辐射防护导论
知 识 点 归 纳
姓名:盘梁文
2012年5月29日
第一章
电离辐射:就是由能通过初级过程或次级过程引起电离的带电粒子或不带电粒子组成的,或者由它们两者混合组成的辐射。
粒子注量:就是根据入射粒子数的多少描述辐射场特性的一个量;可以理解为进入单位截面积小球的粒子数;单位:m-2;粒子注量率:m-2.s-1 谱分布:微分分布(m-2.J-1),积分分布。
能量注量:J.m-2;能量注量率:J.m-2.s-1;E。
21
mkg相互作用系数:()**针对的是:不带电粒子(x,r和中子)**
质量减弱系数:/,度量平均有多少粒子减少。 质量能量转移系数:质量能量吸收系数:
tr/,度量平均有多少能量转移为常带点粒子的动能——比释动能。
en/,度量平均有多少能量被物质所吸收——吸收剂量。
entr(1g)——DK(1g),g表示能量转变为轫致辐射的份额。
轫致辐射:带电粒子通过原子核附近时,受到原子核或核外电子库仑电场的作用而急剧减速,
一部分能量以电磁波形式辐射出来,这种辐射称为韧致辐射。总质量组织本领:**针对带点粒子**
通常用物质对带点粒子的阻止本领来描述带点粒子与物质相互作用的程度。 碰撞阻止本领:
带电粒子在电离、激发过程中损失的能量称为带点粒子能量的碰撞损失。
线碰撞阻止本领:是指一定能量的带电粒子在制定物质中穿过单位长度路程时,由于电离、激发过程所损失的能量:
Scol(dE/dl)col,单位Jm1,质量碰撞阻止本领:Jm2kg1。
辐射阻止本领:带电粒子在轫致辐射过程中损失的能量称为带电粒子的辐射损失。 总质量阻止本领:包括三部分:弹性碰撞--热能;电离和激发;轫致辐射。 计量学中使用的量:
1111
JkgJkgsGys吸收剂量D:单位质量受照物质中所吸收的平均辐射能量,=Gy;= 1111JkgJkgsGys比释动能K:不带电粒子转移给次级带电粒子的能量;=Gy;=
K(tr/),tr/是物质对入射带电粒子的质量能量转移系数。 K1/K2(tr/)1/(tr/)2
Knfk,fkE(tr/)称为中子的比释动能因子,它表示与单位中子注量相应的比释动能
2
Gym值,其单位是:
DK(1g),g是次级电子在慢化过程中,能量损失于轫致辐射的能量份额。
D=K,的条件:高能电子在低原子序数,中子能量低于30Mev,带电粒子平衡。
带电粒子平衡的条件:a:介质元周围辐射场均匀,恒定;b:物质对次级带电粒子的阻止本领以及对初级入射粒子的质量能量吸收系数恒定的;c:介质厚度大于等于带电粒子在介质中的最大射程。
照射量:用来表示X或r射线在空气中产生电离能力大小的辐射量。XdQ/dm,Ckg1 照射量因子:
X(en/)a(e/Wa)————干燥空气:Wa=33.85eV。
Xfx——fxE(en/)a(e/Wa)照射量因子,表示与单位光子注量相应的照射量,单
位:Ckg
1
m2
D1/D2(en/)1/(en/)2
Da
Wa
X e
Dm
(en/)mWa
X
(en/)ae
(en/)m
X
(en/)a
33.85fmX
第二章
放射源定义:是指除研究堆和动力堆核燃料循环范畴的材料以外,永久密封在容器中或者有严密包层并呈固态的放射性材料。
射线装置定义:是指X线机、加速器、中子发生器以及含放射源的装置
放射性核素中子源,如镅(Am)铍源,锎-252源
加速器中子源
辐射源:按产生方式:
反应堆中子源等离子体中子源单能中子源
按能谱分类:
多能中子源
影响辐射生物学作用的因素:1、与辐射有关的,物理因素;2、与机体有关的,生物因素。 物理因素:辐射类型,辐射能量,吸收剂量,剂量率,照射方式。 照射剂量相同,收招面积愈大,产生的效应也愈大。 生物因素:生物体对辐射的敏感性。
种系的演化成都越高,机体结构越复杂,其对辐射的敏感性越高。 当人的X,r射线吸收计量值为4Gy时,死亡率就能达到50%.
一般,人体内繁殖能力越强,代谢越活跃,分化程度越低的细胞对辐射越敏感。 高敏感:淋巴组织、胸腺,骨髓,胃肠上皮、性腺、胚胎组织。
中度敏感:感觉器官、内皮细胞、皮肤上皮、唾液腺、肾肝肺组织的上皮细胞。 轻度敏感:中枢神经系统、内分泌腺、心脏。 不敏感:肌肉组织、软骨和骨组织、结缔组织。 躯体效应:出现在受照者本人身上的。 遗传效应:显现在受照者后裔身上的。
随机性效应:效应的发生机率与剂量大小有关的那些效应。
非随机性效应:效应的严重程度随剂量而变化的那些效应,剂量阈值一般为:100mGy。 遗传效应是随机性效应,癌的发生可能是低剂量下最重要的随机性躯体效应。
非随机性效应:眼睛体浑浊、白内障、良性的皮肤损伤、造血功能障碍、生育能力减退、免疫功能减低。
全身性辐射损伤:机体全身受到均匀或不均匀照射后出现的急性放射病;出现在核事故、核战争。
局部性辐射损伤:机体某一器官或阻止受到外照射时出现的某种损伤;出现在放射治疗。 女:低电离辐射照射性腺其吸收剂量为3Gy,20岁妇女闭经,40岁绝经。
男:0.25Gy精子减少,2.5Gy丧失生育能力。
红骨髓:不超过0.5Sv,超过对红骨髓造血功能有明显损害。 皮肤:20Gy以上时,皮肤发生有损美容的改变。
潜伏期(latent period):从受到照射到临床上特定效应的发生所需的时间 早期效应(early effects):受到照射后数周之内发生的效应 晚发效应(Late effects): 受到照射后数月以后发生的效应
ICRP 国际放射防护委员会:International Commission on Radiation Protection 与个体相关的辐射量1、当量剂量2、有效剂量3、待积当量剂量与待积有效剂量 与群体相关的辐射量1、集体当量剂量2、集体有效剂量 放射防护量 都不可测量
当量剂量(H):与辐射生物效应相联系,用同一尺度描述不同类型和能量的辐射对人体造成的生物效应的严重程度或发生几率的大小:HT
W
R
R
DT,R
WR:辐射权重因子——与辐射种类和能量有关;
DT,R:按组织或器官T平均计算的来自辐射R的吸收剂量; HT单位Sv
有效剂量HE:人体受到的任何照射,基本上是涉及多个器官,为了计算受到照射的有关器官和组织带来的总的危险。即局部器官对人体整体的影响,相对随机性效应而言,在辐射防护中引进了有效剂量。HE
W
T
T
HT;HT---器官或组织T的当量剂量;
WT---器官或组织T的组织权重因子; 有效剂量(E):E
w
T
T
HTwT(wRDT,R)
T
R
待积当量剂量H50,T:H50,T待积有效剂量H50:H50,E集体当量剂量,ST:ST
T
t050
t0
(t)dt HTH50,T
W
T,i
T
i
Ni;一组人某指定器官或组织T所受的总辐射照射的量。
T,i所考虑的群体中,第i组人群中每个人的器官或组织T所受到的当量剂量。Ni第i人群组
的人数
辐射来源:天然辐射源(宇宙射线,原生核素,宇生核素),人工辐射源(医疗照射,核爆炸,核动力生产)
辐射防护的目的:防止确定性效应的发生;减少随机性效应的发生率,使之达到可以接受的水平。
辐射防护的基本原则:辐射实践正当化,辐射防护最优化,限制个人剂量 职业照射 :a)由审管部门决定的连续5年的年平均有效剂量,20mSv; b)任何一年中的有效剂量,50mSv; c)眼晶体的年剂量当量,150mSv;
d)四肢(手和足)或皮肤的年剂量当量,500mSv。 职业照射中的年轻学徒、学生 : a)年有效剂量,6mSv; b)眼晶体的年剂量当量,50mSv;
c)四肢(手和足)或皮肤的年剂量当量,150mSv。 公众照射 : a)年有效剂量,1 mSv;
b)特殊情况下,如果5个连续年的年平均剂量不超过1 mSv,则某一单一年份的有效剂量可提高到5 mSv;
c)眼晶体的年剂量当量,15 mSv; d)皮肤的年剂量当量,50mSv。
第三章
外照射防护方法:时间防护法,距离防护法,屏蔽防护,源项控制法
(r)A/r2 距离 γ 点源 r cm 处的空气比释动能率为:Ka
照射量计算公式:X
A
r2
1k(1dx)K222
dKdx,线源总长度为L: axr线源举例:dK,则:
a2x2r2
K
2
21L2Ak1L
dxtgtg1k
x2r2r2rLr2r
1k
NN0e
d
N0e
d
能谱的硬化:入射射线通常有谱分布,不同能量光子有不同μ值, μ大减弱得快, μ小减弱得慢。 随着通过物质的厚度增加,那些不易被减弱的 “硬成分” 所占比重会越来越大,这种现象称为能谱的硬化 。铅:3.4Mev;铝:23Mev
平均自由程λ:λ=1/μ,它表示一个光子每经过一次相互作用之前,在物质中所穿过的平均厚度。
d1/d22/1
积累因子是指在所考察点上真正测量的某一辐射量的值ND同用窄束减弱规律算得同一辐射量值N1的比值:
宽束定义:考虑了散射积累效应后的射束
Er,a(dadb)B双层介质的原子序数相差不大:Btmax
Er,b(dadb)B
低Z在前,高Z在后:BtBEr,(d)高
高Z在前,低Z在后:当光子能量较低时:BtBEr,(d)低BErd高
当光子能量较高,超过与高Z介质线减弱系数最小值相应的那个能量 (Er,min)高:
BtB(Er,min)高,d低BErd高
可见:原子序数相差很大的两种介质所组成的双层屏蔽结构,低z介质在前,高z介质在后次序排列,其屏蔽效果较好。
edH(dB(E,deK )d K xrH0H(d)Bx(Er,d)
H0
透射系数ζ:设置厚度为d的屏蔽层之后,离X射线发射点1m处,由该射线装置单位工作负荷
2
in(1mA·min)所造成的当量剂量。单位为 SvmmAm
1
对于中子:透射系数ζ:中子源发出的单位中子注量率在屏蔽后造成的剂量当量指数,Svcm2 Δ1/2的定义: 将入射X或γ光子数(注量率或照射量率等) 减弱到一半所需的屏蔽层厚度。 Δ1/10的定义: 将入射X或γ光子数 (注量率或照射量率等)减到十分之一所需的屏蔽层厚度。
0.301
屏蔽X或γ射线常用的材料:铅:屏蔽能力好,但结构较软,一般采用钢骨架支撑; 钢铁:屏蔽能力、结构性能均很好。
混凝土:屏蔽能力好,造价便宜; 水:来源广泛,本身液体; γ点源的屏蔽计算:
① 定参考点无屏蔽层时的H(d)
②确定透射比或减弱倍数
②
辐射防护的目的:防止确定性效应的发生;减少随机性效应的发生率,使之达到可以接受的水
平。
屏蔽防护的目的 :设置足够厚度的屏蔽层,使所关心的一点(参考点)处由于各种辐射源造成的剂量当量指数率的总和 HI(d)不超过事先规定的控制水平 HL,h
第四章
带电粒子屏蔽:为了使电子、β粒子在吸收过程中产生的轫致辐射尽量减少,屏蔽材料最好选用诸如铝、有机玻璃、混凝土一类的低Z物质。
• 因此,在屏蔽射线时,必须首先选用低原子序数的物质,如有机玻璃、塑料和铝等,
以减少轫致辐射。外层再加较高原子序数的物质。第一层用低原子序数的材料做成,以减少屏蔽轫致辐射的产生;第二层用高原子序数的材料做成,用于屏蔽轫致辐射。
第五章
中子源最重要参数:中子产额,中子能谱、中子发射的角分布。 中子比释动能的计算:KfK 中子流减弱规律:r(d)r0Bne
d
中子屏蔽计算:r(d)r0Bnqed
L对于厚度不小与20cm的水、石蜡、聚乙烯一类的含氢材料,可以取Bn5,对铅,Bn3.5,对铁,Bn2.6。
中子当量剂量指数率:HnfHI,n
中子屏蔽材料:水、混凝土、石蜡、聚乙烯、泥土、锂、硼(截面最大)。
中子的减弱:1、快中子通过与物质的非弹性散射与弹性散射,使中子慢化变成热中子,2、热中子被物质俘获吸收。
综上:要使中子很快慢化,首先应使用重或较重的物质,通过非弹性散射使中子能量很快降低到与原子核的第一激发能级相应的能量以下,此后,在利用含氢物质,通过弹性散射使中子能量进一步降低到热能区。
中子:透射系数、透射比、减弱倍数。
对于中子:透射系数ζ:中子源发出的单位中子注量率在屏蔽后造成的剂量当量指数,Svcm2
第六章
散射辐射的屏蔽、反射辐射的屏蔽计算、迷道,防护门问题、通风问题、安全联锁系统、
第七章
内照射防护措施:包容、隔离、净化、稀释。 摄入:放射性物质从体外进入体内 摄入量:进入的物质的量
来源:吸入、食入、通过皮肤吸收(皮肤伤口,渗入、注射) 吸收:进入人体内的放射性物质有一定份额到达体液 吸收量:进入的物质的量
沉积:放射性物质进入并居留于器官或组织之内 转移:放射性物质在体内的移动称作
廓清:放射性核素从某一器官或组织内移出的过程 滞留:描述放射性核素在器官、组织或全身内的居留状况
滞留量:在摄入、沉积或吸收后的给定时刻,器官、组织或全身的物质的量
排出:物质随尿、粪、汗和呼出气体而从体内移出的过程
– 直接排出:放射性物质进入体内后没有进入体液循环而直接排出体外的; – 相关排出:凡是曾经被吸收到细胞间液而后被排出的。 – 随尿和汗排出的都属于相关排出。
– 随粪排出的包括两种成分:相关排出的和未经吸收而直接排出的。
有效半衰期:由于生物代谢和放射性衰变减少一般所经历的时间。
Te
TrTb
————erb
TrTb
– 源组织(器官):含有大量放射性核素的组织或器官; – 靶组织(器官):吸收辐射能量的组织或器官。 – 注:很多情况下某组织或器官同时是源组织和靶组织。
库室:如果一个组织或器官中某类或某组放射性物质的特征量如活度和浓度,具有相同的物理性质和生物化学行为,则可以视该组织或器官是核素的一个相对独立的代谢区域范围,称其为库室。
放射性气溶胶:空气中的固态放射性核素一般沉积在空气中悬浮的固体或液体微粒上,或者本身就是一些悬浮的小颗粒。这些悬浮微粒统称作放射性气溶胶
– 扩散沉积是指无规则的布朗运动使小粒子接触并粘附到呼吸道壁。
– 撞击沉积是指粒子在气流紊乱区(如气管分枝处)运动方向剧烈变化,惯性作
用使得粒子撞击并沉积到呼吸道的表面。
– 沉降沉积是指粒子受重力作用而沉积到呼吸道的表面。 – 三种过程的沉积几率与粒子的大小有密切的关系。
廓清期将放射性物质划分成D(天)、W (周)和Y (年)三类。
– T(d) ≤10天为D类;
– 10天≤ T(d) ≤100天的为W类;
T(d) >100d为Y类
• 比有效能量SEE(T←S):指在源器官S内,每次核转变所发射的某一特定辐射i,授予
单位质量靶器官T的能量 • 对非贯穿辐射
– 当源组织与靶组织是同一组织时,
AF(T←S)i = 1
– 当源组织与靶组织不是同一组织时,
AF(T←S)i = 0
• 对贯穿辐射
剂量限值规定:有效剂量HE连续五年内每年不能超过20mSv,其中一年最高不能超过50mSv;皮肤的剂量当量HT每年不能超过500mSv。I
0.50.05
I
H50T,WTH50,T
T
内照射损伤临床特点:选择性损伤、潜伏期较长、病程发展缓慢、病程分期不明显
内照射损伤诊断:全面收集患者与放射性物质的接触史、临床症状和详细医学检查、体内污染
的监测、甲状腺和造血功能检查
内照射损伤的治疗:消除体表沾染、减少吸收、加速排出、综合对症治疗
开放型放射性工作单位划分为三级(一二三):>1.85×1012,1.85×1011~1.85×1012 ,<1.85×1011 开放型放射性工作场所的分类(甲乙丙):>1.85×1012,1.85×1011~1.85×1012 ,<1.85×1011
放射性核素最大等效日操作量是指可操作的各种放射性核素的最大日操作量与相应放射性核素的毒性组别系数乘积的总和。极毒组为10,高毒组为1,中毒组为0.1,低毒组为0.01 工作场所分区:白色、绿色、橙色、红色区。
放射事故的性质可分为责任事故,技术事故和其它事故三种。 放射事故的级别可分为一般事故,重大事故和特大事故三级。 **监测目的
1)估计待积有效剂量;
2)对设施的设计和运行提供参考依据; 3)在事故情况下提供健康监督和治疗依据 **监测方法
1)全身或器官中放射性核素的直接测量 2)排泄物及其他生物样品分析 3)空气采样分析
选择监测方法时,应考虑以下几个因素: a)放射性核素的辐射特性; b)污染物的生物动力学行为;
c)考虑生物学廓清及放射性衰变后污染物在体内的滞留特性; d)所要求的测量频率;
e)所考虑测量设备的灵敏度、方便程度以及是否具有这种设备。
内照射剂量取决于:放射性核素的物理化学形态、衰变速率、辐射类型和能量、进入人体的途径和数量、个人的 年龄、性别、生活习惯、解剖生理特征和病理状态 计算滞留量:
如果单次摄入核素 a Bq,进入体液的 份额是BF,其中分布到特定器官S的份 额是Fs,则摄入 t 时间后,S中核素的 滞留量为:
As(t)aBFFskie
i
eff,it
例题:钠盐口服后,进入体液的份额BF = 1,体液中钠有30%入骨,即F骨 = 0.3。钠在骨中半排期: 99.7% 10 d,0.3% 1100 d。 列出单次食入后t时刻,稳定钠和放射性钠- 24(Tr = 15h)的食入量在骨胳中滞留量及滞留份额的计算式。 钠-24:
放射性半衰期
Tr = 15 h / [ 24(h/d)] = 0.625 d
与半廓清时间10天对应的有效半减期 T10,eff = 10×0.625 / (10 + 0.625) = 0.6 d
与半廓清时间1100天对应的有效半减期 T1100,eff = 1100×0.625/(1100 + 0.625) = 0.625 d
BF F骨
口服 体液
0.3 稳定钠 在骨中的 滞留量 A骨( t ) = BF × F骨 ×
(0.997e-0.693t/10 + 0.003e-0.693t/1100) 钠-24 在骨中的 滞留量 A骨( t ) = BF × F骨 ×
(0.997e-0.693t/0.6 + 0.003e-0.693t/0.625) BF F骨
口服 体液
0.3 稳定钠 在骨中的滞留份额 R骨( t ) =
(0.997e-0.693t/10 + 0.003e-0.693t/1100)
钠-24 在骨中的 滞留份额 R骨( t ) =
(0.997e-0.693t/0.6 + 0.003e-0.693t/0.625)
[ 习题2 ]
静注后,锝-99m有2%入甲状腺;在其中,锝-99m的生物半排期: 85% ,1 h;15% ,10 h。
计算:
单次静注1 MBq后24h,
锝-99m (Tr = 6.02h) 在甲状腺中的 滞留量 及 滞留份额
第八章
响应:仪器的读数称为响应。
灵敏度:定义与每单位照射量所对应的仪器读数成为该仪器的灵敏度。 能量响应:仪器的灵敏度对光子能量的依赖关系,称为仪器的能量响应。
第九章
辐射防护监测的概念--是指为估算和控制公众及工作人员所受辐射剂量而进行的测量。 辐射防护的目的--是保证公众和工作人员生活在安全的环境中,监测是衡量这种条件的手段。 在放射源的安全使用、寻找丢失的放射源、确定放射源破损污染的程度和范围以及公众和工作人员所受辐射剂量的估算方面等,辐射监测具有不可替代的作用
辐射防护监测大致可分为:个人剂量监测、工作场所监测、环境辐射监测。
个人剂量监测包括三个方面:(1)个人外照射监测(2)皮肤污染监测3)体内污染监测
• 监测目的,是评价工作人员所接受的剂量水平,证明是否符合有关标准(GB18871),
同时也可提供工作人员所受剂量的趋势和工作场所条件以及提供事故照射情况下的有关资料。
工作场所的监测:工作场所外照射监测、工作场所的表面污染监测、空气污染监测
• 工作场所监测的目的,是为了了解工作场所的辐射水平是否符合国家有关规定的要求,
以确保工作人员和公众处于合乎防护要求的环境,同时还能及时发现防护中存在的问题,以利于及时纠正或采取有效的防护措施,从而防止或及时发现超剂量照射事件的发生。
环境辐射监测:常规监测、应急监测、环境放射性本底调查、辐射测量的质量保证、环境质量评价
目的:通过环境监测可验证辐射源对环境的实际影响状况,可以发现异常排放,在事故时可以判定污染的范围和水平,可以满足公众的环境知情权而改善公共关系。
第一章
5. 通过测量,已知空气中某点处照射量为6.45×10-3C·kg-1,求该点处空气的吸收剂量。 解:Da
33.85X33.856.451030.218Gy
8. 设在3min内测得能量为14.5MeV的中子注量为1.5×10-11m-2。求在这一点处的能量注量、能量注量率和空气的比释动能各为多少?
E1.5101114.51061.60210190.348J/m2d0.348
0.0019J/m2s
解:dt360
GyKnfk0.2391081041.510110.03585
fk由附表3查得。
第二章
6. 某实验室内使用241Am—Be中子源(En=5.0MeV)进行实验,室内空间某点的中子注量率为107m-2·s-1,当工作人员每月工作16.0h,试问二个月内在该点处工作人员眼晶体所受的累积剂量当量是多少? 解:En=5.0MeV,查表2.5,得WR=10
对于中子,能量低于30MeV时,D与K数值差别完全可以忽略,利用式(1.35)
fK0.448108Gycm2
时间t2166060115200(s)
DT.RKfKfKt0.4481081041071152000.516(Gy)
查附表3,对眼睛取近似组织,
HTWRDT.R100.5165.16(Sv)
R
7. 人体受到能量为0.1MeV的射线照射,测得体表处照射量率为3.0×10-2C·kg-1·s-1,问在这种条件下可连续工作多少时间?
解:外照射下,职业照射年平均有效剂量查表2.12,得20mSv。
EWTHT
T
,WT查表2.6,得WT=0.01(皮肤)
E20103
HT2(Sv)
W0.01T
T
HTWRDT.R,查表2.5,得WR=1(光子)
R
DT.R
HT2
2(Gy)WR1
R
fm取皮肤(软组织),fm=36.43 J/C
DT.RfmXX由X
DT.R2
0.0549(C/kg)fm36.43
dXdX0.05496,得dt1.8310(s)21.2(天)26dtX3.01010
第三章
7. 计算距离活度为3.7×108Bq的点状198Au源0.8m处的照射量率和空气比释动能率各为多少?
819
A3.7104.488101011X2.59510(Ckgs)22r0.8
解:
817
Ak3.7101.51108.73109(Gys1)Ka
r20.82
911011
答:照射量率为2.59510(Ckgs),空气比释动能率为8.7310(Gys)。
8. 沿墙壁露出一段长1.2m,截面积为5cm2的直形管道,其中有浓度为1.1×107Bq·cm-3的60Co溶液流动着。求与管轴线中点垂直距离为2m处的照射量率、空气比释动能率各为多少? 解:这是非点源问题。
因管道直径d
79
源的活度为:AAsV1.11051206.610Bq
45
,所以将管状源视为线状源。 2.52(cm),远小于管道到观察点距离(2m)
照射量率为:
918
2AL26.6102.503101.21=Xtgtg14.012109Ckg1s1Lr2r1.2222
空
气比释动能率为:
2Ak1L26.61098.6710171.2Ktgtg11.390107Gys1 Lr2r1.2222
91171
答:照射量率为4.01210ckgs,空气比释动能率为1.39010Gys。
7. 强辐射场所用的辐射源,通常都是在水井中进行倒源工作。强辐射源的运输容器高度约为1m,从容器中提出源时,源可高出容器口不超过0.5m。现倒装60Co辐射源的活度为1.85×1015Bq,问需要多深的水井,才能使水井表面的剂量当量率低于3Sv·h-1。 解:查表3-4,得(
60
Co)2.5031018Ckg1m2Bq1s1
按题意,q=1,设源提出容器时距水面的最近距离为r厘米,
1.4105Aq1.41051.8510152.503101812.161012r2--(1)2624rH310r10L.h.而K又满足附表6的:K=f(d)f(r)---(2)
根据以上两个关系,作图。
如图所示,得r=328.8cm=3.288m 所以,水井深度l
r10.53.28810.54.788(m)
答:水井深度需4.788米。
第五章
16. 试计算离活度为3.7×1011Bq的
241
、D和H的数值。若在无屏Am—Be中子源2m处的、K
蔽情况下,按月当量剂量1.6mSv控制,问一个月内在该处可工作多长时间?
Ay3.7101154.1106
3.98105m2s1 解:22
4r42
K,差别可以忽略。 对于中子,能量低于30MeV时,D
查表3.15,R7.4
8H1.5710DK2.1109Gys1
R7.4
515fH1.57108Svs156.6Svh1 HI,n3.981039.510
HL1.6103
月工作时间t28.3h6H56.610
答:一个月内在该处可工作28.3h。
17. 已知241Am—Be中子源的活度1.0×1010Bq,用石蜡屏蔽,离源0.5m处的中子注量率不超过=2×104m-2·s-1,求石蜡屏蔽厚度。 解:查表3.18,R
0.118cm1
Ay1.0101054.11065.41105s1
Bn5,q1,(Bn取法见P97;q为居留因子,取法见P70)
5.41105511AyBnq1由式(3.88)得,dlnln31.9cm224R4rL0.1184(0.5)210
答:石蜡屏蔽厚度31.9cm。
辐射防护导论
知 识 点 归 纳
姓名:盘梁文
2012年5月29日
第一章
电离辐射:就是由能通过初级过程或次级过程引起电离的带电粒子或不带电粒子组成的,或者由它们两者混合组成的辐射。
粒子注量:就是根据入射粒子数的多少描述辐射场特性的一个量;可以理解为进入单位截面积小球的粒子数;单位:m-2;粒子注量率:m-2.s-1 谱分布:微分分布(m-2.J-1),积分分布。
能量注量:J.m-2;能量注量率:J.m-2.s-1;E。
21
mkg相互作用系数:()**针对的是:不带电粒子(x,r和中子)**
质量减弱系数:/,度量平均有多少粒子减少。 质量能量转移系数:质量能量吸收系数:
tr/,度量平均有多少能量转移为常带点粒子的动能——比释动能。
en/,度量平均有多少能量被物质所吸收——吸收剂量。
entr(1g)——DK(1g),g表示能量转变为轫致辐射的份额。
轫致辐射:带电粒子通过原子核附近时,受到原子核或核外电子库仑电场的作用而急剧减速,
一部分能量以电磁波形式辐射出来,这种辐射称为韧致辐射。总质量组织本领:**针对带点粒子**
通常用物质对带点粒子的阻止本领来描述带点粒子与物质相互作用的程度。 碰撞阻止本领:
带电粒子在电离、激发过程中损失的能量称为带点粒子能量的碰撞损失。
线碰撞阻止本领:是指一定能量的带电粒子在制定物质中穿过单位长度路程时,由于电离、激发过程所损失的能量:
Scol(dE/dl)col,单位Jm1,质量碰撞阻止本领:Jm2kg1。
辐射阻止本领:带电粒子在轫致辐射过程中损失的能量称为带电粒子的辐射损失。 总质量阻止本领:包括三部分:弹性碰撞--热能;电离和激发;轫致辐射。 计量学中使用的量:
1111
JkgJkgsGys吸收剂量D:单位质量受照物质中所吸收的平均辐射能量,=Gy;= 1111JkgJkgsGys比释动能K:不带电粒子转移给次级带电粒子的能量;=Gy;=
K(tr/),tr/是物质对入射带电粒子的质量能量转移系数。 K1/K2(tr/)1/(tr/)2
Knfk,fkE(tr/)称为中子的比释动能因子,它表示与单位中子注量相应的比释动能
2
Gym值,其单位是:
DK(1g),g是次级电子在慢化过程中,能量损失于轫致辐射的能量份额。
D=K,的条件:高能电子在低原子序数,中子能量低于30Mev,带电粒子平衡。
带电粒子平衡的条件:a:介质元周围辐射场均匀,恒定;b:物质对次级带电粒子的阻止本领以及对初级入射粒子的质量能量吸收系数恒定的;c:介质厚度大于等于带电粒子在介质中的最大射程。
照射量:用来表示X或r射线在空气中产生电离能力大小的辐射量。XdQ/dm,Ckg1 照射量因子:
X(en/)a(e/Wa)————干燥空气:Wa=33.85eV。
Xfx——fxE(en/)a(e/Wa)照射量因子,表示与单位光子注量相应的照射量,单
位:Ckg
1
m2
D1/D2(en/)1/(en/)2
Da
Wa
X e
Dm
(en/)mWa
X
(en/)ae
(en/)m
X
(en/)a
33.85fmX
第二章
放射源定义:是指除研究堆和动力堆核燃料循环范畴的材料以外,永久密封在容器中或者有严密包层并呈固态的放射性材料。
射线装置定义:是指X线机、加速器、中子发生器以及含放射源的装置
放射性核素中子源,如镅(Am)铍源,锎-252源
加速器中子源
辐射源:按产生方式:
反应堆中子源等离子体中子源单能中子源
按能谱分类:
多能中子源
影响辐射生物学作用的因素:1、与辐射有关的,物理因素;2、与机体有关的,生物因素。 物理因素:辐射类型,辐射能量,吸收剂量,剂量率,照射方式。 照射剂量相同,收招面积愈大,产生的效应也愈大。 生物因素:生物体对辐射的敏感性。
种系的演化成都越高,机体结构越复杂,其对辐射的敏感性越高。 当人的X,r射线吸收计量值为4Gy时,死亡率就能达到50%.
一般,人体内繁殖能力越强,代谢越活跃,分化程度越低的细胞对辐射越敏感。 高敏感:淋巴组织、胸腺,骨髓,胃肠上皮、性腺、胚胎组织。
中度敏感:感觉器官、内皮细胞、皮肤上皮、唾液腺、肾肝肺组织的上皮细胞。 轻度敏感:中枢神经系统、内分泌腺、心脏。 不敏感:肌肉组织、软骨和骨组织、结缔组织。 躯体效应:出现在受照者本人身上的。 遗传效应:显现在受照者后裔身上的。
随机性效应:效应的发生机率与剂量大小有关的那些效应。
非随机性效应:效应的严重程度随剂量而变化的那些效应,剂量阈值一般为:100mGy。 遗传效应是随机性效应,癌的发生可能是低剂量下最重要的随机性躯体效应。
非随机性效应:眼睛体浑浊、白内障、良性的皮肤损伤、造血功能障碍、生育能力减退、免疫功能减低。
全身性辐射损伤:机体全身受到均匀或不均匀照射后出现的急性放射病;出现在核事故、核战争。
局部性辐射损伤:机体某一器官或阻止受到外照射时出现的某种损伤;出现在放射治疗。 女:低电离辐射照射性腺其吸收剂量为3Gy,20岁妇女闭经,40岁绝经。
男:0.25Gy精子减少,2.5Gy丧失生育能力。
红骨髓:不超过0.5Sv,超过对红骨髓造血功能有明显损害。 皮肤:20Gy以上时,皮肤发生有损美容的改变。
潜伏期(latent period):从受到照射到临床上特定效应的发生所需的时间 早期效应(early effects):受到照射后数周之内发生的效应 晚发效应(Late effects): 受到照射后数月以后发生的效应
ICRP 国际放射防护委员会:International Commission on Radiation Protection 与个体相关的辐射量1、当量剂量2、有效剂量3、待积当量剂量与待积有效剂量 与群体相关的辐射量1、集体当量剂量2、集体有效剂量 放射防护量 都不可测量
当量剂量(H):与辐射生物效应相联系,用同一尺度描述不同类型和能量的辐射对人体造成的生物效应的严重程度或发生几率的大小:HT
W
R
R
DT,R
WR:辐射权重因子——与辐射种类和能量有关;
DT,R:按组织或器官T平均计算的来自辐射R的吸收剂量; HT单位Sv
有效剂量HE:人体受到的任何照射,基本上是涉及多个器官,为了计算受到照射的有关器官和组织带来的总的危险。即局部器官对人体整体的影响,相对随机性效应而言,在辐射防护中引进了有效剂量。HE
W
T
T
HT;HT---器官或组织T的当量剂量;
WT---器官或组织T的组织权重因子; 有效剂量(E):E
w
T
T
HTwT(wRDT,R)
T
R
待积当量剂量H50,T:H50,T待积有效剂量H50:H50,E集体当量剂量,ST:ST
T
t050
t0
(t)dt HTH50,T
W
T,i
T
i
Ni;一组人某指定器官或组织T所受的总辐射照射的量。
T,i所考虑的群体中,第i组人群中每个人的器官或组织T所受到的当量剂量。Ni第i人群组
的人数
辐射来源:天然辐射源(宇宙射线,原生核素,宇生核素),人工辐射源(医疗照射,核爆炸,核动力生产)
辐射防护的目的:防止确定性效应的发生;减少随机性效应的发生率,使之达到可以接受的水平。
辐射防护的基本原则:辐射实践正当化,辐射防护最优化,限制个人剂量 职业照射 :a)由审管部门决定的连续5年的年平均有效剂量,20mSv; b)任何一年中的有效剂量,50mSv; c)眼晶体的年剂量当量,150mSv;
d)四肢(手和足)或皮肤的年剂量当量,500mSv。 职业照射中的年轻学徒、学生 : a)年有效剂量,6mSv; b)眼晶体的年剂量当量,50mSv;
c)四肢(手和足)或皮肤的年剂量当量,150mSv。 公众照射 : a)年有效剂量,1 mSv;
b)特殊情况下,如果5个连续年的年平均剂量不超过1 mSv,则某一单一年份的有效剂量可提高到5 mSv;
c)眼晶体的年剂量当量,15 mSv; d)皮肤的年剂量当量,50mSv。
第三章
外照射防护方法:时间防护法,距离防护法,屏蔽防护,源项控制法
(r)A/r2 距离 γ 点源 r cm 处的空气比释动能率为:Ka
照射量计算公式:X
A
r2
1k(1dx)K222
dKdx,线源总长度为L: axr线源举例:dK,则:
a2x2r2
K
2
21L2Ak1L
dxtgtg1k
x2r2r2rLr2r
1k
NN0e
d
N0e
d
能谱的硬化:入射射线通常有谱分布,不同能量光子有不同μ值, μ大减弱得快, μ小减弱得慢。 随着通过物质的厚度增加,那些不易被减弱的 “硬成分” 所占比重会越来越大,这种现象称为能谱的硬化 。铅:3.4Mev;铝:23Mev
平均自由程λ:λ=1/μ,它表示一个光子每经过一次相互作用之前,在物质中所穿过的平均厚度。
d1/d22/1
积累因子是指在所考察点上真正测量的某一辐射量的值ND同用窄束减弱规律算得同一辐射量值N1的比值:
宽束定义:考虑了散射积累效应后的射束
Er,a(dadb)B双层介质的原子序数相差不大:Btmax
Er,b(dadb)B
低Z在前,高Z在后:BtBEr,(d)高
高Z在前,低Z在后:当光子能量较低时:BtBEr,(d)低BErd高
当光子能量较高,超过与高Z介质线减弱系数最小值相应的那个能量 (Er,min)高:
BtB(Er,min)高,d低BErd高
可见:原子序数相差很大的两种介质所组成的双层屏蔽结构,低z介质在前,高z介质在后次序排列,其屏蔽效果较好。
edH(dB(E,deK )d K xrH0H(d)Bx(Er,d)
H0
透射系数ζ:设置厚度为d的屏蔽层之后,离X射线发射点1m处,由该射线装置单位工作负荷
2
in(1mA·min)所造成的当量剂量。单位为 SvmmAm
1
对于中子:透射系数ζ:中子源发出的单位中子注量率在屏蔽后造成的剂量当量指数,Svcm2 Δ1/2的定义: 将入射X或γ光子数(注量率或照射量率等) 减弱到一半所需的屏蔽层厚度。 Δ1/10的定义: 将入射X或γ光子数 (注量率或照射量率等)减到十分之一所需的屏蔽层厚度。
0.301
屏蔽X或γ射线常用的材料:铅:屏蔽能力好,但结构较软,一般采用钢骨架支撑; 钢铁:屏蔽能力、结构性能均很好。
混凝土:屏蔽能力好,造价便宜; 水:来源广泛,本身液体; γ点源的屏蔽计算:
① 定参考点无屏蔽层时的H(d)
②确定透射比或减弱倍数
②
辐射防护的目的:防止确定性效应的发生;减少随机性效应的发生率,使之达到可以接受的水
平。
屏蔽防护的目的 :设置足够厚度的屏蔽层,使所关心的一点(参考点)处由于各种辐射源造成的剂量当量指数率的总和 HI(d)不超过事先规定的控制水平 HL,h
第四章
带电粒子屏蔽:为了使电子、β粒子在吸收过程中产生的轫致辐射尽量减少,屏蔽材料最好选用诸如铝、有机玻璃、混凝土一类的低Z物质。
• 因此,在屏蔽射线时,必须首先选用低原子序数的物质,如有机玻璃、塑料和铝等,
以减少轫致辐射。外层再加较高原子序数的物质。第一层用低原子序数的材料做成,以减少屏蔽轫致辐射的产生;第二层用高原子序数的材料做成,用于屏蔽轫致辐射。
第五章
中子源最重要参数:中子产额,中子能谱、中子发射的角分布。 中子比释动能的计算:KfK 中子流减弱规律:r(d)r0Bne
d
中子屏蔽计算:r(d)r0Bnqed
L对于厚度不小与20cm的水、石蜡、聚乙烯一类的含氢材料,可以取Bn5,对铅,Bn3.5,对铁,Bn2.6。
中子当量剂量指数率:HnfHI,n
中子屏蔽材料:水、混凝土、石蜡、聚乙烯、泥土、锂、硼(截面最大)。
中子的减弱:1、快中子通过与物质的非弹性散射与弹性散射,使中子慢化变成热中子,2、热中子被物质俘获吸收。
综上:要使中子很快慢化,首先应使用重或较重的物质,通过非弹性散射使中子能量很快降低到与原子核的第一激发能级相应的能量以下,此后,在利用含氢物质,通过弹性散射使中子能量进一步降低到热能区。
中子:透射系数、透射比、减弱倍数。
对于中子:透射系数ζ:中子源发出的单位中子注量率在屏蔽后造成的剂量当量指数,Svcm2
第六章
散射辐射的屏蔽、反射辐射的屏蔽计算、迷道,防护门问题、通风问题、安全联锁系统、
第七章
内照射防护措施:包容、隔离、净化、稀释。 摄入:放射性物质从体外进入体内 摄入量:进入的物质的量
来源:吸入、食入、通过皮肤吸收(皮肤伤口,渗入、注射) 吸收:进入人体内的放射性物质有一定份额到达体液 吸收量:进入的物质的量
沉积:放射性物质进入并居留于器官或组织之内 转移:放射性物质在体内的移动称作
廓清:放射性核素从某一器官或组织内移出的过程 滞留:描述放射性核素在器官、组织或全身内的居留状况
滞留量:在摄入、沉积或吸收后的给定时刻,器官、组织或全身的物质的量
排出:物质随尿、粪、汗和呼出气体而从体内移出的过程
– 直接排出:放射性物质进入体内后没有进入体液循环而直接排出体外的; – 相关排出:凡是曾经被吸收到细胞间液而后被排出的。 – 随尿和汗排出的都属于相关排出。
– 随粪排出的包括两种成分:相关排出的和未经吸收而直接排出的。
有效半衰期:由于生物代谢和放射性衰变减少一般所经历的时间。
Te
TrTb
————erb
TrTb
– 源组织(器官):含有大量放射性核素的组织或器官; – 靶组织(器官):吸收辐射能量的组织或器官。 – 注:很多情况下某组织或器官同时是源组织和靶组织。
库室:如果一个组织或器官中某类或某组放射性物质的特征量如活度和浓度,具有相同的物理性质和生物化学行为,则可以视该组织或器官是核素的一个相对独立的代谢区域范围,称其为库室。
放射性气溶胶:空气中的固态放射性核素一般沉积在空气中悬浮的固体或液体微粒上,或者本身就是一些悬浮的小颗粒。这些悬浮微粒统称作放射性气溶胶
– 扩散沉积是指无规则的布朗运动使小粒子接触并粘附到呼吸道壁。
– 撞击沉积是指粒子在气流紊乱区(如气管分枝处)运动方向剧烈变化,惯性作
用使得粒子撞击并沉积到呼吸道的表面。
– 沉降沉积是指粒子受重力作用而沉积到呼吸道的表面。 – 三种过程的沉积几率与粒子的大小有密切的关系。
廓清期将放射性物质划分成D(天)、W (周)和Y (年)三类。
– T(d) ≤10天为D类;
– 10天≤ T(d) ≤100天的为W类;
T(d) >100d为Y类
• 比有效能量SEE(T←S):指在源器官S内,每次核转变所发射的某一特定辐射i,授予
单位质量靶器官T的能量 • 对非贯穿辐射
– 当源组织与靶组织是同一组织时,
AF(T←S)i = 1
– 当源组织与靶组织不是同一组织时,
AF(T←S)i = 0
• 对贯穿辐射
剂量限值规定:有效剂量HE连续五年内每年不能超过20mSv,其中一年最高不能超过50mSv;皮肤的剂量当量HT每年不能超过500mSv。I
0.50.05
I
H50T,WTH50,T
T
内照射损伤临床特点:选择性损伤、潜伏期较长、病程发展缓慢、病程分期不明显
内照射损伤诊断:全面收集患者与放射性物质的接触史、临床症状和详细医学检查、体内污染
的监测、甲状腺和造血功能检查
内照射损伤的治疗:消除体表沾染、减少吸收、加速排出、综合对症治疗
开放型放射性工作单位划分为三级(一二三):>1.85×1012,1.85×1011~1.85×1012 ,<1.85×1011 开放型放射性工作场所的分类(甲乙丙):>1.85×1012,1.85×1011~1.85×1012 ,<1.85×1011
放射性核素最大等效日操作量是指可操作的各种放射性核素的最大日操作量与相应放射性核素的毒性组别系数乘积的总和。极毒组为10,高毒组为1,中毒组为0.1,低毒组为0.01 工作场所分区:白色、绿色、橙色、红色区。
放射事故的性质可分为责任事故,技术事故和其它事故三种。 放射事故的级别可分为一般事故,重大事故和特大事故三级。 **监测目的
1)估计待积有效剂量;
2)对设施的设计和运行提供参考依据; 3)在事故情况下提供健康监督和治疗依据 **监测方法
1)全身或器官中放射性核素的直接测量 2)排泄物及其他生物样品分析 3)空气采样分析
选择监测方法时,应考虑以下几个因素: a)放射性核素的辐射特性; b)污染物的生物动力学行为;
c)考虑生物学廓清及放射性衰变后污染物在体内的滞留特性; d)所要求的测量频率;
e)所考虑测量设备的灵敏度、方便程度以及是否具有这种设备。
内照射剂量取决于:放射性核素的物理化学形态、衰变速率、辐射类型和能量、进入人体的途径和数量、个人的 年龄、性别、生活习惯、解剖生理特征和病理状态 计算滞留量:
如果单次摄入核素 a Bq,进入体液的 份额是BF,其中分布到特定器官S的份 额是Fs,则摄入 t 时间后,S中核素的 滞留量为:
As(t)aBFFskie
i
eff,it
例题:钠盐口服后,进入体液的份额BF = 1,体液中钠有30%入骨,即F骨 = 0.3。钠在骨中半排期: 99.7% 10 d,0.3% 1100 d。 列出单次食入后t时刻,稳定钠和放射性钠- 24(Tr = 15h)的食入量在骨胳中滞留量及滞留份额的计算式。 钠-24:
放射性半衰期
Tr = 15 h / [ 24(h/d)] = 0.625 d
与半廓清时间10天对应的有效半减期 T10,eff = 10×0.625 / (10 + 0.625) = 0.6 d
与半廓清时间1100天对应的有效半减期 T1100,eff = 1100×0.625/(1100 + 0.625) = 0.625 d
BF F骨
口服 体液
0.3 稳定钠 在骨中的 滞留量 A骨( t ) = BF × F骨 ×
(0.997e-0.693t/10 + 0.003e-0.693t/1100) 钠-24 在骨中的 滞留量 A骨( t ) = BF × F骨 ×
(0.997e-0.693t/0.6 + 0.003e-0.693t/0.625) BF F骨
口服 体液
0.3 稳定钠 在骨中的滞留份额 R骨( t ) =
(0.997e-0.693t/10 + 0.003e-0.693t/1100)
钠-24 在骨中的 滞留份额 R骨( t ) =
(0.997e-0.693t/0.6 + 0.003e-0.693t/0.625)
[ 习题2 ]
静注后,锝-99m有2%入甲状腺;在其中,锝-99m的生物半排期: 85% ,1 h;15% ,10 h。
计算:
单次静注1 MBq后24h,
锝-99m (Tr = 6.02h) 在甲状腺中的 滞留量 及 滞留份额
第八章
响应:仪器的读数称为响应。
灵敏度:定义与每单位照射量所对应的仪器读数成为该仪器的灵敏度。 能量响应:仪器的灵敏度对光子能量的依赖关系,称为仪器的能量响应。
第九章
辐射防护监测的概念--是指为估算和控制公众及工作人员所受辐射剂量而进行的测量。 辐射防护的目的--是保证公众和工作人员生活在安全的环境中,监测是衡量这种条件的手段。 在放射源的安全使用、寻找丢失的放射源、确定放射源破损污染的程度和范围以及公众和工作人员所受辐射剂量的估算方面等,辐射监测具有不可替代的作用
辐射防护监测大致可分为:个人剂量监测、工作场所监测、环境辐射监测。
个人剂量监测包括三个方面:(1)个人外照射监测(2)皮肤污染监测3)体内污染监测
• 监测目的,是评价工作人员所接受的剂量水平,证明是否符合有关标准(GB18871),
同时也可提供工作人员所受剂量的趋势和工作场所条件以及提供事故照射情况下的有关资料。
工作场所的监测:工作场所外照射监测、工作场所的表面污染监测、空气污染监测
• 工作场所监测的目的,是为了了解工作场所的辐射水平是否符合国家有关规定的要求,
以确保工作人员和公众处于合乎防护要求的环境,同时还能及时发现防护中存在的问题,以利于及时纠正或采取有效的防护措施,从而防止或及时发现超剂量照射事件的发生。
环境辐射监测:常规监测、应急监测、环境放射性本底调查、辐射测量的质量保证、环境质量评价
目的:通过环境监测可验证辐射源对环境的实际影响状况,可以发现异常排放,在事故时可以判定污染的范围和水平,可以满足公众的环境知情权而改善公共关系。
第一章
5. 通过测量,已知空气中某点处照射量为6.45×10-3C·kg-1,求该点处空气的吸收剂量。 解:Da
33.85X33.856.451030.218Gy
8. 设在3min内测得能量为14.5MeV的中子注量为1.5×10-11m-2。求在这一点处的能量注量、能量注量率和空气的比释动能各为多少?
E1.5101114.51061.60210190.348J/m2d0.348
0.0019J/m2s
解:dt360
GyKnfk0.2391081041.510110.03585
fk由附表3查得。
第二章
6. 某实验室内使用241Am—Be中子源(En=5.0MeV)进行实验,室内空间某点的中子注量率为107m-2·s-1,当工作人员每月工作16.0h,试问二个月内在该点处工作人员眼晶体所受的累积剂量当量是多少? 解:En=5.0MeV,查表2.5,得WR=10
对于中子,能量低于30MeV时,D与K数值差别完全可以忽略,利用式(1.35)
fK0.448108Gycm2
时间t2166060115200(s)
DT.RKfKfKt0.4481081041071152000.516(Gy)
查附表3,对眼睛取近似组织,
HTWRDT.R100.5165.16(Sv)
R
7. 人体受到能量为0.1MeV的射线照射,测得体表处照射量率为3.0×10-2C·kg-1·s-1,问在这种条件下可连续工作多少时间?
解:外照射下,职业照射年平均有效剂量查表2.12,得20mSv。
EWTHT
T
,WT查表2.6,得WT=0.01(皮肤)
E20103
HT2(Sv)
W0.01T
T
HTWRDT.R,查表2.5,得WR=1(光子)
R
DT.R
HT2
2(Gy)WR1
R
fm取皮肤(软组织),fm=36.43 J/C
DT.RfmXX由X
DT.R2
0.0549(C/kg)fm36.43
dXdX0.05496,得dt1.8310(s)21.2(天)26dtX3.01010
第三章
7. 计算距离活度为3.7×108Bq的点状198Au源0.8m处的照射量率和空气比释动能率各为多少?
819
A3.7104.488101011X2.59510(Ckgs)22r0.8
解:
817
Ak3.7101.51108.73109(Gys1)Ka
r20.82
911011
答:照射量率为2.59510(Ckgs),空气比释动能率为8.7310(Gys)。
8. 沿墙壁露出一段长1.2m,截面积为5cm2的直形管道,其中有浓度为1.1×107Bq·cm-3的60Co溶液流动着。求与管轴线中点垂直距离为2m处的照射量率、空气比释动能率各为多少? 解:这是非点源问题。
因管道直径d
79
源的活度为:AAsV1.11051206.610Bq
45
,所以将管状源视为线状源。 2.52(cm),远小于管道到观察点距离(2m)
照射量率为:
918
2AL26.6102.503101.21=Xtgtg14.012109Ckg1s1Lr2r1.2222
空
气比释动能率为:
2Ak1L26.61098.6710171.2Ktgtg11.390107Gys1 Lr2r1.2222
91171
答:照射量率为4.01210ckgs,空气比释动能率为1.39010Gys。
7. 强辐射场所用的辐射源,通常都是在水井中进行倒源工作。强辐射源的运输容器高度约为1m,从容器中提出源时,源可高出容器口不超过0.5m。现倒装60Co辐射源的活度为1.85×1015Bq,问需要多深的水井,才能使水井表面的剂量当量率低于3Sv·h-1。 解:查表3-4,得(
60
Co)2.5031018Ckg1m2Bq1s1
按题意,q=1,设源提出容器时距水面的最近距离为r厘米,
1.4105Aq1.41051.8510152.503101812.161012r2--(1)2624rH310r10L.h.而K又满足附表6的:K=f(d)f(r)---(2)
根据以上两个关系,作图。
如图所示,得r=328.8cm=3.288m 所以,水井深度l
r10.53.28810.54.788(m)
答:水井深度需4.788米。
第五章
16. 试计算离活度为3.7×1011Bq的
241
、D和H的数值。若在无屏Am—Be中子源2m处的、K
蔽情况下,按月当量剂量1.6mSv控制,问一个月内在该处可工作多长时间?
Ay3.7101154.1106
3.98105m2s1 解:22
4r42
K,差别可以忽略。 对于中子,能量低于30MeV时,D
查表3.15,R7.4
8H1.5710DK2.1109Gys1
R7.4
515fH1.57108Svs156.6Svh1 HI,n3.981039.510
HL1.6103
月工作时间t28.3h6H56.610
答:一个月内在该处可工作28.3h。
17. 已知241Am—Be中子源的活度1.0×1010Bq,用石蜡屏蔽,离源0.5m处的中子注量率不超过=2×104m-2·s-1,求石蜡屏蔽厚度。 解:查表3.18,R
0.118cm1
Ay1.0101054.11065.41105s1
Bn5,q1,(Bn取法见P97;q为居留因子,取法见P70)
5.41105511AyBnq1由式(3.88)得,dlnln31.9cm224R4rL0.1184(0.5)210
答:石蜡屏蔽厚度31.9cm。