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  • 書簽 分享 收藏 舉報 版權申訴 / 65

    類型輻射防護8.1

  • 上傳人:JS****J
  • 文檔編號:2125350
  • 上傳時間:2017-05-22
  • 格式:PPT
  • 頁數:65
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    關 鍵  詞:
    輻射 防護
    資源描述:

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    1、65 公式法: 式中: 第三節 帶電粒子的外照射防護 64 查表法: 四、重帶電粒子的屏蔽計算 第三節 帶電粒子的外照射防護 63 重帶電粒子外照射劑量應考慮到粒子的種類和能量 : 5MeV以下的 粒子 , 2MeV以下的質子 , 都幾乎不能穿透皮層 , 進行外照射劑量計算沒有實際意義 。 第三節 帶電粒子的外照射防護 62 S/的確定: SzSzzSp22 z 重帶電粒子的電荷數 等效質子能量 EMM p1Mp/M1 質子質量與入射重帶電粒子質量之比; E 入射重帶電粒子能量 ( 兆電子伏 ) 。 第三節 帶電粒子的外照射防護 61 (一)質量阻止本領法 SwH R6106.3 ( mSv/

    2、h) 重帶電粒子的注量率 , ( 1/m2s ) ; S/ 重帶電粒子在物質中的質量阻止本領; WR 輻射權重因子 。 第三節 帶電粒子的外照射防護 60 三、重帶電粒子的劑量計算 放射性核素存在 “ 群體反沖 ” 現象 。 因此 ,必須保存在密閉容器內 , 在密閉良好的手套箱中操作 。 第三節 帶電粒子的外照射防護 59 式中: 第三節 帶電粒子的外照射防護 58 式中: F 射線被第一屏蔽層吸收時產生軔致輻射的份額; 射線在空氣中的線衰減系數 , cm-1。 第三節 帶電粒子的外照射防護 57 2. 軔致輻射的屏蔽計算 第三節 帶電粒子的外照射防護 56 第三節 帶電粒子的外照射防護 55

    3、 介質修正: 式中: 第三節 帶電粒子的外照射防護 54 1. 經驗公式(或查圖)計算最大射程 式中: Rmax 射線在鋁中的最大射程 ( g/cm2) ; E max 射線的最大能量 ( MeV) 。 第三節 帶電粒子的外照射防護 53 二、 射線的屏蔽防護 射線的屏蔽要分兩層:先輕 Z,后重 Z。 屏蔽材料的厚度一般應等于 射線在物質中的最大射程 。 第三節 帶電粒子的外照射防護 52 2. 射線 特點: 射線的能譜是連續譜; 散射很顯著 , 情況復雜; 通常用經驗公式近似計算 。 點源空氣中吸收劑量的粗略估算 1 2 28 . 1 1 0 /D A r 式中: A是活度, Bq; r是距

    4、離, m。 單位: Gy/h 第三節 帶電粒子的外照射防護 51 一、 射線的劑量計算 1. 單能電子束 c o lSD 6106.3單位: mGy/h 式中: 第三節 帶電粒子的外照射防護 50 第三節 帶電粒子的外照射防護 一 、 射線的劑量計算 二 、 射線的屏蔽防護 三 、 重帶電粒子的劑量計算 四 、 重帶電粒子的屏蔽防護 第三節 帶電粒子的外照射防護 X射線的屏蔽計算 發射率常數管電流IrIK2/發射率常數與射線管類型、管電壓、電壓波形、靶的材料和形狀、過濾片的材料和厚度有關 48 2. 射線的屏蔽計算 hLI HrqAdH,25104.1)(qArH hLr 52,104.1(

    5、2)查透射比曲線 ( 1)查減弱倍數表 第二節 X、 射線的外照射防護 2,5104.1rHAKhL 47 ( 四 ) 、 屏蔽 X或 射線的常用材料 1.鉛: 原子序數 、 密度大 , 對低能和高能的 X或 射線有很高的減弱能力 , 但在 1Mev到幾 Mev的能區 , 減弱能力最差 。 缺點: 成本高 , 結構強度差 , 不耐高溫 。 2. 鐵: 屏蔽性能比鉛差。但成本低,易獲得,易加工。 3. 混凝土: 價格便宜,結構性能良好。多用作固定的防護屏障。 4. 水: 屏蔽性能較差,但有特殊優點:透明度好,可隨意將物品放入其中。常以水井、水池形式貯存固體 輻射源。 第二節 X、 射線的外照射防

    6、護 46 第二節 X、 射線的外照射防護 45 2. 半減弱厚度與十倍減弱厚度 ( 1) 半減弱厚度 1/2: half value thickness 將入射光子數 ( 注量率或照射量率等 ) 減弱一半所需的屏蔽層厚度 ( 2) 十倍減弱厚度 1/10 : tenth value thickness 將入射光子數 ( 注量率或照射量率等 ) 減弱到十分之一所需的屏蔽層厚度 2/110/1 32.3 1/2、 1/10 并不是絕對的常數 第二節 X、 射線的外照射防護 解:米處的劑量率為: 200 ( 4 1) 2 3200( Sv/h ,如要滿足條件,則米處的劑量率應為: 100Sv 0.5

    7、h 200Sv/h 因為 屏蔽后劑量率的減弱倍數為: 3200 200 16 2 4所以 鉛屏蔽層厚度至少為 4個半厚度:13 4 52(mm) 答:所設鉛屏蔽至少應厚 52mm。 例題 2:一點狀 源外 4米處劑量率為200Sv/h,欲使 1米處工作人員半小時所受劑量不超過 100Sv,問須設至少多厚的鉛屏蔽層(鉛的半厚度為 13mm 解:因為 射線需減弱 800 100 8 2 3( 所以 鉛層需個半厚度,厚度為 13 3 39(mm) 答:需 39mm厚的鉛層,可將該點的劑量率從 800Sv/h降至 100Sv/h。 例題:欲使 60Co點源外某點的劑量率由800Sv/h減弱至 100S

    8、v/,問需多厚的鉛屏蔽層 (鉛對 Co60的半厚度為 13mm 幾種屏蔽材料對 Co60 材料 鉛 鐵 混凝土 水 半厚度 1 3 m m 2 3 m m 5 0 m m 2 0 0 m m 所需用屏蔽物的厚度,應根據不同情況,如輻射類型、輻射強度、防護水平等通過計算確定。在實際的防護中,有經驗的工作人員可以憑半厚度的經驗數據確定 射線屏蔽材料的厚度。 半厚度 指某種屏蔽材料將入射的 射線強度減弱一半的厚度。半厚度與 射線能量有關。 半厚度亦被稱為半減弱層。簡言之, 射線經過個半厚度的屏蔽層后,其強度將減弱到原來強度的 1/2 n 為了提高它的屏蔽性能,必要時可用鑄鐵塊或鐵礦石作骨料。鉛為 射

    9、線的屏蔽效果最好,但結構性能差,容易形變,而且價格較高,適宜于做活動屏蔽體。 對強 輻照源貯存井,往往利用水作為屏蔽材料。 射線的防護 實際用于 射線的屏蔽材料主要有鉛、鐵、混凝土。 屏蔽 射線的半值厚度 1/2表示窄束 射線經過這個厚度材料的屏蔽,其照射量率降低為沒有屏蔽時一半,與線吸收系數 的關系 式中, 1/2為半值厚度。根據屏蔽材料的不同性質各用于不同場合。 混凝土往往用來做固定屏蔽體,既起屏蔽作用又同時作為建筑,例如輻照設備的屏蔽墻。 2ln2/1 射線的防護 34 ( 3) 透射系數 設置厚度為 d的屏蔽層后 , 離 X射線發射點1m處 , 單位工作負荷 ( 1mAmin) 所造成

    10、的當量劑量 。 單位: Svm 2( mAmin) -1。 33 ( 2) 透射比 輻射場中某點處設置厚度為 d的屏蔽層后的當量劑量率 H(d), 與沒有設置屏蔽層時的當量劑量率 H(0), 的比值 。 1d101 e)d,(H( d ) /H KEB 32 ( 三 ) 、 寬束 X或 射線的透射曲線 ( 1) 減弱倍數 K 輻射場中某點處沒有設置屏蔽層時的當量劑量率 H(0), 與設置厚度為 d的屏蔽層后的當量劑量率 H(d)的比值 。 表示屏蔽材料對輻射的屏蔽能力 , 無量綱 。 d10x1 eHB)d(H 1. 屏蔽計算中用的幾個參量 )d,E(B/e( d )H/Hk d110 31

    11、( 3)多層介質情況 兩種介質的原子序數相差不大, )(,)(,m a xbabbaat ddEBddEBB 兩種介質的原子序數相差很大, 1)低 Z介質在前,高 Z介質在后: )(, 高dEBB t 2)高 Z介質在前,低 Z介質在后: )(,)(, 高低 dEBdEBB t )(,)(,)( m i n, 高低高 dEBdEBB t 能量高時, 能量低時, 排列屏蔽材料時,應低 Z在前,高 Z在后。 第二節 X、 射線的外照射防護 30 單層介質 , B值的確定: ( 1) 查表法; dadax eAeAB 21 )1(11 ( 2)公式法 第二節 X、 射線的外照射防護 矩方法 蒙特卡洛

    12、法 射線的能量越?。灯疹D占優的最小能以上),介質的原子序數越低,介質厚度越大,散射越嚴重, B越大 0dxX B X e28 描述散射光子影響的物理量,表示通過吸收體后散射光子對考察點增加的影響。 B取決于:源的形狀 , 光子能量 , 屏蔽材料的原子序數 , 屏蔽層厚度 , 屏蔽層幾何條件 給定輻射源和屏蔽介質的話 , 主要光子能量 E 和介質厚度 ( 平均自由程數 d) 有關 , 即 B( E, d) 。 n c o lsn c o ln c o l NNNNNB B積累因子 ( build-up factor) 第二節 X、 射線的外照射防護 N 在物質中所考慮的那一點的光子總計數 nc

    13、olNsN在物質中所考慮的那一點散射光子的計數 在物質中所考慮的那一點未經相互作用的光子計數 入射光子從屏蔽物中出來的 射線包括: 未經相互作用的 光子 相互作用后的光子: 康普頓散射(主要成分) 電子對淹沒光子 韌致輻射 特征 x射線(能量低,穿不出) 26 (二)、 寬束 X或 射線的減弱規律 deBNN 0第二節 X、 射線的外照射防護 25 ( 3) 兩個概念 能譜的硬化: 平均自由程: 隨著通過物質厚度的增加 , 不易被減弱的 “ 硬成分 ”所占比重越來越大的現象 。 線減弱系數的倒數稱為光子在物質中的平均自由程 。即 =1/。 表示光子每經過一次相互作用之前 , 在物質中所穿行的平

    14、均厚度 。 如果 d , 即厚度等于一個平均自由程 , X或 射線被減弱到原來的 e-1。 康普頓效應占優時,估算, 1221 dd第二節 X、 射線的外照射防護 1 1 2 21 1 2 212dddd ? ? 24 低能光子更易被高 Z物質吸收; 存在一個能量點 , 值最小 。 第二節 X、 射線的外照射防護 所謂窄束射線是指不包括散射成份的射線束,通過吸收片后的 光子,僅由未經相互作用或稱為未經碰撞的光子所組成?!罢币辉~是實驗上通過準直器得到細小的束而取名。這里所說的“窄束”并不是指幾何學上的細小,而是指物理意義上的“窄束”,即使射線束有一定寬度,只要其中沒有散射光子,就可稱之為“窄

    15、束”。 22 (一)、窄束 X或 射線的減弱規律 ( 1)窄束( narrow beam): 不包含散射成分的射線束 ( 2)窄束單能 射線在物質中的減弱規律 deNN 0 線衰減系數, cm-1。 第二節 X、 射線的外照射防護 射線與物質原子間的相互作用只要發生一次碰撞就是一次大的能量轉移;它不同于帶電粒子穿過物質時,經過許多次小能量轉移的碰撞來損失它的能量。帶電粒子在物質中是逐漸損失能量,最后停止下來,有射程概念; 射線穿過物質時,強度逐漸減弱,按指數規律衰減,不與物質發生相互作用的光子穿過吸收層,其能量保持不變,因而沒有射程概念可言,但可用“半吸收厚度”來表示 射線對物質的穿透情況。

    16、20 二、 X、 射線在物質中的減弱規律 (一)、窄束 X、 射線的減弱規律 (二)、寬束 X、 射線的減弱規律 單一均勻介質的積累因子 (三)、寬束 X、 射線的透射曲線 (四)、屏蔽 X、 射線的常用材料 第二節 X、 射線的外照射防護 19 5、非點源的照射量率、比釋動能率計算 輻射源大小 、 形狀差別 , 不能簡單視為點源; 進行積分計算; 還要考慮源本身的吸收和散射的影響; 線源情況下 , 當距離比輻射源本身尺寸大 5倍以上時 , 將其視為點源引入的誤差在 0.5 以內 。 第二節 X、 射線的外照射防護 18 XfD mm3. 點源的吸收劑量率計算 2rAK k第二節 X、 射線的

    17、外照射防護 4.比釋動能率常數 KArK217 第二節 X、 射線的外照射防護 16 2. 點源的 照射量率計算 2rAXmi ienimi ieniWeEtrnWeEXii1214 照射量率常數 非單能情況 : ii第二節 X、 射線的外照射防護 XAr 21114 4 3 3 . 8 5iimmi e n e niii iin eE n EW 15 1. 放射性活度: 用于表征某一物質中放射性核素總數的量度。 式中: dN是在時間間隔 dt內,該核素發生核躍遷次數的期望值。 dtdNA /單位:貝可勒爾( Becquerel);符號 Bq。 (三) 輻射源 點源 距離比源本身的幾何尺寸大

    18、5倍以上。 第二節 X、 射線的外照射防護 14 一、 X、 輻射源及輻射場 (一) X射線機 第二節 X、 射線的外照射防護 13 第二節 X、 射線的外照射防護 一、 X、 輻射源及輻射場 二、 X、 射線在物質中的減弱規律 三、 X、 射線的屏蔽計算 第二節 X、 射線的外照射防護 12 居留因子 T 居留因子 T 種類 舉 例 T 1 全居留 值班室、控制室、工作室、實驗室、車間、放射工作人員經常用的休息室;宿舍;兒童娛樂場所;寬得足以放辦公桌的走廊;暗室。 T1/4 部分居留 容不下放辦公桌的走廊;雜用房;不常用的休息室;有司機的電梯;無人看管的停車場。 T1/16 偶然居留 候診室

    19、;廁所;樓梯;自動電梯;儲藏室;人行道、街道。 第一節 外照射防護的一般方法 11 四、確定屏蔽厚度所需用的參數和資料 有關問題 主要考慮的參數 輻射源(或裝置) 輻射類型、能譜、角分布、發射率、活度或工作負荷等 輻射場 輻射場空間分布、距離、居留因子 屏蔽層外表面劑量控制參考值 根據相關標準推算出控制區、監督區邊界的劑量控制值 屏蔽層厚度 選擇適當的材料,根據透射比確定屏蔽層厚度 第一節 外照射防護的一般方法 10 三、屏蔽材料的選擇原則 射線 類型 作用的 主要形式 材料選 擇原則 常用屏蔽材料 電離、激發 一般低 Z材料 紙、鋁箔、有機玻璃等 、 e 電離、激發、軔致輻射 低 Z高Z材料

    20、 鋁、有機玻璃、混凝土、鉛 P、 d 核反應產生中子 高 Z材料 鉭、钚 X、 光電、康普頓、電子對 高 Z材料 鉛、鐵、鎢、鈾; 混凝土、磚、去離子水等 n 彈性、非彈性、吸收 含氫、含硼材料 水、石蠟、混凝土、聚乙烯;碳化硼鋁、含硼聚乙烯等 第一節 外照射防護的一般方法 9 第一節 外照射防護的一般方法 8 3. 屏蔽防護 (Shielding) 措施 : 設置屏蔽體 屏蔽材料和厚度的選擇: 輻射源的類型、射線能量、活度 第一節 外照射防護的一般方法 7 2 距離防護 (Distance) 劑量率與距離的平方成反比(點源) 措施: 遠距離操作; 任何源不能直接用手操作; 注意 射線防護。

    21、第一節 外照射防護的一般方法 6 1 時間防護 (Time) 累積劑量與受照時間成正比 措施:充分準備 , 減少受照時間 第一節 外照射防護的一般方法 5 二、 外照射防護的基本方法 外照射防護三要素: 時間 、 距離 、 屏蔽 第一節 外照射防護的一般方法 4 一、外照射防護的基本原則 內 外照射的特點 基本原則: 盡量減少或避免射線從外部對人體的照射 , 使之所受照射不超過國家規定的劑量限值 。 照射方式 輻射源類型 危害方式 常見致電離粒子 照射特點 內照射 多見開放源 電離、化學毒性 、 持續 外照射 多見封閉源 電離 高能 、質子、 X、 n 間斷 第一節 外照射防護的一般方法 3 第一節 外照射防護的一般方法 一、 外照射防護的基本原則 二、 外照射防護的基本方法 三、 屏蔽材料的選擇原則 四、 確定屏蔽厚度所需用的參數和資料 第一節 外照射防護的一般方法 2 第一節 外照射防護的一般方法 第二節 X、 射線的外照射防護 第三節 帶電粒子外照射的防護 第四節 中子外照射的防護 1 第三章 外照射的防護

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