輻射防護(hù)基礎(chǔ)知識
1.輻射的基本概念
圖1 輻射對人體的照射途徑
輻射是以波動形式或運(yùn)動粒子形式向周圍介質(zhì)傳播的能量,是一種能量傳播的方式。輻射分為非電離輻射和電離輻射兩大類。通常輻射防護(hù)上關(guān)心的對象就是電離輻射。電離輻射包括高能電磁輻射和粒子輻射,高能電磁輻射指X射線和γ射線產(chǎn)生的輻射;粒子輻射是指中子、α粒子、β粒子、質(zhì)子、重離子等產(chǎn)生的輻射。電離輻射中質(zhì)子、重離子為帶電粒子,X射線、γ射線和中子為非帶電粒子。
對于來自體外的電離輻射即外照射,輻射防護(hù)主要關(guān)心穿透力強(qiáng)的γ射線、中子;對于來自體內(nèi)的電離輻射即內(nèi)照射,輻射防護(hù)主要關(guān)心射程較短的帶電粒子射線,例如氡-222產(chǎn)生的α粒子,碘-131產(chǎn)生的β粒子(能量大部分沉積在人體)。核電站發(fā)生事故時,泄漏的核輻射主要包括γ射線、中子、α粒子、β粒子等。
表1 人類生活方式與輻射水平的關(guān)系
類型
劑量水平(mSv/a)
看電視每天2小時
<0.01
夜光表
0.02
乘飛機(jī)2000km
0.005
家用天然氣(局部)
0.06~0.09
假牙(局部)
0.001
吸煙每天20支(“釙彈”)
0.5~1.0
診斷X射線人均年有效劑量
0.3
CT人均單次年有效劑量
8.6
火力發(fā)電廠帶來的照射
0.005
核電站附近
0.001-0.02
核設(shè)施附近
0.001-0.2
2.輻射防護(hù)中使用的基本物理量
人體受到電離輻射照射, 所受照射大小用劑量描述,根據(jù)射線種類和所需評價受照對象的不同詳細(xì)分為:
吸收劑量
吸收劑量是單位質(zhì)量上因輻射照射所沉積的能量,單位為Gy。它是一個基本的物理學(xué)劑量量,是實(shí)際可測量的量。
當(dāng)量劑量
由于不同質(zhì)的輻射照射所產(chǎn)生的生物效能的差異,引入輻射權(quán)重因子,吸收劑量與對應(yīng)輻射權(quán)重因子之積就是當(dāng)量劑量,單位為Sv。
表2 常見輻射的輻射權(quán)重因子
輻射種類
輻射權(quán)重因子
X射線、γ射線、β粒子
1
α粒子、裂變碎片
20
中子 (<10keV)
5
中子 (10-100keV)
10
中子 (100keV-2MeV)
20
有效劑量
為了建立輻射劑量與輻射危害之間的關(guān)系,除了考慮不同種類的輻射照射所產(chǎn)生的生物效應(yīng)的差異外,對同一種輻射還需要考慮器官和組織對輻射照射的敏感性不同。為此,引入組織權(quán)重因子,用它和組織當(dāng)量劑量加權(quán)求和來獲得人體所受的有效劑量,單位為Sv。
表3 組織權(quán)重因子
器官或組織
組織權(quán)重因子
器官或組織
組織權(quán)重因子
性腺
0.08
肝
0.04
骨髓
0.12
食道
0.04
結(jié)腸
0.12
甲狀腺
0.04
肺
0.12
皮膚
0.01
胃
0.12
骨表面
0.01
膀胱
0.04
腦
0.01
乳腺
0.12
其余組織
0.12
3.輻射防護(hù)相關(guān)法律法規(guī)
根據(jù)《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)GB 18871-2002》,輻射防護(hù)劑量限值體系對職業(yè)照射和公眾照射有明確的劑量限值要求,詳細(xì)如下:
對于職業(yè)照射:
l 連續(xù)5年內(nèi)的平均有效劑量為20mSv;
l 連續(xù)5年中任何一個單一年份中的年有效劑量50mSv,但5年內(nèi)有效劑量總合不超過100mSv;
l 眼晶體的年當(dāng)量劑量150mSv;
l 四肢(手、足)或皮膚的年當(dāng)量劑量500mSv。
對于公眾照射:
l 年有效劑量為1mSv;
l 特殊情況下,連續(xù)5年的年平均有效劑量不超過1mSv,其中某一個單一年份中的年有效劑量可為5mSv;
l 眼晶體的年當(dāng)量劑量 15mSv;
l 四肢(手、足)或皮膚的年當(dāng)量劑量50mSv。
4.輻射防護(hù)基本方法
通過合理的輻射防護(hù)和必要的安全管理措施,可有效降低輻射所產(chǎn)生的危害。
4.1外照射防護(hù)
外照射是指來自體外的電離輻射對人體的照射,根據(jù)外照射的特點(diǎn),盡量減少和避免輻射從外部對人體的照射,使人體所受照射不超過規(guī)定的劑量限值。外照射防護(hù)方法的要點(diǎn)如下:
1) 縮短時間:減少接觸輻射源時間,因?yàn)槿梭w所受輻射照射的累積劑量和照射時間成正比,時間越長,所受的劑量越多。
2) 增大距離:增大人與輻射源之間的距離,因?yàn)槿梭w所受輻射照射劑量和人與放射源之間距離的平方成反比,也就是說距離輻射源越遠(yuǎn)越好。
3) 設(shè)置屏蔽:在人體和輻射源之間設(shè)置屏蔽,當(dāng)縮短時間和增大距離的措施的有效性和方便性受到限制時,設(shè)置合適的屏蔽體是有效的防護(hù)措施。對于γ射線屏蔽,通常可采用原子序數(shù)大的物質(zhì)進(jìn)行屏蔽,如鉛等;對于中子的屏蔽,一般使用含氫、硼材料進(jìn)行慢化和吸收。
4.2內(nèi)照射防護(hù)
核事故時釋放的放射性核素組分復(fù)雜,能通過吸入、食入、皮膚進(jìn)入體內(nèi),對人類產(chǎn)生危害。當(dāng)核電站產(chǎn)生核泄露時,包括裂變產(chǎn)物放射性碘-131在內(nèi)的放射性核素可能對人類產(chǎn)生較大危害,這主要是由于碘具有濃集在人體甲狀腺的特性,放射性碘-131在甲狀腺濃集后發(fā)射的電子可能造成甲狀腺的嚴(yán)重?fù)p傷。
針對此,內(nèi)照射防護(hù)措施:
1) 在即將處于放射性嚴(yán)重污染區(qū)域,在醫(yī)生的指導(dǎo)下服用穩(wěn)定碘片(即碘-127,成分為碘化鉀或碘酸鉀):甲狀腺對碘的吸收是有飽和性的,用沒有放射性的碘-127飽和甲狀腺,以預(yù)防碘-131在甲狀腺的濃集。
2) 采取室內(nèi)隱蔽,關(guān)閉門窗、換氣扇、空調(diào)。防止室外污染物進(jìn)入室內(nèi),不要使用室外的食物和水源。如需在室外活動,盡量采取全身防護(hù),減少皮膚裸露面積,從室外回來,需要使用肥皂清洗全身。
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