1、同步輻射實驗安全知識培訓同步輻射實驗安全知識培訓北京同步輻射實驗室北京同步輻射實驗室一、一、 引言引言 電子圓形加速器（如儲存環、同步加速器）電子圓形加速器（如儲存環、同步加速器）產生同步輻射。同步輻射是廣譜的電磁輻射，產生同步輻射。同步輻射是廣譜的電磁輻射，頻譜覆蓋：紅外、可見、紫外和頻譜覆蓋：紅外、可見、紫外和 X射線波段。射線波段。 同步輻射實驗是利用同步輻射與物質相互作同步輻射實驗是利用同步輻射與物質相互作用生成的信息研究物質微結構。用生成的信息研究物質微結構。 同步輻射能用于實驗研究，它的紫外和同步輻射能用于實驗研究，它的紫外和X射射線輻射也能對人體造成傷害，要注意防護。線輻射也能對

2、人體造成傷害，要注意防護。 從加速器引出同步輻射的同時也引出了軔致從加速器引出同步輻射的同時也引出了軔致輻射，軔致輻射是比同步輻射能量更高、穿透輻射，軔致輻射是比同步輻射能量更高、穿透能力更強的電磁輻射，它對人體的傷害更大，能力更強的電磁輻射，它對人體的傷害更大，防護更困難。防護更困難。 為了保證同步大廳工作人員的安全采用以下措施：為了保證同步大廳工作人員的安全采用以下措施： 用鋸齒墻和鉛堆隔斷儲存環與同步大廳以屏蔽輻射；用鋸齒墻和鉛堆隔斷儲存環與同步大廳以屏蔽輻射； 每條光束線均安裝輻射防護設備和安全連鎖系統。每條光束線均安裝輻射防護設備和安全連鎖系統。 為了用戶的安全，要學習有關知識和安全

3、操作規范。為了用戶的安全，要學習有關知識和安全操作規范。二、輻射知識二、輻射知識 輻射不可怕，可怕的是不了解輻射。了解輻輻射不可怕，可怕的是不了解輻射。了解輻射就可以利用它，防止它的傷害。射就可以利用它，防止它的傷害。 宇宙間充滿輻射。自古以來，地球上的生命宇宙間充滿輻射。自古以來，地球上的生命便暴露于自然環境的輻射中。便暴露于自然環境的輻射中。 每時每刻都受到每時每刻都受到天然存在的各種電離輻射源的照射，這種照射天然存在的各種電離輻射源的照射，這種照射稱為稱為天然本底照射天然本底照射。在現代社會中，由于工業。在現代社會中，由于工業的發展和科學技術的進步，也產生了人類并不的發展和科學技術的進步

4、，也產生了人類并不希望有的天然照射，如天然氣和地熱的利用以希望有的天然照射，如天然氣和地熱的利用以及燃煤電站排出物對居民的照射。及燃煤電站排出物對居民的照射。 在核科學和核技術發展的今天，人類生活在核科學和核技術發展的今天，人類生活已與放射性緊密相關，除天然本底照射外也已與放射性緊密相關，除天然本底照射外也受到受到人工電離輻射源的照射人工電離輻射源的照射，如放射診斷和，如放射診斷和放射治療，含有放射性或產生電離輻射的電放射治療，含有放射性或產生電離輻射的電子產品的照射等。總之，人類是生活在電離子產品的照射等。總之，人類是生活在電離輻射的環境之中，但這卻不是人們都能感覺輻射的環境之中，但這卻不是

5、人們都能感覺到的事實。到的事實。日常生活中遇到的各種日常生活中遇到的各種輻射源輻射源電磁輻射能譜電磁輻射能譜 人體受照射來自兩個方面：人體受照射來自兩個方面： 天然輻射：宇宙射線、宇生放射性核素、原天然輻射：宇宙射線、宇生放射性核素、原生放射性核素、人類活動引起的天然輻射。生放射性核素、人類活動引起的天然輻射。 人工輻射：醫療照射、核技術應用、同步輻人工輻射：醫療照射、核技術應用、同步輻 射應用、核爆炸落下灰、核動力生產。射應用、核爆炸落下灰、核動力生產。正常本底地區天然輻射致人體的年有效劑量正常本底地區天然輻射致人體的年有效劑量輻射來源輻射來源年有效劑量年有效劑量, , mSvmSv 宇宙射

6、線宇宙射線0.38宇生核素宇生核素0.01陸地陸地g g外照射外照射0.48陸地放射性核素內照射陸地放射性核素內照射 (不包不包括氡括氡)0.29氡及其子體內照射氡及其子體內照射1.25總總 計計2.4部分國家的天然本底水平部分國家的天然本底水平年劑量年劑量 天然照射的組成天然照射的組成射線對人體的作用射線對人體的作用根據目前的認識，大致可分為兩類：根據目前的認識，大致可分為兩類： 有益的有益的： 人類生存條件之一，人類生存條件之一， 天然輻射提高免疫力、刺激作用。天然輻射提高免疫力、刺激作用。 有害的：有害的： 大劑量照射時，可能得各種放射病。大劑量照射時，可能得各種放射病。u小劑量照射時，

7、有三個大家關心的問題：小劑量照射時，有三個大家關心的問題：遺傳、遺傳、致癌、壽命致癌、壽命。根據目前所掌握的知識來看，這些根據目前所掌握的知識來看，這些影響可忽略，可被接受。影響可忽略，可被接受。u射線對人體作用時，有三種生化指標可能會發生射線對人體作用時，有三種生化指標可能會發生變化：變化：白血球、血小板、染色體白血球、血小板、染色體。小劑量照射小劑量照射 天然輻射人類生存條件之一天然輻射人類生存條件之一, ,在正常天然本底在正常天然本底范圍內未發現有害效應（范圍內未發現有害效應（2.4mSv/2.4mSv/年）年） 近年來許多實驗研究結果證明：近年來許多實驗研究結果證明：從壽命、軀體效應等

8、方面論證了低劑量輻射可能從壽命、軀體效應等方面論證了低劑量輻射可能是無害的是無害的刺激效應：刺激細胞功能，使機體自然防御適應刺激效應：刺激細胞功能，使機體自然防御適應功能提高，集體免疫力增強功能提高，集體免疫力增強抑瘤效應：抑制移植腫瘤的生長和轉移等抑瘤效應：抑制移植腫瘤的生長和轉移等輻射劑量與輻射防護中常用的量輻射劑量與輻射防護中常用的量 電離輻射授與某一體積元中物質的電離輻射授與某一體積元中物質的平均能量與該體積元中物質的質量平均能量與該體積元中物質的質量之比之比（歷史上曾用單位：拉德，（歷史上曾用單位：拉德，1rad0.01Gy）dmdD/1. 吸收劑量吸收劑量D 單位：戈瑞，單位：戈瑞

9、，1Gy1J/kg定義：定義：2. 當量劑量當量劑量HT,R定義：定義： 器官或組織器官或組織T中的平均吸收劑量中的平均吸收劑量DT,R與輻射權重因子與輻射權重因子wR的乘積的乘積 當量劑量是量度不同種類及能量的輻射，對當量劑量是量度不同種類及能量的輻射，對人體個別組織或器官造成的影響的一個物理量。人體個別組織或器官造成的影響的一個物理量。RTRRTDWH,RRTRTDWH,WR輻射權重因子，與輻射的種類和能量有關；輻射權重因子，與輻射的種類和能量有關；DT,R器官、組織的平均劑量器官、組織的平均劑量單位：單位： 希沃特，希沃特，1Sv1J/kg 輻射權重因子輻射權重因子 WR 輻射類型和能量

10、范圍輻射類型和能量范圍 ICRP60ICRP103所有能量的光子所有能量的光子11所有能量的電子、所有能量的電子、 子子11質子（能量質子（能量2MeV ）和帶電介子）和帶電介子52 粒子粒子 、裂變碎片和重離子、裂變碎片和重離子2020中子中子 （能量（能量10keV） 5隨中子能量變隨中子能量變化是一個連續化是一個連續函數，給出一函數，給出一個能譜與個能譜與WR曲線圖和一個曲線圖和一個計算公式，求計算公式，求出出WR值值 （能量（能量10100keV ）10 （能量（能量100keV2MeV ）20 （能量（能量220MeV ）10 （能量（能量20MeV ）53. 有效劑量有效劑量E 當

11、所考慮的效應是隨機效應時，在全當所考慮的效應是隨機效應時，在全身受到不均勻照射的情況下，身受到不均勻照射的情況下，人體所有組人體所有組織或器官的加權后的當量劑量之和。織或器官的加權后的當量劑量之和。WT組織組織T的權重因子；的權重因子；HT 器官或組織的當量劑量器官或組織的當量劑量SI單位：希沃特，單位：希沃特，Sv 1Sv1J/kgTTTHWE 組織權重因子組織權重因子WT組織或器官組織或器官WT（ICRP26）WT（ICRP60）WT（ICRP103）性腺性腺0.25 0.20 0.08 （紅）骨髓（紅）骨髓0.120.120.12 結腸結腸0.120.12 肺肺0.120.120.12

12、胃胃0.120.12 乳腺乳腺0.15 0.05 0.12 膀胱膀胱0.05 0.04 肝肝0.05 0.04 食道食道0.05 0.04 甲狀腺甲狀腺0.03 0.05 0.04 腦腦0.01唾液腺唾液腺0.01皮膚皮膚0.010.010.01 骨表面骨表面0.03 0.010.01 其余組織或器官其余組織或器官0.30 0.05 0.12 概念理解概念理解 當量劑量當量劑量 針對某個器官或組織，是平均值；針對某個器官或組織，是平均值； 有效劑量有效劑量 針對全身而言，取平均值。針對全身而言，取平均值。 輻射權重因子輻射權重因子 描述了輻射類型、能量的不描述了輻射類型、能量的不同對生物效應的

13、影響；同對生物效應的影響； 組織權重因子組織權重因子 則描述了不同器官、組織對則描述了不同器官、組織對全身總危害的貢獻。全身總危害的貢獻。三、同步輻射大廳的輻射劑量三、同步輻射大廳的輻射劑量 同步輻射專用模式大廳輻射劑量表同步輻射專用模式大廳輻射劑量表位置位置注入注入運行運行12號大廳號大廳5.0 Sv/h0.4 Sv/h13號大廳號大廳0.3 Sv/h0.3 Sv/h15號大廳號大廳0.3 3 Sv/h0.3 Sv/h注：表中劑量率為中子和注：表中劑量率為中子和射線總的劑量當量率射線總的劑量當量率位置位置注入注入運行運行12號大廳號大廳5.0 Sv/h0.4 Sv/h13號大廳號大廳2.0

14、Sv/h0.3 Sv/h15號大廳號大廳0.3 3 Sv/h0.3 Sv/h注：表中劑量率為中子和注：表中劑量率為中子和射線總的劑量當量率射線總的劑量當量率對撞運行模式同步大廳輻射劑量表對撞運行模式同步大廳輻射劑量表四、輻射劑量的國家標準四、輻射劑量的國家標準 國際放射防護委員會（國際放射防護委員會（ICRP第第60 號刊物）號刊物）和我國輻射防護國家標準和我國輻射防護國家標準(GB18871-2002)，對于因工作而引致的輻射照射，建議的劑量對于因工作而引致的輻射照射，建議的劑量限值如下限值如下： 按年劑量控制：按年劑量控制：20 mSv/年年 按時劑量控制：按時劑量控制：10 Sv/時時

15、（全年工作（全年工作 2000小時）小時） 由此可以看出同步輻射大廳的輻射劑量是遠由此可以看出同步輻射大廳的輻射劑量是遠低于低于國際放射防護委員會和我國輻射防護國家國際放射防護委員會和我國輻射防護國家標準，但仍高于普通公眾的標準（年劑量小于標準，但仍高于普通公眾的標準（年劑量小于1mSv）。作為放射性工作人員，為了安全需佩）。作為放射性工作人員，為了安全需佩戴劑量卡，故為各位用戶配備了劑量卡。戴劑量卡，故為各位用戶配備了劑量卡。 請各位用戶向所在實驗站領取劑量卡，進入請各位用戶向所在實驗站領取劑量卡，進入實驗大廳時務必在胸前佩戴劑量卡，在實驗完實驗大廳時務必在胸前佩戴劑量卡，在實驗完成后將劑量卡交回，以便檢測您在實驗期間受成后將劑量卡交回，以便檢測您在實驗期間受到的輻射劑量。到的輻射劑量。五、安全連鎖裝置五、安全連鎖裝置 同步輻射實驗大廳內光學棚屋同步輻射實驗大廳內光學棚屋(FOE)和實驗和實驗棚屋棚屋(Hutch)在通光時是高劑量區，通光時絕對在通光時是高劑量區，通光時絕對禁止入內！禁止入內！ 為了達到以上目的，各條束線均設置了為了達到以上目的，各條束線均設置了安全安全連鎖系統連鎖系統。系統由安全光閘、光子光閘、連鎖。系統由安全光閘、光子光閘、連鎖開關、傳感器、可編