辐射基本知识版 PPT课件.ppt

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1、辐射基本知识辐射基本知识1yjyuuy放射性与电离辐射基本知识放射性与电离辐射基本知识n n重要的概念和量重要的概念和量原子结构、核素、同位素、射线与物质的相互作用等n n辐射防护基础知识辐射防护基础知识辐射基本物理量、天然本底辐射、电离辐射的生物效应等n n辐射防护的原则和方法辐射防护的原则和方法辐射防护的三原则、内外照射的防护方法yjyuuy2n n辐射安全和防护（辐射环境管理）n n放射卫生n n放射性同位素n n射线装置n n放射源yjyuuy3电子质子中子原子的结构yjyuuy4电子质子氢原子结构yjyuuy5同位素n n同位素的质子数相同，中子数不同n n相同元素的同位素具有相同的

2、化学性质yjyuuy6H-1Z=1，N=0H-2Z=1，N=1H-3Z=1，N=2氢氢 氘（氘（d do o）氚（氚（chuchun n）氢的同位素氢的同位素yjyuuy7所有不同类型的原子都称为核素其实我其实我和他们和他们一样高！一样高！8yjyuuy放射性放射性n n稳定的核素n n放射性核素n n放射性放射性 放射性是指某些核素自发地放射出各种粒子的现象。通常可观察到、粒子或射线，放射正电子、质子、中子、中微子等其它粒子则较为少见。yjyuuy9 粒子 粒粒子子是是一一个个氦氦核核，由由两两个个质质子子和和两两个个中中子子组组成成。它它是是由由发发射射体体以以某某一一不不连连续续的的能量

3、和特有的半衰期而发射出来的。能量和特有的半衰期而发射出来的。它它具具有有下下列列性性质质：绝绝大大多多数数在在介介质质中中具具有有相相同同的的射射程程（布布拉拉格格峰峰）；沿沿直直线线径径迹迹运运动动；粒粒子子只只是是偶偶尔尔发发生生散散射射并并且且散散射射大大多多发发生生在靠近在靠近粒子射程的末端。粒子射程的末端。粒粒子子射射程程很很短短，可可以以认认为为不不存存在在外外照照射射危危害害，但但其其内内照照射射危危害害却却极极其其严严重重。自自然然界中氡是造成界中氡是造成内照射危险的最重要的元素。内照射危险的最重要的元素。10yjyuuy 粒子 辐射的概念已经扩大到正电子辐射，辐射的概念已经扩

4、大到正电子辐射，辐射的概念已经扩大到正电子辐射，辐射的概念已经扩大到正电子辐射，粒子是粒子是粒子是粒子是正正正正电子和电子电子和电子电子和电子电子和电子。它们的静止质量相同，电荷相等，符号相。它们的静止质量相同，电荷相等，符号相。它们的静止质量相同，电荷相等，符号相。它们的静止质量相同，电荷相等，符号相反。反。反。反。与与与与粒子不同，粒子不同，粒子不同，粒子不同，粒子展示出一个连续能谱。核素粒子展示出一个连续能谱。核素粒子展示出一个连续能谱。核素粒子展示出一个连续能谱。核素表中查到的是表中查到的是表中查到的是表中查到的是能谱的最大值。能谱的最大值。能谱的最大值。能谱的最大值。电子与介质相互作

5、用主要是电离、激发和辐射（轫电子与介质相互作用主要是电离、激发和辐射（轫电子与介质相互作用主要是电离、激发和辐射（轫电子与介质相互作用主要是电离、激发和辐射（轫致辐射产生致辐射产生致辐射产生致辐射产生X X X X射线）。电子在介质中衰减过程基本符合射线）。电子在介质中衰减过程基本符合射线）。电子在介质中衰减过程基本符合射线）。电子在介质中衰减过程基本符合指数规律。指数规律。指数规律。指数规律。粒子可以构成外部伤害，深度和粒子可以构成外部伤害，深度和粒子可以构成外部伤害，深度和粒子可以构成外部伤害，深度和粒子能量有关，粒子能量有关，粒子能量有关，粒子能量有关，高能高能高能高能粒子还要考虑它通过

6、轫致辐射产生的粒子还要考虑它通过轫致辐射产生的粒子还要考虑它通过轫致辐射产生的粒子还要考虑它通过轫致辐射产生的X X X X射线的危射线的危射线的危射线的危害，而它的内照射危害却比害，而它的内照射危害却比害，而它的内照射危害却比害，而它的内照射危害却比粒子小得多。粒子小得多。粒子小得多。粒子小得多。11yjyuuy和X射线 和X射线是波长较短的电磁辐射，统称光子光子（无质量，只有能量）（无质量，只有能量）。和X射线起源不同。由核和基本粒子突变产生的电磁辐射光子称作射线。由带电粒子在原子核库仑场中、慢化和原子电子能级改变而产生的电磁辐射称为X射线。前者可称为轫致辐射X射线，后者称为特征X射线。1

7、2yjyuuy、和中子的穿透能力yjyuuy13yjyuuy14yjyuuy15 放射性活度放射性活度放射性活度 A=dN/dtA=dN/dt 单位时间核素衰变的次数。衰变次数发射的粒子数活度单位：居里（活度单位：居里（CiCi）、）、贝可（贝可（BqBq）1 Ci1 Ci=3.7=3.7101010 10 BqBq1Ci=10001Ci=1000mCimCi,1,1CiCi=10=10-6-6CiCiMBq,MBq,TBq,TBq,GBqGBq，PBqPBq =10106 6,10109,9,101012 12,101015 15 BqBqyjyuuy16衰变衰变放射性衰变 半衰期（工作时考

8、虑放射性素的半衰期）半衰期T1/2：在单一的放射性衰变过程中，放射性活度降至其原有值一半时所需时间被称为 半衰期N=N0e-t 1/2N0=N0e-T1/21/2=ln2/T1/21/2yjyuuy17n n电离辐射电离辐射 电电离离是是指指从从一一个个原原子子、分分子子或或其其它它束束缚缚状状态态释释放放一一个个或或多多个个电电子子的的过过程程，而而电电离辐射就是指可以引起物质电离的辐射。离辐射就是指可以引起物质电离的辐射。电电离离辐辐射射分分为为直直接接电电离离辐辐射射和和间间接接电电离离辐辐射。射。yjyuuy18电离前电离前电离电离后yjyuuy19电离电离n n由由粒子和粒子和粒子产

9、生的电离（直接电粒子产生的电离（直接电离）离）体内体内体内体内 源比体内源比体内源比体内源比体内 源对人产生的伤害更源对人产生的伤害更源对人产生的伤害更源对人产生的伤害更大大大大n n射线（非带电离子）产生的电离（非射线（非带电离子）产生的电离（非直接电离）直接电离）yjyuuy20 根据带电的电离辐射静止质量的差别可分为重带电粒子（如粒子、质子等）和轻带电粒子（电子和正电子）。在核技术应用领域内所涉及的重带电粒子能量绝大部分在10keV到10MeV之间，在此能量范围内的重带电粒子穿透物质时，在气体内最多穿透几厘米，在液体和固体内最多穿透几十微米的深度后就全部停滞在该物质内。21yjyuuy带

10、电离子电离带电离子电离n n带电的电离辐射在穿透物质时主要通过库仑力发带电的电离辐射在穿透物质时主要通过库仑力发带电的电离辐射在穿透物质时主要通过库仑力发带电的电离辐射在穿透物质时主要通过库仑力发生生生生4 4 4 4种相互作用：种相互作用：种相互作用：种相互作用：1.与核外电子的非弹性碰撞，即电离和激发；2.与核外电子的弹性碰撞；3.与原子核的非弹性碰撞，发射轫致辐射或 者其他类型的辐射；4.与原子核的弹性碰撞。yjyuuy22带电离子电离示意图带电离子电离示意图激发电离电子带电离子X线退激光子yjyuuy23基本量基本量n n活度（单位 Bq）n n辐射的吸收剂量（单位 Gy）n n当量剂

11、量（单位 Sv）n n有效剂量（单位 Sv）yjyuuy24剂量剂量n n剂量剂量 剂量是受辐射照射的物质所接受或吸收的辐射的剂量是受辐射照射的物质所接受或吸收的辐射的一种量度。一种量度。吸收剂量，国际单位吸收剂量，国际单位 GyGy（戈瑞）（戈瑞）剂量当量剂量当量H HT T R R,考虑射线因素，国际单位考虑射线因素，国际单位 Sv(Sv(西弗西弗)有效剂量有效剂量E E，考虑组织因子，考虑组织因子，国际单位，国际单位 Sv(Sv(西弗西弗)不可以测量，可以根据人受照的情况，计算得出不可以测量，可以根据人受照的情况，计算得出yjyuuy25各种射线的辐射权重因子，WR辐射类型和能量范围辐射

12、类型和能量范围辐射类型和能量范围辐射类型和能量范围 辐射权重因子辐射权重因子辐射权重因子辐射权重因子光子光子光子光子 中子中子中子中子所有能量所有能量所有能量所有能量 1 1电子和电子和电子和电子和 子子子子所有能量所有能量所有能量所有能量1 1中子中子中子中子能量能量能量能量10keV20MeV20MeV5 5质子质子质子质子能量能量能量能量2MeV2MeV5 5 粒子，裂变碎片，粒子，裂变碎片，粒子，裂变碎片，粒子，裂变碎片，重核重核重核重核2020yjyuuy26组织权重因子组织权重因子组织或器官组织或器官组织权重因组织权重因子，子，WWT T组织或器官组织或器官组织权重因组织权重因子，

13、子，WWT T性腺性腺0.200.20肝肝0.050.05红骨髓红骨髓0.120.12食道食道0.050.05结肠结肠0.120.12甲状腺甲状腺0.050.05肺肺0.120.12皮肤皮肤0.010.01胃胃0.120.12骨表面骨表面0.010.01膀胱膀胱0.050.05其余组织或器官其余组织或器官0.050.05乳腺乳腺0.050.05yjyuuy27辐射量和单位一览表辐射量和单位一览表活度活度活度活度吸收剂量吸收剂量吸收剂量吸收剂量当量剂量当量剂量当量剂量当量剂量有效剂量有效剂量有效剂量有效剂量单位单位单位单位BqBq(贝可）贝可）贝可）贝可）GyGy(戈瑞戈瑞戈瑞戈瑞)SvSv(希

14、伏）希伏）希伏）希伏）SvSv(希伏）希伏）希伏）希伏）国际国际国际国际单位单位单位单位S S-1-1(1/(1/秒）秒）秒）秒）J*kg J*kg 1 1(焦耳焦耳焦耳焦耳/公斤）公斤）公斤）公斤）J*kg J*kg 11 (焦耳焦耳焦耳焦耳/公斤）公斤）公斤）公斤）J*kg J*kg 11 (焦耳焦耳焦耳焦耳/公斤）公斤）公斤）公斤）内涵内涵内涵内涵辐射源辐射源辐射源辐射源受照射物平受照射物平受照射物平受照射物平均，纯物理均，纯物理均，纯物理均，纯物理量，可监测量，可监测量，可监测量，可监测根据辐射源根据辐射源根据辐射源根据辐射源的类型进行的类型进行的类型进行的类型进行修正，可以修正，可以

15、修正，可以修正，可以监测监测监测监测对受照射物的对受照射物的对受照射物的对受照射物的不同器官的加不同器官的加不同器官的加不同器官的加权，经对每个权，经对每个权，经对每个权，经对每个人，不可监测，人，不可监测，人，不可监测，人，不可监测，一般推算一般推算一般推算一般推算代码代码代码代码A ADDHHE Eyjyuuy28根据UNSCEAR2000年报告全球平均辐射剂量2.8mSv/年其中：2.4mSv/年来自天然辐射0.4mSv/年来自医学诊断0.007mSv/年来自大气层核试验和切尔诺贝利事故引起的放射性沉降物0.0002mSv/年来自核电站排放全球平均辐射剂量全球平均辐射剂量全球平均辐射剂量

16、全球平均辐射剂量yjyuuy29到处都有辐射？天然本底辐射无时不在，无处不在yjyuuy30 辐射效应辐射效应n n确确确确定定定定性性性性效效效效应应应应（旧旧旧旧称称称称非非非非随随随随机机机机性性性性效效效效应应应应）：指指指指效效效效应应应应的的的的严严严严重重重重程程程程度与剂量的大小有关的辐射效应度与剂量的大小有关的辐射效应度与剂量的大小有关的辐射效应度与剂量的大小有关的辐射效应n n随随随随机机机机性性性性效效效效应应应应：其其其其发发发发生生生生的的的的几几几几率率率率（而而而而非非非非严严严严重重重重程程程程度度度度）与与与与剂剂剂剂量量量量的的的的大大大大小小小小有有有有关

17、关关关的的的的辐辐辐辐射射射射效效效效应应应应。这这这这种种种种效效效效应应应应发发发发生生生生的的的的几几几几率率率率正正正正比比比比于于于于剂量。剂量。剂量。剂量。n n躯躯躯躯体体体体效效效效应应应应：辐辐辐辐射射射射所所所所致致致致出出出出现现现现在在在在受受受受照照照照者者者者本本本本人人人人身身身身上上上上的的的的有有有有害害害害效效效效应。应。应。应。n n遗遗遗遗传传传传效效效效应应应应：辐辐辐辐射射射射所所所所致致致致出出出出现现现现在在在在受受受受照照照照者者者者后后后后代代代代身身身身上上上上的的的的有有有有害害害害效效效效应。应。应。应。yjyuuy31辐射效应的分类及

18、特点辐射效应的分类及特点辐射效应的分类及特点辐射效应的分类及特点效应分类效应分类效应分类效应分类例子例子例子例子 阈剂量阈剂量阈剂量阈剂量 与剂量的与剂量的与剂量的与剂量的关系关系关系关系 防护目标防护目标防护目标防护目标随机性效随机性效应应癌，遗传癌，遗传效应效应假设不存假设不存在在发生率随发生率随剂量增加剂量增加而增大而增大尽量减小尽量减小确定性效确定性效应应 白内障白内障 存在存在 严重程度严重程度随剂量增随剂量增加而增大加而增大 防止发生防止发生 yjyuuy32确定性效应的阈剂量确定性效应的阈剂量确定性效应的阈剂量确定性效应的阈剂量组织或组织或器官器官效应效应急性照射急性照射（GyG

19、y）慢性照射慢性照射（GyGy a-1a-1）睾丸睾丸睾丸睾丸卵巢卵巢卵巢卵巢眼晶体眼晶体眼晶体眼晶体造血器官造血器官造血器官造血器官胎儿胎儿胎儿胎儿 一时性不肓一时性不肓一时性不肓一时性不肓永久不肓永久不肓永久不肓永久不肓永久不肓永久不肓永久不肓永久不肓白内障白内障白内障白内障 低辐射低辐射低辐射低辐射 高高高高LETLET辐射辐射辐射辐射眼晶体混浊眼晶体混浊眼晶体混浊眼晶体混浊机能低下机能低下机能低下机能低下畸形、严重痴呆畸形、严重痴呆畸形、严重痴呆畸形、严重痴呆 0.150.153.5-6.03.5-6.02.5-6.02.5-6.0平均平均平均平均5 5（2 21010）0.6-5.0

20、0.6-5.00.5-2.00.5-2.00.50.50.10.10.12-0.2 0.12-0.2 0.40.42.02.00.20.20.150.150.10.10.4 0.4 yjyuuy33n对于高剂量率、大剂量照射对于高剂量率、大剂量照射引起的急性确定性效应，不引起的急性确定性效应，不同照射剂量对人体损伤的估同照射剂量对人体损伤的估计见下表计见下表急急性性放放射射性性全全身身照照射射又又未未进进行行专专门门的的医医学学治治疗的半致死剂量约为疗的半致死剂量约为3-5Gy3-5Gyyjyuuy34剂量剂量（GyGy）类类型型程度程度初期症状或损伤程度初期症状或损伤程度0.250.250.

21、25-0.25-0.50.50.5-10.5-1不明显和不易察觉的病变不明显和不易察觉的病变可恢复的机能变化，可能有血液学的变化可恢复的机能变化，可能有血液学的变化机能变化，血液变化，但不伴有临床症状机能变化，血液变化，但不伴有临床症状1-21-22-3.52-3.53.5-5.53.5-5.55.5-105.5-10骨髓骨髓型急型急性放性放射病射病轻度轻度中度中度重度重度极重极重度度乏力，不适，食欲减退乏力，不适，食欲减退头昏乏力，食欲减退，恶心呕吐，白细胞短暂头昏乏力，食欲减退，恶心呕吐，白细胞短暂上升后下降上升后下降多次呕吐，可有腹泻，白细胞明显下降多次呕吐，可有腹泻，白细胞明显下降多次

22、呕吐，腹泻，休克，白细胞急剧下降多次呕吐，腹泻，休克，白细胞急剧下降10-5010-505050肠型急性肠型急性放射病放射病脑型急性脑型急性放射病放射病频繁呕吐，腹泻严重，腹痛，血红蛋白升频繁呕吐，腹泻严重，腹痛，血红蛋白升高高频繁呕吐，腹泻，休克，共济失调，及张频繁呕吐，腹泻，休克，共济失调，及张力增高，振颤，抽搐，昏睡，定向和判断力增高，振颤，抽搐，昏睡，定向和判断力减退力减退yjyuuy35n 由于辐射的随机性效应由于辐射的随机性效应造成的低水平辐射致癌的造成的低水平辐射致癌的危险度见下表危险度见下表辐射危险度因子辐射危险度因子R（或称为随机性效应的（或称为随机性效应的标称概率系数）：指

23、对由辐射造成的随标称概率系数）：指对由辐射造成的随机性效应的度量，对于致死癌机性效应的度量，对于致死癌r=5 10-2Sv-1，非致死癌为，非致死癌为r=1 10-2Sv-1，对于严，对于严重遗传效应重遗传效应r=1.3 10-2Sv-1。总计为。总计为R=7.3 10-2Sv-1。yjyuuy36部部 位位每万人每万人SvSv致癌的致癌的危险度危险度部部 位位每万人每万人SvSv致癌的致癌的危险度危险度致死性致死性癌症癌症癌症癌症增加数增加数致死性致死性癌症癌症癌症癌症增加数增加数骨髓（白骨髓（白血病）血病）10-5010-5020-6020-60骨骨2-32-35-105-10甲状腺甲状腺

24、101020-15020-150食食 道道2-32-35-105-10乳腺（妇乳腺（妇 女）女）505050-20050-200小小 肠肠2-32-35-105-10肺肺20-5020-5025-10025-100膀膀 胱胱2-32-35-105-10脑脑10-1510-1515-2515-25胰胰 腺腺2-32-35-105-10胃胃10-1510-1515-2515-25淋巴组织淋巴组织2-32-35-105-10肝肝10-1510-1515-2515-25皮皮 肤肤1 115-2015-20结结 肠肠10-1510-1515-2515-25唾唾 腺腺10-1510-1515-2515-2

25、5总计总计(两性两性)100-250100-250300-400300-400yjyuuy37躯体效应躯体效应一般由受照的个人出现效应，而一般由受照的个人出现效应，而遗传效应遗传效应则是效应出现在后代身上。则是效应出现在后代身上。躯体效应和遗传效应yjyuuy38遗传效应n n遗传效应的发生概率会随所受剂量的增加而增加，因此应避免一切不必要的照射。yjyuuy39医院应保证育龄妇女只能在月经开始后医院应保证育龄妇女只能在月经开始后的第一个的第一个10天内接受胃部或骨盆的天内接受胃部或骨盆的X射射线诊断，这样在理论上可保证她们没有线诊断，这样在理论上可保证她们没有在怀孕的情况下受照在怀孕的情况下

26、受照10天规则天规则10天规则yjyuuy40急性剂量早期效应0100mSv没有明显效应250mSv血液形状非常微小的变化精子数暂时减少1000mSv恶心、呕吐女性暂时性不育2000mSv流鼻血、传染病、发烧3000mSv腹泻；暂时性脱毛；可能永久性不育5000mSv接受该剂量水平的人的死亡率达50%急性照射全身剂量的短期躯体效应躯体效应可分为短期躯体效应和长期躯体效应yjyuuy41长期躯体效应n n辐射照射的长期效应是大瀑布式的，并且使得患癌症的概率有所增加。n n只有剂量超出0.2Sv时，才能在统计上出现明显增高的癌症发病率。这意味对高剂量和高剂量率才能说辐射同效应相关，但对辐射防护而言

27、，无法确定低剂量照射同效应之间的直接关系。yjyuuy42治疗治疗原因原因全面的休息保护血液成分严格的无菌环境、抗生素减少接触细菌的机会提高身体的免疫力输血补充血液成分输液辅助或代替正常的消化过程对辐射伤害的治疗yjyuuy43随机性效应和确定性效应随机性效应和确定性效应效应类别效应类别随随 机机 性性 效效应应确确 定定 性性 效效应应躯躯 体体效应效应早早 期期 效效应应晚晚 期期 效效应应遗传效应遗传效应yjyuuy44剂量限制体系和风险概念n n辐射防护目标n n辐射风险yjyuuy45辐射防护的目标辐射防护的目标n n辐射防护的主要目标是在进行必需和有益的辐射实践活动时，保护人员及其

28、后代、保护全人类。yjyuuy46辐射防护三原则n n辐射实践的正当性n n防护的最优化（ALARA）n n个人剂量限制yjyuuy47对各方面因素进行分析判断，决定该项辐射实践是否正当，在论证实践的正当性后才能实施该项辐射实践。实践的正当性yjyuuy48在考虑了经济和社会的因素后，所有辐射剂量应保持在合理可达到的尽可能低的水平As Low As Reasonable Achievable（ALARA）防护的最优化yjyuuy49通过明确规定剂量限值，使公众和职业照射人员从辐射实践中接受的照射不能超过规定的剂量限值。个人剂量限制yjyuuy50应用范围剂剂 量量 限限 值值职业工作职业工作者

29、者公公 众众年有效剂量年有效剂量连续五年不连续五年不超过超过100mSv，50mSv年有效剂量不超过年有效剂量不超过1 m Sv。若若按按终终生生剂剂量量平平均均的的有有效效剂剂量量不不超超过过1 m Sv，则则在在某某些些年年年年份份允允许许以以每每年年5 m Sv 作为剂量限值作为剂量限值眼晶体眼晶体150mSv50mSv其其他他单单个个器器官或组织官或组织500mSv50mSvGB18871GB1887120022002辐射与防护放射源安全基本标准辐射与防护放射源安全基本标准辐射与防护放射源安全基本标准辐射与防护放射源安全基本标准yjyuuy51 外照射防护n n 外照射防护的主要方式外

30、照射防护的主要方式（时间、距离、屏蔽）（时间、距离、屏蔽）n n辐射危害管理与出入控制辐射危害管理与出入控制外照射yjyuuy52应尽量减少在辐射区域的工作时间，提高工作效率，从而尽可能降低受到的照射时间防护yjyuuy53距离防护从事放射性工作时，应视工作情况，尽量增大与辐射场的距离，以降低受照剂量如：使用长柄工具54yjyuuy屏蔽防护法在工作人员和放射源之间设置屏蔽（、中子）55yjyuuy衰变通过充分考虑辐射场内放射性核素的衰变，合理安排工作，以最大限度的减少人员的受照剂量我的放射性越来越小了！56yjyuuy内照射防护一般来讲，内照射对人体造一般来讲，内照射对人体造成的危害比外照射大

31、成的危害比外照射大57yjyuuy放射性物质通过呼吸进入人体放射性物质通过呼吸进入人体吸入yjyuuy58摄入yjyuuy59通过破损的皮肤或伤口吸收yjyuuy60放射性核素在人体的分布放射性核素进入人体后，一放射性核素进入人体后，一部分被器官吸收，大部分排部分被器官吸收，大部分排出体外。（出体外。（生物半排期、有效半生物半排期、有效半减期）减期）61yjyuuy污染控制手段举例n n分区：1 1区（非限制区）任何人都可以进出区（非限制区）任何人都可以进出 2 2区（监督区）特定人员可以进入区（监督区）特定人员可以进入 3 3区（控制区）辐射工作人员可以进入区（控制区）辐射工作人员可以进入n n松散污染控制松散污染控制区区n n卫生出入口更衣区卫生出入口更衣区yjyuuy62n n连体防护服n n其它防护服n n手套n n安全鞋和鞋套n n气衣n n呼吸面具yjyuuy63