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1、成都理工大学核自学院2014辐射防护课程论文放射性及个人辐射防护专业：辐射防护与环境工程学号：学IlO6080119老师：张庆贤2014年5月放射性及个人辐射防护摘要生活中辐射无处不在，根据放射性的定义，辐射与人类的关系，辐射防护的标准利用辐射防护的知识己达到保护人类自身并且利用辐射让生活更美好。关键词放射性；生物效应；内照射；外照射；剂量标准；个人防护；1引言某些物质的原子核能发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线，只能用专门的仪器才能探测到的射线。物质的这种性质叫放射性。这种物质在自然界无处不在，我们每个人都生活在辐射射线包围的环境中。1.1什么是放射性某些元素的原子通过核衰变自发地
2、放出或B射线（有时还放出射线）的性质，称为放射性。按原子核是否稳定，可把核素分为稳定性核素和放射性核素两类。一种元素的原子核自发地放出某种射线而转变成别种元素的原子核的现象，称作放射性衰变。能发生放射性衰变的核素，称为放射性核素（或称放射性同位素）。在已发现的100多种元素中，约有2600多种核素。其中稳定性核素仅有280多种，属于81种元素。放射性核素有2300多种，又可分为天然放射性核素和人工放射性核素两大类。放射性衰变最早是从天然的重元素铀的放射性而发现的。这些由放射性核素衰变出来的射线通过物质时能产生电离作用，正式这种电离作用，对人体产生危害。1. 2辐射无处不在人类每时每刻都受到各种
3、射线的照射，因为放射性核素在自然界无处不在，天然照射存在的第一来源是宇宙射线，第二来源是土壤，岩石和水体中的放射性元素，如IK-40,铀，钮，镭和氨，它们对人体的照射称之为天然本底照射。电离辐射广泛存在于自然界，但目前人工辐射已遍及各个领域，专门从事生产、使用及研究电离辐射工作的，称为放射工作人员。与放射有关的职业有：核工业系统的和原料勘探、开采、冶炼与精加工，核燃料及反应堆的生产、使用及研究；农业的照射培育新品种，蔬菜水果保险，粮食贮存；医药的X射线透视、照相诊断、放射性核素对人体脏器测定，对肿瘤的照射治疗等；工业部门的各种加速器、射线发生器及电子显微镜、电子速焊机、彩电显像管、高压电子管等
4、2射线对人体的作用射线对人体的作用是一个极其复杂的过程。人体从吸收辐射能量开始，到产生生物效应乃至机体的损伤和死亡为止，要经历许多不同性质的变化。分子、细胞功能、代谢或结构的变化，以及完整体各个组成不同性质的变化等。既彼此不同，又相互制约，有的异常迅速，有的可延续数年。虽然射线可对人体造成伤害，但机体能通过自身的代谢过程进行修复。这种修复作用的程度大小，与原始损伤的程度和个体间的差异有关。近年来的实验表明，某些抗放射性药物对于加强和促进细胞损伤的修复有明显作用。1.1 射线对机体作用的特点有两个特点：一是射线作用的高效应，即吸收能量不大而生物效应严重。如，当按受100Orad的致死剂量时，人体
5、温度只升高0。002C,而后果却使受照者全部死亡；二是生物损伤出现的潜伏期，射线照射引起的生物损伤或人体的临床症状，都需要一定的时间（特大剂量的急性照射除外）表现出来，对急性效应由几个小时到几天，对远期效应一般都在几年以上。射线对人体的危害，通常按照射方式为大剂量和小剂量长期慢性照射，相应地，人们出现损伤的时间和病变程度也不相同。2. 2射线对人体的照射方式射线对人体的可以分为外照射和内照射。2.1.1 内照射内照射internalexposure：在体内沉积的放射性核素构成内照射源所致的照射。放射性物质经由空气吸入、食品食入或经皮肤、伤口吸收并沉积在体内，在体内释出粒子或B粒子对周围组织或器
6、官造成照射，称为内照射。在正常作业或事故性释放时，放射性物质一般通过空气和水的途径进入周围环境,在环境中经不同的照射途径,包括食物链最终到达人体。2.2.2外照射人体外部的放射源对人体造成的照射叫外照射。由于。射线的穿透本领很小，外照射的危害可以不予考虑；B射线的穿透本领也比较小，一般只能造成人体浅表组织的损伤，因此，对于近距离的B射线应引起注意；Y射线和X射线的射程都比较长,是外照射的主要考虑对象。人体内部的放射源对人体造成的照射叫内照射。Q射线和B射线的内照射危害比较大，尤其是a射线，是内照射的主要关注对象；丫射线的危害相对较小。其它射线（中子等）的照射比较少见，这里不作专门讨论。3辐射的
7、生物效应核辐射生物效应即核辐射对生物体的损伤作用和后果。根据射线的种类和强弱、照射条件、照射剂量、作用对象、作用部位、作用机制、出现效应时间和生物体机能状态等因素,会有不同的核辐射生物效应。人类一直受到天然电离辐射源的照射，近几十年来，也受到了人工电离辐射源的照射。射线与人体发生作用同样也引起大量的电离，使人体产生生物学方面的变化。这些变化在很大程度上决定于辐射能量在物质中沉积的数量和分布。对人而言，一般分为早期效应、远期效应和遗传效应。大剂量的早期核辐射效应主要表现为急性放射病；小剂量核辐射的早期效应,主要表现为消化系统和植物神经系统功能紊乱,以及血液白细胞数下降。与天然本底剂量相当的照射对
8、人体没有危害，但较大剂量的照射会产生生物效应，辐照的生物效应又分为随机性效应和确定性效应。3.1远期效应远期效应是指人员受大剂量照射后，数月或数年直至终身所发生的慢性效应，如造血障碍、眼白内障、白血病及其它恶性肿瘤等。慢性效应的出现与射线种类及受照射剂量有关。3.2遗传效应遗传效应是由于核射线对生殖细胞的遗传物质发生作用，引起染色体畸变和基因突变,使细胞的遗传性质发生变化，导致后代的形态或功能异常。由于影响核辐射生物效应的因素很多，一些问题尚有待进一步研究探明。3. 3躯体效应和遗传效应电离辐射对人体的照射有可能产生各种生物效应。按照生物效应发生的个体的不同来划分，可以将它分为躯体效应和遗传效
9、应。发生在被照射个体本身的生物效应叫躯体效应；由于生殖细胞受到损伤而体现在其后代活体上的生物效应叫遗传效应。3.4随机性效应在正常细胞中因电离辐射事件产生的变化。由于电离辐射的能量沉积是一随机过程，因此在非常小的剂量下也可能在细胞的关键体积内沉积足够多的能量。后果及特点：电离辐射发生在体细胞内，可能诱发癌症；发生在生殖细胞内，可能引起遗传性变异。随机性效应没有剂量限制，其效应在临床上难以察觉，其发生概率与有关。3. 5确定性效应在较大剂量照射机体或局部组织情况下，大量的细胞被杀死，而这些细胞又不能通过活细胞的增值来补偿，这种照射引起的效应称为确定性效应。后果及特点：由此引起的细胞丢失可在组织和
10、器官中产生临床上严重的功能性损伤,且严重程度与剂量有关,存在剂量阈值。4辐射对人体健康的影响3.1 辐射伤害机理人体有躯体细胞和生殖细胞两类细胞,它们对电离辐射的敏感性和受损后的效应是不同的。电离辐射对机体的损伤其本质是对细胞的灭活作用，当被灭活的细胞达到一定数量时,躯体细胞的损伤会导致人体器官组织发生疾病,最终可能导致人体死亡。躯体细胞一旦死亡,损伤细胞也随之消失了，不会转移到下一代。在电离辐射或其他外界因素的影响下，可导致遗传基因发生突变，当生殖细胞中的DNA受到损伤时，后代继承母体改变了的基因，导致有缺陷的后代。因此，人体一定要避免大剂量照射。4. 2辐射产生的症状接受中等程度的辐射将导
11、致辐射病。它有一系列症状。在接受辐射的几小时之内，人往往会出现恶心与呕吐，随后可能经历腹泻、头痛和发烧。在最初症状之后，人体可能会在一段时间内不再显示任何症状，然而往往在几周之内，又有新的、更加严重的症状发生。如果接受了高等程度的辐射，以上所述的所有症状都可能立即出现，并伴随着全身性的、甚至可能致命的脏器损害。接受4戈瑞（Gray,简写为Gy,电离辐射吸收剂量的标准单位）的辐射后，大约一半的健康成年人会因此丧命。（表一）为剂量对应对人身体影响程度一次受照剂量/毫希对人体影响6000引起严重急性放射性病，致死率高4. 3放射源分类按照放射源对人体健康和环境的潜在危害程度，将放射源分为5类：I类放
12、射源为极高危险源:没有防护情况下,接触这类源几分钟到1小时就可致人死亡;II类放射源为高危险源：没有防护情况下，接触这类源几小时至几天可致人死亡；In类放射源为危险源：没有防护情况下，接触这类源几小时就可对人造成永久性损伤,接触几天至几周也可致人死亡；IV类放射源为低危险源：基本不会对人造成永久性损伤，但对长时间、近距离接触这些放射源的人可能造成可恢复的临时性损伤；V类放射源为极低危险源。不大可能对人造成永久性损伤。5辐射剂量标准按照国家2002年10月8日发布的电离辐射防护剂辐射源安全基本标准（GBI8871-2002）的规定：4.1 职业照射的剂量限值应对任何工作人员的职业照射水平进行控制
13、，使之不得超过下述限值：1）由审管部门决定的连续5年的年平均有效剂量，20mSv；2）任何一年中的有效剂量，50mSv；3）眼晶体的年当量剂量，150mSv;4）四肢（手和足）或皮肤的年当量剂量，500mSvo对于年龄为1618周岁接受涉及辐射照射及辐射照射就业培训的徒工和年龄为1618岁在学习过程中需要使用放射源的学生，应控制其职业照射使之不超过以下限制D年有效剂量，6mSv；2）眼晶体的年当量剂量，50mSv;3）四肢（手和足）或皮肤的年当量剂量，150mSv.5. 2公众照射剂量限值实践使公众中有关关键人群组的成员所受到的平均剂量估计值不应超过下述限值：D年有效剂量，ImSv;2）特殊情
14、况下，如果5个连续年的平均剂量不超过ImSV,则某一单一年份的有效剂量可提高到5mSv；3）眼晶体的年当量剂量，15mSv;4）四肢（手和足）或皮肤的年当量剂量，50mSv6. 3个人剂量监测根据GB18871-2002电离辐射防护及辐射源安全基本标准的规定个人剂量监测的三种情况：（1）对于任何在控制区工作的工作人员（2）有时进入控制区工作并可能受到显著职业照射的工作人员（3）职业照射剂量可能大于5mSva的工作人员，均应进行个人监测。在进行个人检测不现实或不可行的情况下,经审管部门认可后可根据工作场所监测结果和受照地点和时间的资料对工作人员的职业照射做出评价。对在监督区或只偶尔进入控制区工作
15、的工作人员，如果预计其职业照射剂量在lmSva-5mSva范围内，则应尽可能进行个人监测。应对这类人员的职业照射进行评价，这种评价应以个人监测或工作场所监测的结果为基础。如果可能，对所有受到职业照射的人员均应进行个人监测，但对于受照剂量始终不可能大于IilISV/a的工作人员，一般可不进行个人监测。6辐射如何防护为了实现可持续发展，人们一方面要防止环境污染，另一方面要保护资源。所以辐射是把双刃剑，需要合理的利用。6.1 辐射防护的目的和原则辐射防护的目的是：既要保护工作人员个人、他们的后代和全体人类，又要允许进行那些可能产生辐射或伴随着辐射的正当的实践活动。所以，辐射防护的目的在于防止有害的确
16、定性效应（即非随机性效应）的发生，并限制随机性效应的发生几率，使之保持在可合理达到的尽量低的水平。为了达到辐射防护目的，辐射防护必须遵循辐射实践正当化，辐射防护最优化和个人剂量限值三项基本原则。辐射防护三原则是针对受控辐射源（即辐射实践）的辐射照射情况而言的。原则上说，它们并不完全适用于非受控辐射源（即干预，如核事故时的情况）的辐射照射的情况。因为在干预的情况下，人们己不可能通过对辐射源施加控制来限制人们所接受的辐射剂量。6.1.1 辐射实践的正当性7. 在施行伴有辐射照射的任何实践之前要经过充分论证，权衡利弊。只有当该项实践所带来的利益大于为其所付出的代价时，才能认为该项辐射实践是正当的。需
17、要注意的是，这里所说的利益包括社会的总利益，不仅仅是某些团体或个人得到的好处。同样，代价也是指由于引进该项实践后的所有消极方面的总和，它包括经济代价，健康危害、环境影响，同时还包括心理影响和社会问题等。由于利益和代价在群体中的分布往往不相一致，付出代价的一方并不一定就是直接获得利益的一方。所以，这种广泛的利害权衡过程只有在保证每一个个体所受的危害不超过可以接受的水平这一条件下才是合理的。在判断辐射实践正当与否时，一般需要综合考虑政治、经济、社会等许多方面的因素，辐射防护仅是其中应考虑的一个方面8. 1.2辐射防护的最优化辐射防护最优化在实际的辐射防护中占有重要的地位。在实施某项辐射实践的过程中
18、，可能有几个方案可供选择，在对这几个方案进行选择时，应当运用最优化程序，将一切辐射照射保持在可合理达到的尽可能低的水平（ASLowAsReasonablyAchievable,ALARA）因此，辐射防护最优化原则也称ALARA原则。在考虑辐射防护时，并不是要求剂量当量越低越好，而是通过利益/代价分析，在考虑了社会和经济的因素之后使照射保持在合理可行尽量低的水平。8.1 .3个人剂量限值实践正当性和防护最优化都是按照一个实践或群体的利害来考虑的，实践带来的利益和危害在群体中的分布通常是不尽相同的。也就是说，虽然辐射实践满足了正当性要求，辐射防护亦做到了最优化，但还不一定能对每个个人提供足够的防护
19、。因此，对于给定的某项辐射实践，不论代价与利益的分析结果如何，必须用个人剂量限值对照射加以限制，也就是说个人剂量限值是最优化的约束条件，是由国家法规规定的强制性的限制素。辐射防护的三项基本原则是一个有机的统一体，必须综合考虑与应用。8.2 内照射的防护对内照的防护措施是减少放射性核素进入人体和加快排出。我们己知放射性物质是通过食入、吸入和从伤口、皮肤等途径进入人体的，因此，只要有效地阻断这几条途径就能达到防止内照射的目的。就个人防护而言，内照射的防护方法有：8.2.1 防止放射性物质从口腔进入人体内在放射性现场（如放射性废物运输）不吃食物、不喝水和不吸烟。平时养成良好的个人习惯，不吮指头，不咬
20、笔头。工作时不触摸面部，工作后及时监测和洗手等。8.2.2 防止放射性物质从伤口和皮肤进入人体内放射性物质经伤口能直接地进入组织血液中。因此从事放射性操作必须按规定穿戴好个人防护用品，尽量减少皮肤课露的面积，防止皮肤被刺伤、割破。如果皮肤受伤，无论伤口在何处，及时通知职业医疗医生处理。不准带裸露的伤口进入控制区C如确因工作需要，伤口较小，可用防水的敷料妥善包扎后再工作；如伤口较大，则必须暂时脱离放射性工作。为了防止某些放射性核素从完好的皮肤渗透入人体内，除穿戴必要的防护用品外，不要用有机溶剂（如香蕉水、丙酮、汽油等）清洗手和皮肤。8.2.3 防止放射性物质从呼吸道进入人体内被放射性物质污染的空
21、气经呼吸道进入人体是造成内污染的主要途径之一。防止吸入放射性物质的方法，对辐射工作人员个人而言，就是在有空气污染的工作条件下佩戴呼吸保护器。6.3外照射防护外照射的防护就是采用一定的方法减小人员可能受到的外照射剂量。我们知道：（外照射）剂量=剂量率时间减小工作场所剂量率或减少受照时间都能有效地减小外照射剂量。一般而言，外照射的防护方法有时间防护法、距离防护法、屏蔽防护法和源项控制法。对外照射的防护主要采取以下三种方法：6.3.1时间防护法所谓时间防护法，就是尽量减少辐射源对人体的照射时间，以减少受照剂量。在剂量率不变的条件下，受照剂量与受照时间成正比，因此想方设法减少暴露，是减少受照剂量的有效
22、方法。一般说来，减少受照时间有下述几种方法：（1）对受外照射的公众，躲在建筑物内，可减少外照射量。（2）就工作人员个人而言，应提高技巧，熟练操作，有效缩短工作时间。对于难度较大的操作，应事先组织培训，进行模拟练习，达到熟练自如的程度。熟能生巧，事半功倍，花费时间自然就少。（3）必要时，可采用“剂量分担”的方式。这种方式就是对于某些集体受照剂量可能较高的操作（如蒸发器检修等）可以采用多人（组）轮换操作的方式，这样每人（组）工作的时间就少一些，相应受照剂量就少一些。6.3.2距离防护法所谓距离防护法，就是尽量增加人体与辐射源之间的距离，以减小人体受照的剂量。研究一个点状r源，它向各个方向均匀地发出
23、辐射。对于r点源来说，某点的剂量率与该点到源的距离的平方成反比。简言之，对于一个特定的r点源，某点距源的距离是另一点距源的距离的n倍，则该点的剂量率是另一点剂量率的ln2.需要注意的是，平方反比规律仅仅适用于点状源，而在实际的工作场所，几乎所有的辐射源都不是点源，因此不能完全照搬这一规律。对于非点状源，当离源的距离为源的线度10倍以上时，可以将这辐射源近似地当成点源来对待。总之，从距离防护的观点出发，无论什么形状的辐射源，通常离源远一点，剂量率就会小一些。在实际的生产活动中，我们可以利用长柄工具、机械手或远距离控制装置等以尽量增加人与辐射源之间的距离；或操作时应选择合适的工作位置，尽量远离“热
24、点”等，以减小工作处的剂量率，从而减少受照剂量。6.3.3屏蔽防护法所谓屏蔽防护法，就是在人与辐射源之间设置屏蔽物以减小人员处的剂量率，从而减少人体受照剂量。我们知道，射线穿过物质，与物质相互作用，射线将被减弱或吸收。用作屏蔽的材料,应根据辐射源的类型进行选择。一般说来,屏蔽r射线要用密度较大的物质，即原子序数（Z）较大的物质，如铅、铁、水泥、铅玻璃等；而屏蔽中子则要选用原子序数较小的物质，最好是含氢（三）较多的物质，如水、石腊、塑料、石墨等，然后再用吸收中子能力强的物质，如硼、锂、镉等。除了屏蔽材料性能的考虑外，还应考虑经济费用、占用空间、结构强度等等因素，权衡利弊，综合分析。所需用屏蔽物的
25、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r射线屏蔽材料的厚度。所谓半厚度是指某种屏蔽材料将入射的r射线减弱一半的厚度。半厚度与r射线能量有关。表1列出几种常见的屏蔽材料对60Cor射线的半厚度。表2几种屏蔽材料对60Cor射线的半厚度。材料铅铁水泥水半厚度13mm23mm60mm200mm简言之，r射线经过n个半厚度的屏蔽层后，其强度将减弱到原来强度的l/2n。根据不同的防护要求，射线屏蔽物可分为固定式和移动式两种，墙壁、防护门、迷宫、铅玻璃观察窗和楼板等属于固定式屏蔽物；各包装容器（铅罐、水泥桶等）、铅砖、
26、铅背心、铅围裙和铅玻璃防护眼镜等属于移动屏蔽物。上述时间、距禽、屏蔽等防护是外照射防护最基本的方法，三种方法可单独使用，也可两个、三个综合使用。这三种方法主要与人在操作时的行为有关，我们把它们叫做与人相关的防护方法。6.4个人卫生防护6.4.1 使用个人防护器材：根据开放型放射性工作场所不同等级的要求，穿戴工作服、工作帽、防护口罩、手套等。6.4.2 注意个人卫生离开工作场所，应进行污染检查并认真洗手；在甲、乙级工作场所操作的人员，工作完毕应进行淋浴。在放射工作场所内严禁进食、饮水、吸烟或存放食物等。6.4.3药物预防在操作放射性核素，或进行设备检修，或处理事故之前，应用某些药物可减少放射性核
27、素在体内的沉积量。6.4.4严格遵守安全操作规程从事放射性核素工作之前，必须进行专业培训，熟悉所从事的放射工作的性质、安全操作规程和安全防护知识。必须熟练掌握操作技术，工作认真负责，一丝不苟，杜绝事故的发生。7.结语本论文根据射线对人体健康的影响讨论了射线防护的措施，简而言之:辐射无处不在，对人体健康的影响很大。核辐射防护原则：发生核事故或放射事故，特别是有放射性物质向大气释放时，总的防护原则是“内外兼防”，具体包括两方面：一、体外照射的防护二、体内照射的防护。参考资料1辐射防护概论一成都理工大学2007年9月辐射防护的生物学基础-吴德昌（北京放射医学研究所400850）3公众辐射防护和环境辐射标准述评一D.C.kocher（美国橡树岭国立实验室）
