事故－核裂变产物和中子活化产物放射性尘埃可在大气层滞留0.3-3年2、核工业：核废弃物（核发电）3、工农业、医学和科研等部门医学占人工污染源的90％4、放射性矿的开采和利用(1)人工辐射源CT机胃肠机厦门大学嘉庚学院Page26DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.2放射性污染概述1环境中放射性的来源胃肠机厦门大学嘉庚学院Page27DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.2放射性污染概述1环境中放射性的来源0%76%20%4%天然辐射医疗照射核爆核电等厦门大学嘉庚学院Page28DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.2放射性污染概述2辐射的作用方式①外照射②内照射externalexposure:位于人体之外的辐射源(radiationsource)对人体造成的辐射照射。特点：脱离或远离辐射源，辐射作用即停止；当辐射源距离人体有足够远的距离时，可造成对人体较均匀的全身照射;辐射源靠近人体，则主要造成局部照射。internalexposure:放射性核素进入人体造成的辐射照射。源器官(sourceorgan)：辐射源沉积的器官。靶器官：受到从源器官发出的辐射照射的器官。特点：内照射对机体的辐射作用，一直要持续到放射性核素排出体外，或经10个半衰期以上的蜕变，才可忽略不计。厦门大学嘉庚学院Page29DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering5.2放射性污染概