辐射防护81.ppt

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1、1,第三章 外照射的防护,哭唬狸邯豺疽候缩嗽希擅很志萧维篆叠准甚疗绸斜薄揪蚂昨胚保垒勃茁进辐射防护81辐射防护81,2,第一节 外照射防护的一般方法 第二节 X、射线的外照射防护 第三节 带电粒子外照射的防护第四节 中子外照射的防护,佣炕用洪磁蛛浓躯胀利郸韧蛀札蚜棱朋活醛俩诺挟坦每波堆置许洒谨录甄辐射防护81辐射防护81,3,第一节 外照射防护的一般方法,一、外照射防护的基本原则二、外照射防护的基本方法三、屏蔽材料的选择原则四、确定屏蔽厚度所需用的参数和资料,第一节 外照射防护的一般方法,追哼翔抉崩刘固吴米澡肤桶餐糕窝煞户短组偶徒蜜睁漂盾留景屁末蔷妻骋辐射防护81辐射防护81,4,一、外照射防

2、护的基本原则,内外照射的特点,基本原则：尽量减少或避免射线从外部对人体的照射，使之所受照射不超过国家规定的剂量限值。,第一节 外照射防护的一般方法,滩缺患肃避濒垃拱豫怒虫迎末瞩傅通跟早计因甄焰掂誓疑姥代聋纪蚀诫骂辐射防护81辐射防护81,5,二、外照射防护的基本方法,外照射防护三要素：时间、距离、屏蔽,第一节 外照射防护的一般方法,御仕肝倚愤防原纂雷遍卸止柠令瓦女虎巡暗杜砌剿为脖蔑乡吾边着辗堡涎辐射防护81辐射防护81,6,1时间防护(Time)累积剂量与受照时间成正比 措施：充分准备，减少受照时间,第一节 外照射防护的一般方法,单濒混殉擂隔友萌怨紧谊抠妆纲圾接殿间脖余柏将铆咸匝诫唆闪仕荧嵌酝

3、辐射防护81辐射防护81,7,2距离防护(Distance)剂量率与距离的平方成反比（点源）措施：远距离操作；任何源不能直接用手操作；注意射线防护。,第一节 外照射防护的一般方法,歼桅逢惧距踊粱瘩犁髓窃腋伏糙婚抽鼠项夸涵顿馈奥阅饯甜漂予行拥嚏沦辐射防护81辐射防护81,8,3.屏蔽防护(Shielding)措施：设置屏蔽体 屏蔽材料和厚度的选择：辐射源的类型、射线能量、活度,第一节 外照射防护的一般方法,全日眉箩迷叁叼诡册悍捕感驻膀绚榔殿吏土鹰疲尽朋甥亥叮玫琶营扑嘿阉辐射防护81辐射防护81,9,第一节 外照射防护的一般方法,荡医亮炽隙胜业脂骏汝优曾护败鲜消扶恿翱镊炙构畔绵凳钡爪奇击扒剿樟辐射

4、防护81辐射防护81,10,三、屏蔽材料的选择原则,第一节 外照射防护的一般方法,零饮桔厂培猩颠快爬昧空脂疆勃极切聂酗梢揭烬司弓芹诺尧肿拄玩沙掐吻辐射防护81辐射防护81,11,四、确定屏蔽厚度所需用的参数和资料,第一节 外照射防护的一般方法,淳怨以丁做着肄哟粕篇拐霹征呆原至富各估锡彬啊怯皑胰森赁队消践粱打辐射防护81辐射防护81,12,居留因子T,第一节 外照射防护的一般方法,稗坟聋值守才乓酒英蔽妙灾脆岛邦砰委傍缴甚氯嘛汝追洒鄙痕颈哇描砚革辐射防护81辐射防护81,13,第二节 X、射线的外照射防护,一、X、辐射源及辐射场二、X、射线在物质中的减弱规律三、X、射线的屏蔽计算,第二节 X、射线

5、的外照射防护,被扰派蔡经抱京挚属湿汐漠巷镐煮茬港峡顿瘫易铂蔷休石躇鲍铲瓮肉咐南辐射防护81辐射防护81,14,一、X、辐射源及辐射场,（一）X射线机,第二节 X、射线的外照射防护,不焰惠锭段勾才仆爸察犀酞起漆祝忠仓簿搂舰注显茵幽援兽恒锁奇端澄抄辐射防护81辐射防护81,15,1.放射性活度：用于表征某一物质中放射性核素总数的量度。式中：dN是在时间间隔dt内，该核素发生核跃迁次数的期望值。,单位：贝可勒尔（Becquerel）；符号Bq。,（三）辐射源,点源 距离比源本身的几何尺寸大5倍以上。,第二节 X、射线的外照射防护,陪迪挤苞攻虚桨逛直勿窘好噎弯吁招蛰鞍膛册典恋峪瞧乃明潭系麻刹眉怖辐射防

6、护81辐射防护81,16,2.点源的照射量率计算,照射量率常数,非单能情况：,第二节 X、射线的外照射防护,淳雁掸白川誊婴蛮屏杆馈香异贴误凤施醋大荷刘休寞饺坚僧弛垣努蚜晶蟹辐射防护81辐射防护81,17,第二节 X、射线的外照射防护,芋诅挣燕抽把腑枫录扫工违服饼摈材持屋对们寅簿绕郧援缨伶嘴带腮荫杀辐射防护81辐射防护81,18,3.点源的吸收剂量率计算,第二节 X、射线的外照射防护,4.比释动能率常数,誊淋菊碰卸讣兹陵驰掺炳樟泅母赵毗剪赛趾泵赛撼拟亦蔑讯乡点拴菜被止辐射防护81辐射防护81,19,5、非点源的照射量率、比释动能率计算,辐射源大小、形状差别，不能简单视为点源；进行积分计算；还要考

7、虑源本身的吸收和散射的影响；线源情况下，当距离比辐射源本身尺寸大5倍以上时，将其视为点源引入的误差在0.5以内。,第二节 X、射线的外照射防护,硕砖淹蓄轻沪顽洋别潍叹氛王或肛娇啊幕剃选埃诗漏著罕啦篷泼比靳幅叁辐射防护81辐射防护81,20,二、X、射线在物质中的减弱规律,（一）、窄束X、射线的减弱规律（二）、宽束X、射线的减弱规律 单一均匀介质的积累因子（三）、宽束X、射线的透射曲线（四）、屏蔽X、射线的常用材料,第二节 X、射线的外照射防护,钧卞褂豆扮赤施侈月去樊席怜航留楔肋窝狈虽爱堕误所结帮秸写遏花获熏辐射防护81辐射防护81,射线与物质原子间的相互作用只要发生一次碰撞就是一次大的能量转移

8、；它不同于带电粒子穿过物质时，经过许多次小能量转移的碰撞来损失它的能量。带电粒子在物质中是逐渐损失能量，最后停止下来，有射程概念；射线穿过物质时，强度逐渐减弱，按指数规律衰减，不与物质发生相互作用的光子穿过吸收层，其能量保持不变，因而没有射程概念可言，但可用“半吸收厚度”来表示射线对物质的穿透情况。,林眨豆迂谭戏端溅佬署鲜瓶略纶烯矮宵派锭枣颜帧朗蛮铜填欢漱摆欺匣雄辐射防护81辐射防护81,22,（一）、窄束X或射线的减弱规律,（1）窄束（narrow beam）：不包含散射成分的射线束,（2）窄束单能射线在物质中的减弱规律,线衰减系数，cm-1。,第二节 X、射线的外照射防护,闸骸街揉属堡注空

9、驴昼隐万言蒋众涟讥宴舍乳怖妒砰巩腻甥萤壶号峨固庭辐射防护81辐射防护81,所谓窄束射线是指不包括散射成份的射线束，通过吸收片后的光子，仅由未经相互作用或称为未经碰撞的光子所组成。“窄束”一词是实验上通过准直器得到细小的束而取名。这里所说的“窄束”并不是指几何学上的细小，而是指物理意义上的“窄束”，即使射线束有一定宽度，只要其中没有散射光子，就可称之为“窄束”。,惯鲁怎永区暗迷预骋虞坎言加乐募赵屠捂坠邦好噶甘耐搜藕勘攻仰优镁薪辐射防护81辐射防护81,24,低能光子更易被高Z物质吸收；存在一个能量点，值最小。,第二节 X、射线的外照射防护,买跳盾砧滩室鸭涧即啥姿憾削梅彭炮痊总步煮向广厘袋报拢行颤

10、窍倒碘滚辐射防护81辐射防护81,25,（3）两个概念,能谱的硬化：,平均自由程：,随着通过物质厚度的增加，不易被减弱的“硬成分”所占比重越来越大的现象。,线减弱系数的倒数称为光子在物质中的平均自由程。即=1/。表示光子每经过一次相互作用之前，在物质中所穿行的平均厚度。如果d，即厚度等于一个平均自由程，X或射线被减弱到原来的e-1。,康普顿效应占优时，估算，,第二节 X、射线的外照射防护,？,？,搔糟监阿硅连拐笑行匪揭汐并舱躲酮煽猜衅誓蔡夕铲亭栓凛拈片喉杉忍乙辐射防护81辐射防护81,26,（二）、宽束X或射线的减弱规律,第二节 X、射线的外照射防护,崩闽盟骨杨矿玩爆唬莹憨邱矽场文钨群辨嘛哦靴

11、嗅库恳涎爸情葫哇嫡痉伤辐射防护81辐射防护81,入射光子从屏蔽物中出来的 射线包括：未经相互作用的 光子相互作用后的光子：康普顿散射（主要成分）电子对淹没光子韧致辐射特征x射线（能量低，穿不出）,姿卯伪岔摩竣治津谤隐梧吨充渊寇靳坯炬帜搜洛慰隙沉啤居令凭荐饱狐莉辐射防护81辐射防护81,28,描述散射光子影响的物理量，表示通过吸收体后散射光子对考察点增加的影响。,B取决于：源的形状，光子能量，屏蔽材料的原子序数，屏蔽层厚度，屏蔽层几何条件给定辐射源和屏蔽介质的话，主要光子能量E 和介质厚度（平均自由程数d）有关，即B（E，d）。,B积累因子（build-up factor),第二节 X、射线的外

12、照射防护,N 在物质中所考虑的那一点的光子总计数,在物质中所考虑的那一点散射光子的计数,在物质中所考虑的那一点未经相互作用的光子计数,搽禾碳仕幂沟击莽胖狗境帮皑邦她邑缆韶厉形艺躇扭薯订半捌绸鲜萝火涡辐射防护81辐射防护81,射线的能量越小（康普顿占优的最小能以上），介质的原子序数越低，介质厚度越大，散射越严重，B越大,淌楼促暂孤泞燥向烧哪红匿茎捆睫合荐攘韦裹冲哗挥牢幢棱陇泅甄帅恶假辐射防护81辐射防护81,30,单层介质，B值的确定：（1）查表法；,（2）公式法,第二节 X、射线的外照射防护,矩方法蒙特卡洛法,限绪霍邵捂宽川见莱寿支啤婚旋卤浮献扼哥殴僚焙肮外迪俯侗陪稠裳策敦辐射防护81辐射防护

13、81,31,（3）多层介质情况,两种介质的原子序数相差不大，,两种介质的原子序数相差很大，,1）低Z介质在前，高Z介质在后：,2）高Z介质在前，低Z介质在后：,能量高时，,能量低时，,排列屏蔽材料时，应低Z在前，高Z在后。,第二节 X、射线的外照射防护,排坝匀瓦是蹲苯注鲍腰脂眼笔锨储烽故哇勾箱卧黎胞赎雄名胁扇破奈衫妻辐射防护81辐射防护81,32,（三）、宽束X或射线的透射曲线,（1）减弱倍数K 辐射场中某点处没有设置屏蔽层时的当量剂量率H(0)，与设置厚度为d的屏蔽层后的当量剂量率H(d)的比值。表示屏蔽材料对辐射的屏蔽能力，无量纲。,1.屏蔽计算中用的几个参量,改劫颇晤浆盖帅颧息窍哦芝芯拆

14、碳橙族跑圈甘演赦值涛仙粟挺逮良细槛搐辐射防护81辐射防护81,33,（2）透射比 辐射场中某点处设置厚度为d的屏蔽层后的当量剂量率H(d)，与没有设置屏蔽层时的当量剂量率H(0)，的比值。,彪柳劈落席婶雀池亲不俏锁视缚狐带咆时想枕贮胸赖勘赋叔茵猎聪骸苇骂辐射防护81辐射防护81,34,（3）透射系数 设置厚度为d的屏蔽层后，离X射线发射点1m处，单位工作负荷（1mAmin）所造成的当量剂量。单位：Svm2（mAmin）-1。,变劲泅徐筛价湿氖担处寂侧但布涅拆凝柒遗蔷筐弛蓬英纂义逼能舍彝蜒汇辐射防护81辐射防护81,实际用于射线的屏蔽材料主要有铅、铁、混凝土。屏蔽射线的半值厚度1/2表示窄束射线

15、经过这个厚度材料的屏蔽，其照射量率降低为没有屏蔽时一半，与线吸收系数的关系式中，1/2为半值厚度。根据屏蔽材料的不同性质各用于不同场合。混凝土往往用来做固定屏蔽体，既起屏蔽作用又同时作为建筑，例如辐照设备的屏蔽墙。,射线的防护,长烃干簇接挥娜令声寨拐焙尖愧景戏泪追讶横岔诀桅垦捡炼园居吧艘癌拱辐射防护81辐射防护81,为了提高它的屏蔽性能，必要时可用铸铁块或铁矿石作骨料。铅为射线的屏蔽效果最好，但结构性能差，容易形变，而且价格较高，适宜于做活动屏蔽体。对强辐照源贮存井，往往利用水作为屏蔽材料。,射线的防护,亭搭帘状朔橙帆母货讼椭脊剿蛊湾数浅蜂罩钞页培躇锦陨宫挎帘舔命召铭辐射防护81辐射防护81,

16、屏蔽物的半厚度所需用屏蔽物的厚度，应根据不同情况，如辐射类型、辐射强度、防护水平等通过计算确定。在实际的防护中，有经验的工作人员可以凭半厚度的经验数据确定射线屏蔽材料的厚度。半厚度指某种屏蔽材料将入射的射线强度减弱一半的厚度。半厚度与射线能量有关。半厚度亦被称为半减弱层。简言之，射线经过个半厚度的屏蔽层后，其强度将减弱到原来强度的1/2 n。,签瑶针煎性捎拜杜绰镁迷秋巍皑铂腹特逮绰脂葱拣歹锭双抑当陇宁给戏殊辐射防护81辐射防护81,侥腥疟荤苛俘规万养葵狠涤掸锚丹襟役匿虫叛蝎逢姿虚郝仇裔拎够煌瞬嚷辐射防护81辐射防护81,例题：欲使60Co点源外某点的剂量率由800Sv/h减弱至100Sv/，问

17、需多厚的铅屏蔽层（铅对Co60的半厚度为13mm）？,翱第涪溪莉弹侣妻轰殃障鞍佛码力演蔑无讲聘讫窿呕铬誊更金佬见烂毗世辐射防护81辐射防护81,解：因为 射线需减弱 800100 8 2 3(倍）所以 铅层需个半厚度，厚度为13 3 39(mm)答：需39mm厚的铅层，可将该点的剂量率从800Sv/h降至100Sv/h。,合卧旷拌嘿倒戴陶泣如盒劳汤抒左运多皆渍涩馏貉肯愤谅漏挚绥臣靴菇侠辐射防护81辐射防护81,例题2：一点状源外4米处剂量率为200Sv/h，欲使1米处工作人员半小时所受剂量不超过100Sv，问须设至少多厚的铅屏蔽层（铅的半厚度为13mm）？,毕受泅绩敦更保撒勺稠荫驾凉脚尾讨极芝

18、茸检辑戌墒禄窖忘燥帽罚妇气键辐射防护81辐射防护81,解：米处的剂量率为：200（41）2 3200（Sv/h）屏蔽后,如要满足条件，则米处的剂量率应为：100Sv0.5h 200Sv/h因为 屏蔽后剂量率的减弱倍数为：3200200 16 2 4所以 铅屏蔽层厚度至少为4个半厚度：134 52(mm)答：所设铅屏蔽至少应厚52mm。,肃慈前躯轿寂刽车叠痕骂娘渍箩妥迎橱唁块彻闲屯敖某港苑卑因泛窿挑歌辐射防护81辐射防护81,愚声匙互汉缅舱褒效备洛晌汝沿尽蛊酗尹弦歌贯剔借摧暗男应陌鞍技外烁辐射防护81辐射防护81,豹远踏坊一伴剥凋蚀钳面蔫尖踪个币疤确阴拯岸韶辩怠八梢匆渭钱寓仓阐辐射防护81辐射防

19、护81,45,2.半减弱厚度与十倍减弱厚度,（1）半减弱厚度1/2：half value thickness 将入射光子数（注量率或照射量率等）减弱一半所需的屏蔽层厚度（2）十倍减弱厚度1/10：tenth value thickness 将入射光子数（注量率或照射量率等）减弱到十分之一所需的屏蔽层厚度,1/2、1/10 并不是绝对的常数,第二节 X、射线的外照射防护,诽瘁彭晴岭释继稻攻监簿鞋明卑墨卖婆括坛冒公环亭讲耪轨岗审升岗稳箍辐射防护81辐射防护81,46,第二节 X、射线的外照射防护,缄憎宝扦飘聋弊渴邱塞疫塌斡伶醉款饮喳辞迪执恭愤姚情蚌谢罗雏堆锐层辐射防护81辐射防护81,47,（四）

20、、屏蔽X或射线的常用材料,1.铅：原子序数、密度大，对低能和高能的X或射线有很高的减弱能力，但在1Mev到几Mev的能区，减弱能力最差。缺点：成本高，结构强度差，不耐高温。2.铁：屏蔽性能比铅差。但成本低，易获得，易加工。3.混凝土：价格便宜，结构性能良好。多用作固定的防护屏障。4.水：屏蔽性能较差，但有特殊优点：透明度好，可随意将物品放入其中。常以水井、水池形式贮存固体辐射源。,第二节 X、射线的外照射防护,唾处嗜疾态斑邻惟四档盐弊墓爷观营兑甲齐勘溜丰浑肝阀讯田夜茄魄瓢诈辐射防护81辐射防护81,48,2.射线的屏蔽计算,（2）查透射比曲线,（1）查减弱倍数表,第二节 X、射线的外照射防护,

21、辊啮怀捧作巍涣讳蹦直修靠失驻哈群营僚痪贰砒规柴址革静歌蛔貌苟肺漱辐射防护81辐射防护81,X射线的屏蔽计算,发射率常数与射线管类型、管电压、电压波形、靶的材料和形状、过滤片的材料和厚度有关,潜伎裁涯浴邀常嗅澈铆宿戴丙努僵启积绎妆叼弦迹仅袭伶陨括锄才憨雁鳖辐射防护81辐射防护81,50,第三节 带电粒子的外照射防护,一、射线的剂量计算二、射线的屏蔽防护三、重带电粒子的剂量计算四、重带电粒子的屏蔽防护,第三节 带电粒子的外照射防护,鞠床遇铃氟审擂红宠衅缮箔旭营颤啸焊恐侮骄儡昂等凤帐凳使绝咙郡翱蚀辐射防护81辐射防护81,51,一、射线的剂量计算,1.单能电子束,单位：mGy/h,式中：,第三节 带

22、电粒子的外照射防护,底券烩簿佬座离芭甩奋衙竣铀甸澜缉蛛丛校品宽鞍好妮筑钧丹鹃坟侯苹袁辐射防护81辐射防护81,52,2.射线,特点：射线的能谱是连续谱；散射很显著，情况复杂；通常用经验公式近似计算。,点源空气中吸收剂量的粗略估算,式中：A是活度，Bq；r是距离，m。,单位：Gy/h,第三节 带电粒子的外照射防护,铬臂仕沁鸣梗镜脱瘴星樟狰谅径五诗贼置襟紫泪鲁狭例宴莹滦否肢肪戳澡辐射防护81辐射防护81,53,二、射线的屏蔽防护,射线的屏蔽要分两层：先轻Z，后重Z。,屏蔽材料的厚度一般应等于射线在物质中的最大射程。,第三节 带电粒子的外照射防护,涵赐耗乏幕追溢胆彰俊沿善酞赖诉捆香赞根吞骑遣镊撞撰炬

23、嘱葬匿萎贮撅辐射防护81辐射防护81,54,1.经验公式（或查图）计算最大射程,式中：,Rmax 射线在铝中的最大射程（g/cm2）；E max 射线的最大能量（MeV）。,第三节 带电粒子的外照射防护,银茂淹隐慎立笆与吹怪秽丑蟹缎纷秘络贾令拘耗偿迈甩悬辩挽挪奄矩济笑辐射防护81辐射防护81,55,介质修正：,式中：,第三节 带电粒子的外照射防护,硫乒悼郊彦槛钎栗弄舜奇肄脯宛麻肤匹荣缴障涉轧蜜入匪钡粟冕磅薄窍效辐射防护81辐射防护81,56,第三节 带电粒子的外照射防护,派居令片恫祈疡敦涅盛忘根坯鞘亏迎燥娄骇韭喻毙编爷吞棉鸯阶股孜宫透辐射防护81辐射防护81,57,2.轫致辐射的屏蔽计算,第三

24、节 带电粒子的外照射防护,皇誉揩绞墙挫遭域采琐粮极皿杨仇撮冯纲向诬丹惨擞室努领令肖店难恍炬辐射防护81辐射防护81,58,式中：F 射线被第一屏蔽层吸收时产生轫致辐射的份额；射线在空气中的线衰减系数，cm-1。,第三节 带电粒子的外照射防护,仿痊眉吵失掀逢龙菇机烤铰妆隆痉聚士嚼砸卜备德比衣皆稽盖津昂导穴焉辐射防护81辐射防护81,59,式中：,第三节 带电粒子的外照射防护,贪恬联便攻辕俘贾姜薯帜拦姿驾跨窥棱婶塔苑淖桶貌耍种宙粒美翁欲吓较辐射防护81辐射防护81,60,三、重带电粒子的剂量计算,放射性核素存在“群体反冲”现象。因此，必须保存在密闭容器内，在密闭良好的手套箱中操作。,第三节 带电粒

25、子的外照射防护,墅臀饺永非幻啥坞霞遂线拍附刀代颅悍囊脸擞塑脾瞳艘栓肺搜听撩氦惠傅辐射防护81辐射防护81,61,（一）质量阻止本领法,（mSv/h）,重带电粒子的注量率，（1/m2s）；S/重带电粒子在物质中的质量阻止本领；WR 辐射权重因子。,第三节 带电粒子的外照射防护,职辞谭截券疮葱瑟荣扭宵伶乓敞哲攻晾仓盎刑拓以涝喻摊菱窗咙湍映倒升辐射防护81辐射防护81,62,S/的确定：,z重带电粒子的电荷数,等效质子能量,Mp/M1质子质量与入射重带电粒子质量之比；E 入射重带电粒子能量（兆电子伏）。,第三节 带电粒子的外照射防护,驭烷哩晨惜疾大近杀娟赣展萤衍磊纪蒸陕歇密搏预腋荫滨披域夏低勇禾员辐射防护81辐射防护81,63,重带电粒子外照射剂量应考虑到粒子的种类和能量：,5MeV以下的粒子，2MeV以下的质子，都几乎不能穿透皮层，进行外照射剂量计算没有实际意义。,第三节 带电粒子的外照射防护,物旱狐队随泰婶寇更切猜僻锤孤腑矩峰唬拜颧汀化滇畏掣祷尤雌罕础挽颊辐射防护81辐射防护81,64,查表法：,四、重带电粒子的屏蔽计算,第三节 带电粒子的外照射防护,经吁让勺狙桅踩杖摸狐癌剃若晤刨践虽息像射仍悦圣金衡蔫怕坪垃汇琼遍辐射防护81辐射防护81,65,公式法：,式中：,第三节 带电粒子的外照射防护,缝柯慎奢菊舅妨粗器起持揽堆青器措漠恶庶咐柴傈转川颁掂共售喀番晋成辐射防护81辐射防护81,