核辐射射线防护的基本方法-核威胁
作者：毕思特科技 来源：毕思特科技 浏览数：6579 发布时间：2011/3/18 8:35:29
核辐射射线防护的基本方法
对于射线检测人员，主要考虑的是外照射的辐射防护，通过防护控制外照射的剂量，使其保持在合理的最低水平，不超过国家辐射防护标准规定的剂量当量限值。
射线防护的三要素是距离、时间和屏蔽，或者说射线防护的主要方法是时间防护、距离防护和屏蔽防护，俗称为射线防护的三大方法，其原理如下：
§3.1 时间防护
时间防护的原理是：在辐射场内的人员所受照射的累积剂量与时间成正比，因此，在照射率不变的情况下，缩短照射时间便可减少所接受的剂量，或者人们在限定的时间内工作，就可能使他们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，确保人身安全（仅在非常情况下采用此法），从而达到防护目的。时间防护的要点是尽量减少人体与射线的接触时间（缩短人体受照射的时间）。
根据：剂量 =剂量率x时间，因此可根据照射率的大小确定容许的受照射时间。
§3.2 距离防护
距离防护是外部辐射防护的一种有效方法，采用距离防护的射线基本原理是首先将辐射源是作为点源的情况下，辐射场中某点的照射量、吸收剂量均与该点和源的距离的平方成反比，我们把这种规律称为平方反比定律，即辐射强度随距离的平方成反比变化（在源辐射强度一定的情况下，剂量率或照射量与离源的距离平方成反比）。增加射线源与人体之间的距离便可减少剂量率或照射量，或者说在一定距离以外工作，使人们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，就能保证人身安全。从而达到防护目的。距离防护的要点是尽量增大人体与射线源的距离。
平方反比定律可用公式说明： IA/IB=FB2/FA2，式中：IA-距离A处的射线强度；IB-距离B处的射线强度；FB-射线源到B处的距离；FA-射线源到A处的距离。该公式说明射线一定时，两点的射线强度，与它们的距离平方成反比，显然，随着距离的增大将迅速减少受辐照的剂量。不过要注意：上述的关系式适用于没有空气或固体材料的点射线源，实际上的射线源都是有一定体积的，并非理想化的点源，而且还必须注意到辐射场中的空气或固体材料会使射线产生散射或吸收，不能忽略射源附近的墙壁或其他物体的散射影响，使得在实际应用时应适当地增大距离以确保安全。
§3.3 屏蔽防护
屏蔽防护的原理是：射线包括穿透物质时强度会减弱，一定厚度的屏蔽物质能减弱射线的强度，在辐射源与人体之间设置足够厚的屏蔽物（屏蔽材料），便可降低辐射水平，使人们在工作所受到的剂量降低最高允许剂量以下，确保人身安全，达到防护目的。屏蔽防护的要点是在射线源与人体之间放置一种能有效吸收射线的屏蔽材料。
对于 X射线常用的屏蔽材料是铅板和混凝土墙，或者是钡水泥（添加有硫酸钡-也称重晶石粉末的水泥）墙。
屏蔽材料的厚度估算通常利用了半值层 (半价层)的概念。在X射线检测中利用的是宽束X射线，下表给出了宽束X射线在铅和混凝土中的近似半价层厚度T 1/2 和1/10价层厚度T 1/10 。注意：由于铅板的纯度及纯净度、混凝土的配方以及组织结构上必然存在的差异，因此表中给出的半价层厚度只能作为参考值，在实际应用中必须考虑增加保险量。
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强衰减、宽 X射线束的近似半价层厚度T 1/2 和1/10价层厚度T 1/10
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峰值电压 KV
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T 1/2 cm
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T 1/10 cm
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铅
|
混凝土
|
铅
|
混凝土
|
|
50
|
0.006
|
0.43
|
0.017
|
1.5
|
|
70
|
0.017
|
0.84
|
0.052
|
2.8
|
|
75
|
0.017
|
0.84
|
|
|
|
100
|
0.027
|
1.6
|
0.088
|
6.3
|
|
125
|
0.028
|
2.0
|
0.093
|
6.6
|
|
150
|
0.030
|
2.24
|
0.099
|
7.4
|
|
200
|
0.052
|
2.5
|
0.17
|
8.4
|
|
250
|
0.088
|
2.8
|
0.29
|
9.4
|
|
300
|
0.147
|
3.1
|
0.48
|
10.9
|
|
400
|
0.250
|
3.3
|
0.83
|
10.9
|
|
500
|
0.360
|
3.6
|
1.19
|
11.7
|
|
1000(1MV)
|
0.790
|
4.4
|
2.6
|
14.7
|
|
2000(2MV)
|
1.25
|
6.4
|
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在屏蔽防护计算中，需要考虑两个方面的因素，即由射线源直接穿过屏蔽物的初级辐射屏蔽，还有射线在屏蔽物上引起的散射辐射也是需要考虑屏蔽的。
概括而言，时间防护的要点是尽量减少人体与射线的接触时间，距离防护的要点是尽量增大人体与射线源的距离，屏蔽防护的要点是在射线源与人体之间放置一种能有效吸收射线的足够厚度的屏蔽材料，其最终目标都是要使射线检测工作人员承受的辐射剂量在国家辐射防护安全标准规定的限值以下。
附表 1：不同管电压时混凝土（密度2.35g/cm3）的铅当量（mm）
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铅厚（ mm）
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不同管电压时混凝土厚度（ mm）
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150KVP
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200KVP
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300KVP
|
400KVP
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|
1
|
80
|
75
|
56
|
47
|
|
2
|
150
|
140
|
89
|
70
|
|
3
|
220
|
200
|
117
|
94
|
|
4
|
280
|
260
|
140
|
112
|
|
6
|
-
|
-
|
200
|
140
|
|
8
|
-
|
-
|
240
|
173
|
|
10
|
-
|
-
|
280
|
210
|
|
15
|
-
|
-
|
-
|
280
|
注：对于低能量的 X射线，原子序数低的物质的散射效应远比铅为重要，因此在千伏低的时候，物质的铅当量值要高。
附表 2：几种建筑材料在不同能量射线时的铅当量（单位：mm）
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射线能量 (KVP)
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铅
(mm)
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混凝土
(2.4g/cm 3 )
|
混凝土砖
(2.05g/cm 3 )
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含钡混凝土
(3.2g/cm 3 )
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含钡混凝土
(2.7g/cm 3 )
|
砖
(1.6g/cm 3 )
|
|
75
|
1.0
|
80
|
85
|
15
|
-
|
175
|
|
150
|
2.5
|
210
|
220
|
28
|
52
|
290
|
|
200
|
4.0
|
220
|
245
|
60
|
100
|
330
|
|
300
|
9.0
|
240
|
275
|
105
|
150
|
425
|
|
400
|
15.0
|
260
|
290
|
140
|
185
|
450
|
|
γ射线
|
50
|
240
|
270
|
200
|
225
|
-
|
|
γ射线
|
100
|
480
|
540
|
400
|
450
|
-
|
§5 防护设施与程序控制
安全防护的程序控制包括为限制辐射照射操作人员以特定方式进行工作时所必须遵循的制度、规范和细则，亦即安全操作规程或制度，这里面应涉及到射线源的使用方式、接近射线源的限制、对照射时间和占用制定区域的限制以及使用射线源进行工作时容许的动作程序和种类等等。
为了确保所制定的安全防护程序得到正确实施，必须注意对射线检测工作人员的教育与培训以及定期进行区域测量（辐射防护监测）和人员监督（例如射线检测工作人员的定期健康检查）。
在进行射线辐射照射工作前，还必须预先制定万一发生辐射事故时的应急处理方案并保证能及时实施，力求将辐射事故造成的危害程度降至最低。