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文檔簡(jiǎn)介
1、 PAGE 52核安全(nqun)綜合知識(shí)第一章 原子(yunz)核物理基礎(chǔ)(jch)第一節(jié) 原子核原子核的基本性質(zhì)1、原子的核式模型是盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)而提出的,假設(shè)結(jié)論:原子是由原子核和核外電子組成。2、原子核由質(zhì)子和中子組成;eq o(sup 5(A),sdo 2(Z)XN中A表示質(zhì)量數(shù),Z表示質(zhì)子數(shù),N表示中子數(shù)。3、核素是指具有一定數(shù)目 HYPERLINK /view/24430.htm t _blank 質(zhì)子和一定數(shù)目 HYPERLINK /view/24530.htm t _blank 中子的一種 HYPERLINK /view/21855.htm t _blank 原子,具
2、有一定 HYPERLINK /view/658841.htm t _blank 核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù),并且具有同一能態(tài)的一種原子核或原子,稱(chēng)為一種核素。4、多核素元素中各核素互稱(chēng)同位素,因?yàn)樗鼈兲幱谥芷诒碇型晃恢蒙希瘜W(xué)性質(zhì)基本相同,但核性質(zhì)不同;單核素元素沒(méi)有同位素。5、同質(zhì)異能素nuclear isomer ,處于較長(zhǎng)壽命激發(fā)態(tài)的核素。通常在核素符號(hào)的右上角加寫(xiě) m或*標(biāo)記它。例如60Com(或60Co*)是60Co的一種同質(zhì)異能素,它的能量為59keV,半衰期為10.5min。大多數(shù)同質(zhì)異能素要發(fā)生 HYPERLINK /wiki/%CE%B3%E8%B7%83%E8%BF%81 o 躍遷
3、 躍遷,少數(shù)發(fā)生衰變,個(gè)別的可以發(fā)生 HYPERLINK /wiki/%CE%B1%E8%A1%B0%E5%8F%98 o 衰變 衰變。6、原子10-8CM,原子核的尺度大小量級(jí)為fm(10-15m,飛米),幾十飛米,原子核半徑R與質(zhì)量數(shù)A1/3成正比關(guān)系。7、核子結(jié)合成原子核時(shí)釋放出的能量稱(chēng)為結(jié)合能,B(Z,A)=m(Z,A)c2。8、原子核的結(jié)合能除以質(zhì)量數(shù)稱(chēng)為平均結(jié)合能或比結(jié)合能,(Z,A)=B(Z,A)/A,單位MeV/Nu,Nu為核子。比結(jié)合能的物理意義為原子核拆散為自由核子時(shí),外界對(duì)每個(gè)核子所做的最小的平均功;或表示核子結(jié)合為原子核時(shí),平均每個(gè)核子所釋放的能量。越大,核結(jié)合緊,穩(wěn)定
4、性高。第二節(jié) 原子核原子核的基本性質(zhì)1、天然核素約為332個(gè)(其中270多個(gè)是穩(wěn)定核素),人造核素約為多個(gè),總共約為2600個(gè)。2、衰變常數(shù)表示該放射性核素衰變的快慢,越大,衰變?cè)娇欤叫。プ冊(cè)铰?、半衰期T1/2表示該放射性核素衰變掉一半所需要的時(shí)間,T1/2越大,衰變?cè)铰琓1/2越小,衰變?cè)娇臁?、放射性核素的平均壽命=1.44 T1/2,表示經(jīng)過(guò)時(shí)間后剩下的核素約為原來(lái)的37%。5、放射性活度A表示一個(gè)放射源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù),曾用單位Ci居里,國(guó)際單位為Bq貝克,1Bq=1/s ,1Ci=3.71010Bq。6、衰變率J(t)表示該放射源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核素
5、,衰變率J(t)= 放射性活度A*那么達(dá)。7、比放射性活度表示單位質(zhì)量放射源的放射性活度,=A/m,單位為Bq/g。8、天然放射系:釷系23290Th(4n系),半衰期141億年;鈾系23892U(4n+2系),半衰期44.7億年;錒-鈾系23592U(4n+3系),半衰期7.04億年;人工發(fā)現(xiàn)放射系:镎系23793Np(4n+1系),半衰期214萬(wàn)年。第三節(jié) 射線(xiàn)及其與物質(zhì)相互作用1、常用核輻射類(lèi)型:輻射、輻射、輻射和中子輻射。2、衰變釋放粒子,既42He,改變質(zhì)量數(shù)4和電子數(shù)2;衰變有三種類(lèi)型:-衰變、+衰變和軌道電子俘獲;質(zhì)量數(shù)不變;衰變質(zhì)量(zhling)和電荷數(shù)不變。3、能夠直接或間
6、接引起介質(zhì)原子(yunz)電離或激發(fā)的核輻射叫電離輻射;電離輻射有:輻射(fsh)、輻射、輻射和中子輻射;4、帶電粒子與物質(zhì)相互作用能量損失有:電離損失和輻射損失。 電離能量損失率隨入射粒子速度增加而減小,呈平方比關(guān)系;電離能量損失率與入射粒子電荷平方數(shù)成正比。軔致輻射:高速運(yùn)動(dòng)的帶電粒子受到突然加速或減速會(huì)發(fā)射出具有連續(xù)能量的電磁輻射。射線(xiàn)與物質(zhì)相互作用能量損失有:光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、電子對(duì)效應(yīng)。三、輻射探測(cè)的原理和主要的輻射探測(cè)器輻射探測(cè)器的定義:利用輻射在氣體、液體或固體中引起的電離、激發(fā)效或其他物理、化學(xué)變化進(jìn)行核輻射探測(cè)的器件稱(chēng)為輻射探測(cè)器。輻射探測(cè)的基本過(guò)程:1、輻射粒子射入深測(cè)
7、器的靈敏體積。2、入射粒子通過(guò)電離、激發(fā)或核反應(yīng)等過(guò)程而在探測(cè)器中沉積能量。3、探測(cè)器通過(guò)各種機(jī)制將沉積能量轉(zhuǎn)換為某種形式的輸出信號(hào)。類(lèi)型:氣體探測(cè)器、閃爍探測(cè)器、半導(dǎo)體探測(cè)器入射帶電粒子通過(guò)氣體時(shí)在通過(guò)的徑跡上生成大量的由電子和離子組成的離子對(duì)和激發(fā)分子。入射粒子直接產(chǎn)生的離子對(duì)稱(chēng)為初電離。初電離產(chǎn)生的高速電子(稱(chēng)電子)足以使氣體產(chǎn)生的電離稱(chēng)為次電離。總和稱(chēng)為總電離。帶電粒子在氣體中產(chǎn)生一離子對(duì)所需的平均能量W稱(chēng)為電離能。對(duì)不同的氣體W大約在30eV上下。半導(dǎo)體探測(cè)器:電離能3eV氣體探測(cè)器:電離能30eV閃爍探測(cè)器:電離能300eV第四節(jié) 原子核反應(yīng)核反應(yīng)分類(lèi):(1)按出射粒子分類(lèi):1)對(duì)
8、出射粒子和入射粒子相同的核反應(yīng)稱(chēng)為散射,又可以分為彈性散射與非彈性散射。2)對(duì)出射粒子和入射粒子相同的核反應(yīng),當(dāng)出射粒子為射線(xiàn)時(shí)稱(chēng)為輻射俘獲。(2)按入射粒子分類(lèi):1)中子核反應(yīng):最重要的是熱中子輻射俘獲(n,),很多人工放射性核素此反應(yīng)制備,如60Co2)荷電粒子核反應(yīng):質(zhì)子引起的核反應(yīng);氘核引起的核反應(yīng);粒子引起的核反應(yīng);重離子引起的核反應(yīng)。3)光核反應(yīng):光子引起的核反應(yīng);4)電子也能引起核反應(yīng)。二、核反應(yīng)及其閾能反應(yīng)能 Q=(Bb+BB)-(Ba+BA)核反應(yīng)閾能Tth:對(duì)吸能反應(yīng)(fnyng)而言,能發(fā)生核反應(yīng)的最小入射粒子動(dòng)能T稱(chēng)為(chn wi)核反應(yīng)閾能Tth。閾能Tth與反應(yīng)(
9、fnyng)能Q的關(guān)系:Tth=(m+mA)/mA*|Q|三、核反應(yīng)截面和產(chǎn)額1、核反應(yīng)截面:一個(gè)入射粒子入射到單位面積內(nèi)只含有一個(gè)靶核的靶子上所發(fā)生反應(yīng)的概率。其量綱為面積,常用單位為“靶恩”b=10-28m22、核反應(yīng)中各種截面均與入射粒子的能量有關(guān)。3、已知截面即可求核反應(yīng)的產(chǎn)額,入射粒子在靶體引起的核反應(yīng)數(shù)與入射粒子數(shù)之比稱(chēng)為核反應(yīng)的產(chǎn)額。 Y=N/I0,Y與反應(yīng)截面、靶的厚度、組成有關(guān)。第五節(jié) 核裂變及核能的利用1、自發(fā)裂變:在沒(méi)有外來(lái)粒子轟擊下原子核自行發(fā)生裂變的現(xiàn)象;自發(fā)裂變能:Qf,s=B(Z1,A1)+B(Z2,A2)-B(Z,A) 自發(fā)裂變發(fā)生的條件:Qf,s0,即兩裂變碎
10、片的結(jié)合能大于裂變核的結(jié)合能。自發(fā)裂變核是一種很強(qiáng)的中子源。有244Cm、249Bk、252Cf、255Fm元素。2、誘發(fā)裂變:在外來(lái)粒子轟擊下原子核才發(fā)生裂變的現(xiàn)象。熱中子核裂變:易裂變核235U、233U、239Pu閾能核裂變:不易裂變核238U、232Th3、裂變中子包含瞬發(fā)中子和緩發(fā)中子兩部分,緩發(fā)中子約占總數(shù)的1%,瞬發(fā)中子的能譜N(E)和每次裂變放出的平均中子數(shù)V,是重要的物理量。第二章 核能和核技術(shù)應(yīng)用第一節(jié) 輻射源種類(lèi)一、天然輻射源宇宙射線(xiàn)、宇生放射性核素(3H、14C、7Be、22Na等貢獻(xiàn)較大)、原生放射性核素(1、有衰變系列:鈾系238U、錒-鈾系235U、釷系232Th
11、 ;2、無(wú)衰變系列:40K、87Rb)二、人工輻射源(包括核試驗(yàn)落下灰等)1、核設(shè)施:反應(yīng)堆輻射源235U,重核分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核并釋放出200MwV的能量反應(yīng)堆正常運(yùn)行的輻射源主要有輻射源和中子源;輻射源:瞬發(fā)裂變射線(xiàn)(在屏蔽計(jì)算中往往以平均能量2.5MeV考慮)、裂變產(chǎn)物放出的緩發(fā)射線(xiàn)(235U每次裂變大約有6.65MeV的能量在衰變1s后由裂變產(chǎn)物放出,射線(xiàn)能量大部分在2MV以下,平均是0.7MeV)、其他射線(xiàn)(輻射俘獲反應(yīng)(6-MeV在屏蔽計(jì)算中要考慮)、非彈性散射)中子源:(瞬發(fā))裂變中子(平地能量約2MeV)、緩發(fā)中子(能量較低)。在使用反應(yīng)堆輻射源時(shí),應(yīng)該把射線(xiàn)的效應(yīng)和各
12、種中子的效應(yīng)都加以考慮。后處理主要內(nèi)容有:(1)除掉反應(yīng)堆運(yùn)行中逐漸積累,在運(yùn)行中起毒化作用(使中子損失增大)的裂變產(chǎn)物;(2)回收(hushu)未燃燒的燃料;(3)回收(hushu)生成的可裂變物質(zhì)(如钚)。2 核技術(shù)的應(yīng)用(yngyng):核技術(shù)應(yīng)用主要指密封放射源、非密封放射源、射線(xiàn)裝置。1)密封源:A、放射源:主要用于煙霧報(bào)警器、靜電消除器和放射性避雷器等的離子發(fā)生器。屬于極毒或高毒核素。主要有210Po,238Pu,239Pu,241Am,235U,238U。活度較低(1043.7109Bq),能量小于7MeV。B、放射源:用于活度測(cè)量、能量響應(yīng)刻度時(shí)的參考源和工作源、放射性測(cè)厚儀、
13、皮膚科敷貼器、氣相色譜儀的電子捕集器。3H、14C、58Co、60Co、63Ni、85Kr、90Sr-90Y、147Pm、204TI。屏蔽射線(xiàn)應(yīng)選用低原子序數(shù)的材料(如塑料、有機(jī)玻璃、鋁板等)以減少韌致輻射、外面再用高原子序數(shù)的材料屏蔽韌致輻射和其他光子。C、低能光子源:利用發(fā)射低能射線(xiàn)和X射線(xiàn)的放射性核素,或利用輻射體與靶物質(zhì)產(chǎn)生的韌致輻射制成的源。主要用于厚度計(jì)、密度計(jì)、X射線(xiàn)熒光分析儀。有55F、57Co、125I、238Pu、241Am、244CmD、放射源: 輻照裝置、各種核儀表(料位計(jì)、核子秤、密度計(jì)等)、工業(yè)照相(無(wú)損探傷)、人體腔內(nèi)治療。射線(xiàn)貫穿能量強(qiáng),使用放射源主要防止外照射
14、。活度小于50MBq(大約=1.5mCi)的源,一般可利用時(shí)間防護(hù)和距離防護(hù)。E、中子源: 中子的貫穿能力很強(qiáng),使用中子源時(shí)應(yīng)著重外照射的防護(hù),一般用石蠟、聚乙烯等含氫材料較多的物質(zhì),將快中子慢化,然后用吸收截面大的物質(zhì)(如鋰、硼等)吸收慢中子。同時(shí)在屏蔽中子的同時(shí)還要注意對(duì)射線(xiàn)的屏蔽。所以對(duì)中子源的屏蔽要進(jìn)行混合屏蔽。2)非蜜封源常用核素有125I、131I、99mTc、3H、14C、32P、35S、153Sm、89Sr、18F、99Mo等,主要用于放射性藥物、放射免疫藥盒、放射性同位素示蹤劑。(A)工作場(chǎng)所分級(jí)在防護(hù)條件相同的條件下,操作的放射性活度(操作量)越大,可能造成工作場(chǎng)所和環(huán)境污
15、染的程度越嚴(yán)重。將非密封源工作場(chǎng)所按放射性核素日等效最大操作量的大小分為甲、乙、丙三個(gè)等級(jí)。級(jí)別日等效最大操作量(Bq)甲4*109乙2*1074*109丙豁免活度值以上2*107放射性核素的日等效操作量等于(dngy)放射性核素的實(shí)際日操作量(Bq)與該核素毒性線(xiàn)別修正因子的積除以與操作方式有關(guān)的修正因子所得的商。3)射線(xiàn)(shxin)裝置:X射線(xiàn)機(jī)、加速器、中子(zhngz)發(fā)生器以及含放射源的裝置第二節(jié) 反應(yīng)堆和加速器生產(chǎn)放射性同位素基本知識(shí)一、反應(yīng)堆生產(chǎn)放射性同位素1、經(jīng)中子照射后,產(chǎn)生的放射性同位素的活度為C=mPNA/A(1-e-t)-生成放射性同位素的反應(yīng)截面 -靶子輻照處的中子
16、注量率 m-靶元素的重量 P-穩(wěn)定同位素的豐度2、輻照同位素過(guò)程中的輻射防護(hù)1)必須使用遠(yuǎn)距離操作系統(tǒng)(如機(jī)械手)提取樣品盒;2)無(wú)論用什么方法,從輻射室內(nèi)提取樣品盒時(shí)都不應(yīng)損壞樣品盒,避免放射性物質(zhì)逸出;3)提取的樣品盒,在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)該有監(jiān)測(cè)儀器;4)樣品盒應(yīng)該嚴(yán)格密封,嚴(yán)格檢查;5)有腐蝕性的靶材,須選用耐腐蝕性的樣品盒;6)選擇靶材須考慮在受輻照后,其物理、化學(xué)的變化;7)樣品盒機(jī)構(gòu)形式及機(jī)械強(qiáng)度便于提取和運(yùn)輸;8)在輻照管道(或輻照室)的排風(fēng)管道上應(yīng)設(shè)置連續(xù)工作的監(jiān)測(cè)裝置。二、加速器生產(chǎn)放射性同位素1、與反應(yīng)堆產(chǎn)生的同位素比較有以下特點(diǎn):1)反應(yīng)堆主要用(n,)中子反應(yīng)產(chǎn)生同位素,所
17、產(chǎn)生的同位素與靶材相同;加速器用(p,n)、(d,n)、(,n)等反應(yīng)產(chǎn)生同位素,產(chǎn)生的同位素與靶材一般不相同,易分離。2)加速器產(chǎn)生同位素都是缺中子同位素,不發(fā)射其它帶電粒子,放射性劑量小。3)構(gòu)成生物機(jī)體的主要元素C、N、O的(n,)反應(yīng)截面小,用反應(yīng)堆不能有效生產(chǎn),用小型回旋加速器很容易制備,并可就近設(shè)置。4)加速器操作簡(jiǎn)單,可以隨時(shí)啟停,工作安全,檢修方便,放射性污染的危險(xiǎn)性小。2、加速器生產(chǎn)同位素的產(chǎn)額決定于加速器加速粒子能量和束流強(qiáng)度、靶材的靶量和豐度、生成核素的核反應(yīng)截面、打靶時(shí)間、生成核素的半衰期。第三節(jié) 放射性同位素的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域同位素應(yīng)用項(xiàng)目使用的放射性核素輻射源的活度醫(yī)學(xué)
18、領(lǐng)域放射性藥物影像診斷照相機(jī)131I(碘-131)單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描儀(SPECT)99mTc(锝-99m)、131I正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描儀(PET)11C、13N、15O、18F3.7108Bq(10mCi)骨密度儀241Am(镅)3.7109Bq(100mCi)放射源治療近距離治療表淺治療32P、90Sr-90Y(鍶-釔)、147Pm(钷)、204Tl(鉈)、153Sm(釤)90Sr活度3.7109Bq(100mCi)腔內(nèi)治療226Ra、198Au、192Ir、125I、60Co125I活度3.7107Bq(1mCi)192Ir活度3.71011Bq(10Ci)遠(yuǎn)距離治療60Co
19、(鈷)、137Cs(銫)60Co活度111444TBq(3-12kCi)體外放射免疫分析125I、32P125I活度為105Bq(Ci)量級(jí)工業(yè)領(lǐng)域核儀表核子秤137Cs(銫)1.1109Bq(30mCi)4.8109Bq(130mCi)料位計(jì)60Co(鈷,用于大口徑料倉(cāng))、137Cs(銫、用于小口徑料倉(cāng))3.7108Bq(10mCi)3.71010Bq(1Ci)測(cè)厚儀147Pm(钷,測(cè)紙張厚度)、204Tl、85Kr(鉈、氪,測(cè)塑料薄膜)、90Sr(鍶,測(cè)金屬薄膜)、241Am、137Cs(镅、銫,測(cè)膠板、木材、剛材)90Sr活度3.7108Bq1.851010Bq(10mCi500mCi)
20、;241Am、137Cs活度為3.7108Bq(10mCi)核子濕度密度儀137Cs(銫放射源,測(cè)密度)和Am-Be中子源(測(cè)水分)137Cs活度為3.7108Bq(10mCi);Am-Be源活度1.85109Bq(50mCi)放射性測(cè)井137Cs(銫放射源)和241Am-Be中子源137Cs活度為7.4109Bq7.41010Bq(0.2Ci2Ci);Am-Be源活度18.51010Bq741010Bq(5Ci20Ci)射線(xiàn)照相機(jī)(無(wú)損探傷)60Co(鈷)、137Cs(銫)、192Ir(銥,能量低,用途廣)3.71012Bq(100Ci)放射性靜電消除器210 Po(釙)、238 Pu(钚)
21、利用射線(xiàn)使空氣電離煙霧探測(cè)器241Am有煙霧時(shí)電離減弱農(nóng)業(yè)領(lǐng)域輻射育種X射線(xiàn)、射線(xiàn)和中子60Co(放射源)千Gy農(nóng)藥、化肥示蹤14C、32P、35S、65Zn、125I農(nóng)副產(chǎn)品輻照保鮮60Co3.71014Bq(1萬(wàn)Ci)刺激生物體生長(zhǎng)226Ra-Be中子源食品加工滅菌保鮮第四節(jié) 放射性同位素應(yīng)用(yngyng)中的輻射安全問(wèn)題一、放射性同位素在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的輻射安全(nqun)問(wèn)題1、放射源和輻照劑量的選擇(xunz)、控制:例如:鐳最早在醫(yī)療中廣泛使用的放射性核素,但鐳的毒性大屬于極毒組,其衰變產(chǎn)物氡是放射性氣體,易泄露,應(yīng)以其他(60Co、137Cs、192Ir)來(lái)代替。2、對(duì)注射放射性藥
22、物的病人的管理: 例如(lr):對(duì)接受(jishu)了131I治療的患者,其體內(nèi)的放射性活度降低(jingd)至低于400MBq之前不得出院。3、放射源使用和儲(chǔ)存的安全:例如:使放射源做敷貼器,須考慮對(duì)粒子產(chǎn)生的韌致輻射的防護(hù)。敷貼器不用時(shí)應(yīng)放在容器內(nèi),容器內(nèi)壁應(yīng)為塑料或有機(jī)玻璃等輕質(zhì)材料,用以屏蔽粒子,外壁用鉛或鑄鐵屏蔽韌致輻射。由于敷貼器容易接觸人體,應(yīng)特別注意檢查源是否泄露。4、放射性廢物(源)的處理處置: 例如:放射性廢水一般采用衰變池或容器儲(chǔ)存衰變方法,經(jīng)檢測(cè)達(dá)標(biāo)后排放; 放射性藥物額定制備、分裝在密閉的手套箱或通風(fēng)柜中操作,風(fēng)速和通風(fēng)管道高度滿(mǎn)足要求,必要時(shí)加過(guò)濾器;固體廢物分類(lèi)存
23、放在放射性廢物暫存間,集中送城市放射性廢物庫(kù)。5、對(duì)工作人員、患者和公眾的防護(hù) 使用敷貼器時(shí),盡量縮短操作時(shí)間;戴防護(hù)手套和有機(jī)玻璃面罩,減少輻射。 使用密封源治療的病人和病房要有明顯的標(biāo)記,單獨(dú)隔開(kāi),防止其他人員受到輻射。 射線(xiàn)遠(yuǎn)距離治療時(shí),治療室內(nèi)除患者外不應(yīng)有其他的人;治療室與控制室分開(kāi);設(shè)計(jì)屏蔽厚度滿(mǎn)足。6、輻射監(jiān)測(cè) 1)敷貼器治療完用表面污染儀對(duì)病人和衣服進(jìn)行檢測(cè); 2)使用后裝機(jī)治療后用劑量?jī)x檢查源是否回到安全儲(chǔ)存位置; 3)為控制照射劑量,應(yīng)定期測(cè)量有用線(xiàn)束的畢釋動(dòng)能率; 4)放射性工作人員應(yīng)進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)并建立檔案; 5)每次照射完后應(yīng)用劑量?jī)x檢測(cè)室內(nèi)輻射水平,以判斷源是否安
24、全回到儲(chǔ)存位置; 6)治療室內(nèi)須提供一個(gè)輻照音響報(bào)警裝置。二、放射性同位素在工業(yè)應(yīng)用中的輻射安全問(wèn)題1、輻射防護(hù)容器的設(shè)計(jì)和防護(hù)性能檢驗(yàn) 1)不使用時(shí)放射源都位于放射容器內(nèi)并鎖在安全位置; 2)設(shè)計(jì)防護(hù)容器時(shí),保護(hù)和操縱機(jī)構(gòu)要靈活、可靠,使用過(guò)程中保證源不會(huì)松脫;要使放射源便于安裝、更換,又要使無(wú)關(guān)人員無(wú)法打開(kāi); 3)在設(shè)計(jì)最大裝源量條件下,對(duì)防護(hù)容器性能進(jìn)行檢測(cè)。2、生產(chǎn)線(xiàn)核儀表安裝、使用、維修和儲(chǔ)存中的輻射安全 1)使射線(xiàn)束避開(kāi)人員停留和經(jīng)常經(jīng)過(guò)的區(qū)域; 2)源與工作人員距離大于0.5米,并便于安裝、維護(hù); 3)安裝完后檢測(cè)放射源周?chē)妮椛鋭┝壳闆r; 4)要經(jīng)常檢查維護(hù),檢查源的密封性、控
25、制和安全保護(hù)系統(tǒng)的可靠性; 5)放射源不再使用時(shí),要存放在源庫(kù)中,加強(qiáng)保衛(wèi),防止被盜。3、野外和施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)的輻射安全 1)劃出一定范圍警戒區(qū)域,設(shè)置警戒線(xiàn)和標(biāo)志,必要時(shí)要有專(zhuān)人負(fù)責(zé)警戒; 2)盡量選擇夜間或人員較少的時(shí)間進(jìn)行工作; 3)放射源使用完后要檢查放射源是否(sh fu)已放回防護(hù)容器內(nèi)。4、廢放射源的安全(nqun)處置 1)不得自行處理,特別(tbi)不能隨意丟棄、掩埋和挪作它用,應(yīng)及時(shí)返回廠(chǎng)家或送城市放射性廢物庫(kù); 2)對(duì)關(guān)停的企業(yè),要有專(zhuān)人負(fù)責(zé)放射源的安全保衛(wèi)工作,直至進(jìn)行安全處置。三、放射性同位素在農(nóng)業(yè)和食品加工業(yè)應(yīng)用中的輻射安全1、外照射的防護(hù) 1)設(shè)計(jì)屏蔽時(shí),除保證工
26、作人員接受的劑量低于限值外,還須保證周?chē)娊邮軇┝康陀谙拗担?2)設(shè)置安全連鎖和警告、報(bào)警裝置,防止誤照射; 3)設(shè)置隔離區(qū),設(shè)醒目輻射危險(xiǎn)標(biāo)志。2、防止儲(chǔ)源井水污染 1)為防止井水污染,應(yīng)選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的密封源; 2)為減少對(duì)源包殼的腐蝕,儲(chǔ)源井應(yīng)使用去離子水; 3)定期監(jiān)測(cè)井水的放射性,以便早發(fā)現(xiàn)水污染; 4)為防止水污染環(huán)境,水井應(yīng)防漏、防滲并有液位監(jiān)控; 5)發(fā)現(xiàn)源泄漏應(yīng)盡快檢查處理,對(duì)井水進(jìn)行凈化處理,以防污染環(huán)境。3、源的升降機(jī)構(gòu)的可靠性* 1)定期檢查源的升降機(jī)構(gòu)的可靠性,防止卡源事故; 2)停止輻照期間,源及控制系統(tǒng)要妥善保管,嚴(yán)防不知情人員將源提升、損壞或偷走。4、倒源、
27、裝源、換源的輻射安全第五節(jié) 射線(xiàn)裝置在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)的應(yīng)用一、醫(yī)學(xué)診斷1、X射線(xiàn)機(jī)2、X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)斷層掃描儀(CT)3、介入放射診療4、醫(yī)用加速器放射診療4、中子發(fā)生器產(chǎn)生快中子,屏蔽快中子的原理是將高能中子慢化到熱能或接近熱能,然后再被俘獲吸收。通常先用重物質(zhì)(如鐵、鉛等)通過(guò)非彈性散射將快中子慢化到低能中子,再用含 氫材料(如聚乙烯、石蠟等)通過(guò)彈性散射將中子進(jìn)一步慢化到熱中子,最后用吸收截面很高的材料(如硼、鎘)吸收熱中子。另外,由于熱中子具有價(jià)廉、堅(jiān)固因此在結(jié)構(gòu)屏蔽中廣泛應(yīng)用。第七節(jié) 核燃料循環(huán)設(shè)施一、核燃料循環(huán)的基本概念1、核燃料循環(huán)分為三大部分:前段、核反應(yīng)堆和后段。2、核
28、燃料循環(huán)模式主要有:后處理模式、“一次通過(guò)”模式二、鈾釷礦勘探(kntn)、開(kāi)采(kici)和加工1、釷與鈾相比(xin b)特點(diǎn)和優(yōu)越性: 1)釷燃料循環(huán)周期長(zhǎng),產(chǎn)生的核燃料放射性低; 2)232Th熱中子吸收截面大,容易獲得更高的轉(zhuǎn)化比,232Th是更好的可裂變材料; 3)232Th233U燃料循環(huán)體系能實(shí)現(xiàn)核燃料的增值; 4)釷的氧化物比鈾的氧化物有更好的化學(xué)穩(wěn)定性和抗輻照性能; 5)ThO2具有化學(xué)穩(wěn)定性,不易氧化,乏燃料處置不需考慮氧化問(wèn)題; 6)釷儲(chǔ)量比鈾大3倍,前景廣闊。2、鈾、釷礦及伴生放射性礦勘探 1)鈾、釷礦的特點(diǎn):放射性、射氣現(xiàn)象、具有重金屬性質(zhì)。 2)鈾、釷礦的勘探方法
29、:主要應(yīng)用放射性物探方法。 3)伴生放射性礦的勘探方法:一般用普通礦物勘探法。3、鈾釷礦及伴生放射性礦的開(kāi)采和加工1)地下開(kāi)采都必須具備有六大系統(tǒng):通風(fēng)系統(tǒng)、提升運(yùn)輸系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、通迅調(diào)度系統(tǒng)和安全生產(chǎn)保障系統(tǒng),此外還有輻射防護(hù)體系和應(yīng)急救險(xiǎn)保障體系。2)獨(dú)居石及釷礦砂主要用露天采礦法開(kāi)采,但也有少數(shù)釷礦石在井下開(kāi)采。3)鈾釷礦的采礦工藝流程為:輻射取樣編錄-測(cè)量-采礦設(shè)計(jì)-鑿巖爆破-礦石檢查放射性分選運(yùn)輸出渣和三廢處理。4)鈾礦加工采用濕法冶金(即用酸法或堿法)從礦石中提取鈾。5)鈾尾礦庫(kù)的抗御洪水的級(jí)別比有色及冶金行業(yè)的高一個(gè)等級(jí),最少要按百年一遇的洪水設(shè)計(jì)、千年一遇的洪水校
30、核。4、鈾釷礦及伴生放射性礦的開(kāi)采和加工在選址、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、退役等階段的一般安全與輻射安全: 1)鈾釷礦及伴生放射性礦開(kāi)采過(guò)程的主要危害:a)氡、釷射氣及其子體; b)放射性氣溶膠; c)、輻射; d)、表面污染。 2)鈾釷礦及伴生放射性礦開(kāi)采各個(gè)階段的安全要求: a)加工廠(chǎng)房要封閉、通風(fēng)和凈化; b)設(shè)計(jì)考慮化工原料的毒性危害,以及生產(chǎn)過(guò)程中的氡及氡子體、射線(xiàn)對(duì)工人的危害; c)考慮對(duì)排放“三廢”的治理問(wèn)題。第七節(jié) 核燃料循環(huán)設(shè)施分離功:一種僅用于濃縮鈾的度量單位,把一定的鈾富集到一定的鈾-235豐度所需投入的工作量叫分離功(SWU)。生產(chǎn)1t豐度為3%的濃縮鈾約4.3tswu以及5.
31、5t天然鈾原料。濃縮過(guò)程中剩下4.5t貧化鈾。其鈾-235豐度下降到0.2%左右,一般無(wú)工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。5種核反應(yīng)堆(hfnyngdu)的基本特征:*堆型中子譜慢化劑冷卻劑燃料形態(tài)燃料富集度壓水堆熱中子H2OH2OUO23%左右沸水堆熱中子H2OH2OUO23%左右重水堆熱中子D2OD2OUO2天然鈾或稍加濃鈾高溫氣冷堆熱中子石墨氦氣(Th,U)O2或UC7%-20%或90%鈉冷快堆快中子無(wú)液態(tài)鈉(U,Pu)O215%-20%包括(boku)壓力容器、蒸氣(zhn q)發(fā)生器、主泵、穩(wěn)壓器及有關(guān)閥門(mén)的整個(gè)系統(tǒng),是冷卻劑回路的壓力邊界。它們都被安置在安全殼內(nèi),稱(chēng)之為核島。快中子堆:簡(jiǎn)稱(chēng)快堆。是堆芯
32、中核燃料裂變反應(yīng)主要由平均能量為0.1MeV以上的快中子引起的反應(yīng)堆。快堆堆芯與一般的熱中子堆堆芯不同,它分為燃料區(qū)和增殖再生區(qū)兩部分。第三章 輻射防護(hù)1、 熟悉輻射對(duì)人體的效應(yīng)(確定性效應(yīng)、隨機(jī)性效應(yīng)、遺傳性效應(yīng)等)2、 熟悉常用輻射量、單位及其計(jì)算方法(照射量、吸收劑量/率、劑量當(dāng)量/率等)3、 掌握放射性物質(zhì)的防護(hù)監(jiān)測(cè)(個(gè)人和工作場(chǎng)所)4、 熟悉實(shí)踐干預(yù)的基本概念。5、 熟悉輻射防護(hù)的目的和安全目標(biāo)6、 掌握輻射防護(hù)的基本原則(正當(dāng)性、限值、優(yōu)化)及其實(shí)施7、 熟悉控制輻射危險(xiǎn)的基本方法(包括內(nèi)照射和外照射)8、 掌握輻射源安全和保安的要求和措施9、 掌握輻射防護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)和限值10、 熟悉
33、應(yīng)急準(zhǔn)備的要求。1、 天然輻射源按其起因分為三類(lèi):宇宙射線(xiàn)、宇生核素、原生核素2、 天然輻射源所引起的全球居民的年集體有效劑量的近似值為107人.SV3、 照射可以分為正常照射或潛在昭射;也可以分為職業(yè)照射、醫(yī)療照射和公眾照射;在干預(yù)情況下,還可以分為應(yīng)急照射或持續(xù)照射。4、 根據(jù)輻射效應(yīng)的發(fā)生與劑量之間的關(guān)系,可以把輻射對(duì)人體的危害分為隨機(jī)效應(yīng)和確定性效應(yīng)兩類(lèi)。5、 在輻射防護(hù)中把隨即性效應(yīng)與劑量的關(guān)系簡(jiǎn)化地假設(shè)為“線(xiàn)性”、“無(wú)閾”6、 從慎重的觀點(diǎn)出發(fā),一般認(rèn)為在已有的人體細(xì)胞中,基因的自然性的突變基本上是有害的。7、 使自然突變幾率增加一倍的劑量叫突變倍加劑量,大約為(0.1-1)Gy,
34、代表值為0.7Gy8、 輻射劑量與輻射防彷中常用量及其單位。9、 比釋動(dòng)能K,10、 外照防護(hù)的基本原理:減少或避免射線(xiàn)從外部對(duì)人體的照射。11、 時(shí)間防護(hù)、距離防護(hù)、屏蔽防護(hù)。外照射防護(hù)三要素。12、 照射量X是個(gè)歷史悠久,變化較大的一個(gè)輻射量。X=dQ/dm,單位:C/kg,過(guò)去照射量的單位是倫琴(lnqn),符號(hào)為R。1R=2.58*10-4現(xiàn)有的技術(shù)條件下,能被精確測(cè)量照射(zhosh)量的光子的能量限于10kev-3MeV范圍以?xún)?nèi)。在輻射防護(hù)中上限可擴(kuò)大到8MwV。13、 比釋動(dòng)能(dngnng)K=dtr/dm。dtr是不帶電粒子在質(zhì)量為dm的物質(zhì)中釋放出的全部帶電粒子的初始動(dòng)能總
35、和的平均值,它既包括這些帶電粒子在韌致輻射過(guò)程中輻射出來(lái)的能量,也包括在該體積元內(nèi)發(fā)生的次級(jí)過(guò)程所產(chǎn)生的任何帶電粒子的能量。單位是J/kg,專(zhuān)門(mén)名稱(chēng)是Gray,1Gy=1j/kg14、 吸收劑量D:?jiǎn)挝毁|(zhì)量受照物質(zhì)中所吸收的平均輻射能量。D=d/dmd是電離輻射授予質(zhì)量為dm物質(zhì)的平均能量歷史上曾用過(guò)拉德rad作為比釋動(dòng)能和吸收劑量的專(zhuān)用單位。1rad=0.01Gy15、 當(dāng)量劑量:相同的吸收劑量未必產(chǎn)生同等程度的生物效應(yīng)。為了用同一尺度表示不同類(lèi)型和能量的輻射照射對(duì)人體造成的生物效應(yīng)的嚴(yán)重程度或發(fā)生幾率的大小,輻射防護(hù)中用了當(dāng)量劑量這個(gè)詞。Ht=Wr*Dt,r Wr是輻射權(quán)重因子 Dt,r是
36、輻射R在器官或組織T內(nèi)產(chǎn)生的平均吸收量。16、 有效劑量E=Wt*Ht Ht是器官或組織T的當(dāng)量劑量 Wt是器官或組織T的組織權(quán)重因子 Wt=T器官組織或接受1Sv照射時(shí)危險(xiǎn)度/全身接受1Sv均勻照射時(shí)總危險(xiǎn)度17、 待積當(dāng)量劑量:某一特定器官或組織接受當(dāng)量劑量率在時(shí)間t內(nèi)的積分。18、待積有效劑量:待積當(dāng)量劑量經(jīng)Wt加權(quán)處理后的總和。19、集體當(dāng)量劑量與集體有效劑量20、實(shí)踐:它是指任何引入新的照射源或照射途徑、或擴(kuò)大受照人員范圍、或改變現(xiàn)在照射源的照射途徑網(wǎng)絡(luò),從而使人們受到的照射或受到照射可能性或受到照射的人數(shù)增加的人類(lèi)活動(dòng)。21、干預(yù):22、導(dǎo)出空氣濃度:假定參考人員工作時(shí)每分鐘空氣吸
37、入量為0.02m3/min,輻射工作人員1年工作50w,每周工作40h,因此1a總計(jì)工作2000h,在此時(shí)間內(nèi)工作人員吸入的空氣量為2.4*103m3,于是導(dǎo)出空氣濃度DAC=放射性核素的年攝入量限值/呼吸量。23、具體監(jiān)測(cè)有四個(gè)領(lǐng)域:個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)、工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)、流出物監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)。輻射防護(hù)監(jiān)測(cè)可分為常規(guī)監(jiān)測(cè)、操作監(jiān)測(cè)、特殊監(jiān)測(cè)。24、ICRU(國(guó)際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)):建議用一個(gè)密度為1g/cm3、直徑為30cm的組織有效球作為人體軀干的模型。25、工作場(chǎng)所空氣的污染通常是采樣測(cè)量法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。常用的方法有過(guò)濾法、沖擊法、向心分離法等。26、用于工作場(chǎng)所的監(jiān)測(cè)儀器從測(cè)量方法上大體可分為三種
38、:瞬時(shí)劑量率測(cè)量?jī)x器、累計(jì)劑量測(cè)量?jī)x器、譜儀。用于瞬時(shí)劑量率測(cè)量的儀器有電離室、GM計(jì)數(shù)管、閃爍劑量率儀等。1、 應(yīng)急管理的方針是“常備不懈,積極兼容,統(tǒng)一指揮,大力協(xié)同,保護(hù)公眾,保護(hù)環(huán)境”第三章 桂立明 課后思考題1、輻射防護(hù)的目的與任務(wù)是什么?目的(md):是防止有害的確定性效應(yīng),并限制隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生概率,使它們達(dá)到被認(rèn)為可以(ky)接受的水平。 任務(wù)(rn wu):既要保護(hù)從事放射工作者本人和后代以及廣大公眾乃至全人類(lèi)的安全;保護(hù)好環(huán)境;又要允許進(jìn)行那些可能會(huì)產(chǎn)生輻射的必要實(shí)踐以造福于人類(lèi)。 2、簡(jiǎn)述天然輻射源與人工輻射源的主要來(lái)源以及他們對(duì)人類(lèi)造成的照射水平每年為多少?來(lái)源:天然:
39、1)宇宙射線(xiàn); 2)宇生放射性核素; 3)原生放射性核素。人工:醫(yī)療輻射、核爆炸、核電站、3、輻射實(shí)踐與干預(yù)有什么不同?實(shí)踐:在這里是作為放射防護(hù)領(lǐng)域?qū)I(yè)術(shù)語(yǔ)使用,它是特指任何引入新的照射源或照射途徑、或擴(kuò)大受照人員范圍、或改變現(xiàn)有照射源的照射途徑網(wǎng)絡(luò),從而使人們受到的照射或受到照射的可能性或受到照射的人數(shù)增加的人類(lèi)活動(dòng)。干預(yù):是指任何旨在減少或避免不屬于受控實(shí)踐的或因事故而失控的照射源所致的照射或照射可能性的行動(dòng)。4、為什么引入潛在照射的概念? 所以,從實(shí)質(zhì)上來(lái)說(shuō),對(duì)潛在照射的控制,就是對(duì)輻射源的安全性的控制。 5、何謂吸收劑量D、當(dāng)量劑量H與有效劑量E(包括它們的定義、物理意義、單位適用條
40、件及相互聯(lián)系)吸收劑量D:電離輻射授予某一體積元中物質(zhì)的平均能量除以該體積元中物質(zhì)的質(zhì)量的商當(dāng)量劑量:對(duì)某個(gè)器官或組織,是平均值;有效劑量:針對(duì)全身而言,取平均值。比釋動(dòng)能:不帶電粒子在體積元內(nèi)產(chǎn)生的所有帶電粒子的初始動(dòng)能總和的平均值除以物質(zhì)質(zhì)量的商。對(duì)低能帶電粒子,韌致輻射可以忽略時(shí),則 吸收劑量=比釋動(dòng)能6、當(dāng)量劑量Ht(50)、待積有效劑量He(50)、集體當(dāng)量劑量SH與集體有效劑量Se它們分別用在什么場(chǎng)合?人體單次攝入放射性物質(zhì)后,某一器官或組織在50年內(nèi)將要受到的累積的劑量當(dāng)量式中:t0是攝入放射性物質(zhì)的起始時(shí)刻;(6.16)是在t時(shí)刻器官或組織受到的當(dāng)量劑量率;是攝入放射性物質(zhì)之后
41、經(jīng)過(guò)的時(shí)間。當(dāng)沒(méi)有給出積分的時(shí)間期限時(shí),成年人50年,兒童70年。受到輻射危害的各器官或組織的待積當(dāng)量劑量HT()經(jīng)WT加權(quán)處理后的總和稱(chēng)為待積有效劑量E(),即 集體當(dāng)量劑量:表示一組人某指定的器官或組織的當(dāng)量劑量的總和。集體有效劑量:受照群體每個(gè)成員的有效劑量的總和。7、何謂輻射權(quán)重因子WR與組織權(quán)重因子WTWR:在當(dāng)量劑量中,WR 輻射權(quán)重因子,是與輻射品質(zhì)相對(duì)應(yīng)的加權(quán)因子,無(wú)量綱 。WT:代表組織T接受的照射所導(dǎo)致的隨機(jī)效應(yīng)的危險(xiǎn)系數(shù)與全身受到均勻照射時(shí)的總危險(xiǎn)系數(shù)的比值。8、影響(yngxing)輻射損傷的因素有哪些?直接(zhji)作用:輻射粒子(lz)與生物大分子,如 DNA a
42、nd RNA, 直接發(fā)生作用,導(dǎo)致細(xì)胞的損傷。間接作用:輻射粒子與細(xì)胞內(nèi)環(huán)境成份(主要是水)發(fā)生作用,產(chǎn)生自由基和過(guò)氧化物,導(dǎo)致細(xì)胞的損傷。劑量大小、細(xì)胞的增殖能力9、論述隨機(jī)性效應(yīng)與確定性效應(yīng)各有何特點(diǎn),他們和軀體效應(yīng)與遺傳效應(yīng)有什么聯(lián)系。一類(lèi)是對(duì)細(xì)胞的殺傷作用,即使受照射細(xì)胞死亡或受傷,細(xì)胞數(shù)目減少或功能減低,結(jié)果影響了受照組織或器官的功能,表現(xiàn)為確定性效應(yīng),如急性放射病,造血功能障礙。 一類(lèi)是對(duì)細(xì)胞的誘變作用 主要表現(xiàn)為誘發(fā)細(xì)胞發(fā)生癌變(致癌),誘發(fā)基因突變 (致突)和先天性畸形(致畸)。隨機(jī)性效應(yīng)(Stochastic effect):是指輻射效應(yīng)的發(fā)生幾率(而非其嚴(yán)重程度)與劑量大小
43、相關(guān)的效應(yīng),不存在劑量的閡值。主要指致癌效應(yīng)和遺傳效應(yīng)。確定性效應(yīng)(Deterministic effect):是指輻射效應(yīng)的嚴(yán)重程度取決于所受劑量的大小。這種效應(yīng)有一個(gè)明確的劑量閡值,在閡值以下不會(huì)見(jiàn)到有害效應(yīng),如放射性皮膚損傷、 生育障礙。 10、輻射防護(hù)基本原則(輻射防護(hù)體系、劑量限制體系)的主要內(nèi)容是什么? eq oac(,1) 輻射實(shí)踐的正當(dāng)化; eq oac(,2)劑量限制和潛在照射危險(xiǎn)限制; eq oac(,3)劑量約束和潛在照射危險(xiǎn)約束; eq oac(,4) 防護(hù)與安全的最優(yōu)化11、無(wú)12、輻射的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)中的基本標(biāo)準(zhǔn)是如何規(guī)定的(包括職業(yè)照射與公眾照射)?外照射防護(hù)三要素(三
44、種基本方法):時(shí)間、距離、屏蔽;措施:充分準(zhǔn)備,減少受照時(shí)間;劑量率與距離的平方成反比(點(diǎn)源); 措施: eq oac(,1)遠(yuǎn)距離操作; eq oac(,2)任何源不能直接用手操作; eq oac(,3)注意射線(xiàn)防護(hù)。3. 屏蔽防護(hù)(Shielding)措施: eq oac(,1)設(shè)置屏蔽體; eq oac(,2)屏蔽材料和厚度的選擇; eq oac(,3)輻射源的類(lèi)型、射線(xiàn)能量、活度。內(nèi)照射防護(hù)的基本原則:內(nèi)照射防護(hù)的基本原則是制定各種規(guī)章制度,采取各種有效措施,阻斷放射性物質(zhì)進(jìn)入人體的各種途徑,在最優(yōu)化原則的范圍內(nèi),使攝入量減少到盡可能低的水平。13、簡(jiǎn)述外照射防護(hù)的基本原則和基本方法。
45、基本原則:盡量減少或避免射線(xiàn)從外部對(duì)人體的照射,使之所受照射不超過(guò)國(guó)家規(guī)定的劑量限值。14、內(nèi)照射防護(hù)的基本方法和基本原則是什么??jī)?nèi)照射防護(hù)的基本原則是制定各種規(guī)章制度,采取各種有效措施,阻斷放射性物質(zhì)進(jìn)入人體的各種途徑,在最優(yōu)化原則的范圍內(nèi),使攝入量減少到盡可能低的水平。內(nèi)照射防護(hù)的一般(ybn)方法是: eq oac(,1)包容(borng)、隔離; eq oac(,2)凈化(jnghu)、稀釋?zhuān)?eq oac(,3)遵守規(guī)章制度、做好個(gè)人防護(hù)。15、對(duì)輻射源安全和保安的要求與控制措施有哪些?(1)確保輻射源的實(shí)物保護(hù)符合有關(guān)要求,并保證將輻射源的失控、丟失、被盜或失蹤的信息立即通知審管部
46、門(mén);(2)不得將輻射源轉(zhuǎn)讓給不持有有效批準(zhǔn)證件的接收者;(3)對(duì)可移動(dòng)的輻射源定期進(jìn)行盤(pán)存,確認(rèn)它們處于指定位置并有可靠的保安措施。16、輻射防護(hù)監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容有哪些?輻射防護(hù)監(jiān)測(cè)的對(duì)象就是人與環(huán)境兩大部分,具體監(jiān)測(cè)有四個(gè)領(lǐng)域:個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)、工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)、流出物監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)。17、一位放射工作人員在非均勻照射條件下工作,18、簡(jiǎn)述輻射防護(hù)大綱的主要內(nèi)容。為實(shí)現(xiàn)可合理達(dá)到的盡可能低的原則,必須制定和建立一個(gè)最優(yōu)化的輻射防護(hù)大綱。最優(yōu)化的輻射防護(hù)大綱包括:健全輻射安全組織、嚴(yán)格的安全教育和訓(xùn)練、合理的設(shè)施設(shè)計(jì)、可靠的個(gè)人安全保障、合適的個(gè)人防護(hù)設(shè)備、有效的監(jiān)測(cè)計(jì)劃和周密的應(yīng)急計(jì)劃等。19、應(yīng)急準(zhǔn)
47、備的主要內(nèi)容有哪些?一方面減小潛在照射意味著采取必要的措施,確保輻射源的安全(對(duì)核設(shè)施即為核安全),預(yù)防事故或事件(事件序列)的發(fā)生,降低潛在照射的產(chǎn)生概率;另一方面,事故或事件一旦發(fā)生,則減緩其后果,盡量減小工作人員和公眾的受照劑量。潛在照射發(fā)生并對(duì)公眾造成應(yīng)急照射的情況下,應(yīng)實(shí)施必要的核事故應(yīng)急干預(yù),減小公眾的受照劑量。第四章 流出物和環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)1、本底調(diào)查:對(duì)指定范圍內(nèi)的放射性背景值進(jìn)行測(cè)量分析以及基于評(píng)價(jià)目的而對(duì)其他相關(guān)資料進(jìn)行收集的活動(dòng)。2、環(huán)境放射性本底調(diào)查按目的分為兩類(lèi):1)大范圍的環(huán)境放射性本底普查(獲取平均值)2)針對(duì)特定核與輻射設(shè)施周邊地區(qū)開(kāi)展的調(diào)查。(為其管理服務(wù))3
48、、核電廠(chǎng)首次裝料前2年以上的本底調(diào)查。4、對(duì)于核設(shè)施:本底調(diào)查范圍一般以設(shè)施為中心,半徑幾十公里范圍內(nèi)。(取決于規(guī)模和周邊條件,大小不一)5、原生放射性核素主要有:232Th、238U、235U系。第五章 核與輻射安全的概念“安全文化”是在總結(jié)前蘇聯(lián)切爾諾貝利嚴(yán)重事故中人為因素的基礎(chǔ)上為確保核電廠(chǎng)安全生產(chǎn)而提出的一種系統(tǒng)且完整的管理概念,后經(jīng)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)的不斷完善和提高,在整個(gè)核領(lǐng)域中作為一項(xiàng)基本管理原則。1、安全文化的定義:安全文化是存在于單位和個(gè)人中的種種特性和態(tài)度的總和,它建立一種超出一切之上的觀念,即核電廠(chǎng)的安全問(wèn)題由于它的重要性要得到應(yīng)有的重視。2、安全文化原則:價(jià)值觀
49、、標(biāo)準(zhǔn)、道德和可接受行為的規(guī)范的統(tǒng)一體,提出這些方面的目的(md)是在立法要求和監(jiān)管要求之外保持一個(gè)增增強(qiáng)安全的自我約束的方法。3、安全文化特性:1)安全第一的思想(sxing)2)主動(dòng)精神3)有形導(dǎo)出4、核安全文化的作用:人的失誤和人的違章統(tǒng)稱(chēng)為“人因錯(cuò)誤(cuw)”,核電站50%以上的安全重大事故的主要原因是人因錯(cuò)誤。5、安全文化的組成:1)體制 2)個(gè)人的響應(yīng) (一方面的減少或防止人為的錯(cuò)誤,另一方面充分發(fā)揮人的積極影響)6、各階層的職責(zé)和作用: 決策層:“關(guān)鍵在于領(lǐng)導(dǎo)”,并要當(dāng)眾宣布其承諾來(lái)表明本單位在社會(huì)責(zé)任方面的立場(chǎng)和在安全方面的坦誠(chéng)意愿,確保核安全是營(yíng)運(yùn)單位董事會(huì)議上的重要議題。
50、 管理導(dǎo):明確責(zé)任分工、負(fù)責(zé)安全工作的安排和管理、對(duì)人員資格審查和安排培訓(xùn)、掌握獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰以及監(jiān)察、審查和對(duì)比安全管理體系的工作狀態(tài),并做出承諾以自己的行動(dòng) 和要求促進(jìn)職工們的安全素養(yǎng),確保職工們能按確定的框框辦事并從中獲益。 個(gè)人的響應(yīng):善于探索的工作態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鞣椒ā⒒ハ嘟涣鞯墓ぷ髁?xí)慣四、行業(yè)文化INSAG-4附錄中提出了“安全文化指標(biāo)”,分別對(duì)政府及其部門(mén)、營(yíng)運(yùn)單位、研究單位、設(shè)計(jì)單位的不同層次的人員詳細(xì)地提出了應(yīng)當(dāng)做出的承諾和應(yīng)當(dāng)達(dá)到的要標(biāo)營(yíng)運(yùn)單位對(duì)安全負(fù)責(zé)具體分為 公司 和 核電站 兩個(gè)層次第三節(jié)核安全文化的發(fā)展階段及弱化識(shí)別1、核安全文化的發(fā)展階段:從開(kāi)始的被動(dòng)接受、單位的自身
51、要求加以達(dá)到、再到人人主動(dòng)加以完善2、識(shí)別安全文化弱化征兆的方法:1)組織問(wèn)題:a解決問(wèn)題不恰當(dāng) b觀念狹隘 c開(kāi)放性差2)管理問(wèn)題:a糾正行為不力 b難題的解決模式不佳 c程序的不完善 d分析和改正問(wèn)題的質(zhì)量差 e獨(dú)立安全審評(píng)的不足或失效f真實(shí)性不符 g違章 h反復(fù)申請(qǐng)不執(zhí)行管理要求3)雇員問(wèn)題 過(guò)長(zhǎng)的工作時(shí)間、未受過(guò)適當(dāng)培訓(xùn)的人數(shù)比例偏高、在使用適合的有資格的和有經(jīng)驗(yàn)的人員方面出現(xiàn)失誤、對(duì)工作的理解差、對(duì)承包人的管理差4)技術(shù)問(wèn)題例如:技術(shù)方面的記錄和存檔材料貧乏或缺乏管理,設(shè)備維修不及時(shí),對(duì)安全事件的收集、監(jiān)督和處理不當(dāng),自我檢查和自我評(píng)價(jià)體制不健全等等。第四節(jié)安全文化的評(píng)價(jià)方法1、安全
52、文化的評(píng)價(jià)有三種方式:?jiǎn)挝蛔晕以u(píng)價(jià)、IAEA安全文化評(píng)價(jià)組評(píng)價(jià)、二者結(jié)合的評(píng)價(jià)不管哪種方式的評(píng)價(jià)都按 照IAEA的ASCOT導(dǎo)則的規(guī)定內(nèi)容進(jìn)行,稱(chēng)為ASCOT評(píng)價(jià)方法按照(nzho)ASCOT評(píng)價(jià)方法,安全文化評(píng)價(jià)組對(duì)安全文化的評(píng)價(jià)是從最初的全廠(chǎng)巡視和文件檢查的安排開(kāi)始的1、全廠(chǎng)巡視:出入(chr)控制(效率和有效性)、工廠(chǎng)的一般狀況(泄露、照明、標(biāo)牌)、廠(chǎng)房管理(垃圾及儲(chǔ)存區(qū)域、清潔程度)、防護(hù)設(shè)備的使用(戴安全帽、劑量膠片盒、警告標(biāo)志)、控制室工作人員(警惕性、工作態(tài)度)、規(guī)章和手冊(cè)的可用性(控制室和核電廠(chǎng)范圍)文件檢查:電廠(chǎng)日志與相關(guān)文件、運(yùn)行與維修記錄、未解決的電廠(chǎng)缺陷與文件修改(xi
53、gi)數(shù)量、對(duì)重大安全相關(guān)活動(dòng)的培訓(xùn)計(jì)劃、公司一級(jí)的安全政策有效性、安全政策與安全文化概念的一致性、電廠(chǎng)關(guān)于規(guī)程和遵守規(guī)程的政策、明確重要安全責(zé)任的文件、組織機(jī)構(gòu)圖、公司一級(jí)安全審查機(jī)構(gòu)的設(shè)立和其活動(dòng)的記錄與電廠(chǎng)管理層參與的情況2、個(gè)別訪(fǎng)談:安排與工作人員的個(gè)別交談和進(jìn)行討論,也可以采用調(diào)查問(wèn)卷的形式,集中在對(duì)集體和個(gè)人的態(tài)度及與安全文化相關(guān)的問(wèn)題上。 安全文化評(píng)價(jià)組對(duì)所有方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)個(gè)別訪(fǎng)談過(guò)就能得出安全文化的主要評(píng)價(jià)和基本結(jié)論。3、IAEA安全文化評(píng)價(jià)組提供的咨詢(xún)和支援服務(wù)可有四種方式:標(biāo)準(zhǔn)的ASCOT研討會(huì)、擴(kuò)大的ASCOT研討會(huì)、對(duì)自我評(píng)價(jià)的支援和ASCOT審評(píng)。第五節(jié)培育安全文
54、化的良好實(shí)踐安全文化的特殊性實(shí)踐安全文化的理念可以在下述活動(dòng)中得到充分的應(yīng)用:1、預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)分析。2、將錯(cuò)誤作為學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。3、事件的深入分析。4、加強(qiáng)學(xué)習(xí)能力。5、適合安全文化的監(jiān)管途徑與內(nèi)容。6、提高雇員對(duì)安全文化的貢獻(xiàn)。7、承包商的積極參加。8、加強(qiáng)安全問(wèn)題與公眾的聯(lián)系。9、自身評(píng)價(jià)。10、綜合安全評(píng)價(jià)。11、制定安全績(jī)效指標(biāo)。培育安全文化的步驟:1)要制定安全文化導(dǎo)則文件。2)要使經(jīng)理們了解到,為了達(dá)到良好的安全目標(biāo),員工的行為、態(tài)度和理想是十分重要的。3)要保持不斷地向其他組織(國(guó)內(nèi)外)學(xué)習(xí)的可能性。第四冊(cè)專(zhuān)業(yè)實(shí)務(wù)第一章 核反應(yīng)堆 (王秀清)掌握核動(dòng)力廠(chǎng)和其他反應(yīng)堆設(shè)計(jì)/運(yùn)行的基本要求
55、掌握核動(dòng)力廠(chǎng)和其他反應(yīng)堆運(yùn)行的安全管理(核動(dòng)力廠(chǎng)首次裝載核燃料的必要條件;對(duì)核動(dòng)力廠(chǎng)營(yíng)運(yùn)單位的組織機(jī)構(gòu),運(yùn)行管理者和運(yùn)行人員的基本要求;對(duì)運(yùn)行規(guī)程的管理要求;核事件分級(jí)及事件報(bào)告制度;對(duì)流出物和固體放射性廢物管理的監(jiān)督;核電廠(chǎng)換料、修改和事故停堆管理;定期安全審查;退役)1、中子慢化主要依靠彈性散射。2、俘獲反應(yīng),n被原子核吸收并放出伽瑪射線(xiàn)。自然界中蘊(yùn)藏豐富的釷元素轉(zhuǎn)化為燃料鈾233的過(guò)程。3、裂變反應(yīng):核裂變是堆內(nèi)最重要的核反應(yīng)。鈾-233、鈾235和钚239和钚241易裂變?nèi)剂希Q232、鈾238只有在中子能量高于某一值時(shí)才能發(fā)生裂變,通常稱(chēng)之為轉(zhuǎn)換材料。4、微觀截面:I=NIX 是比
56、例系數(shù),稱(chēng)為“微觀截面”5、靶:1靶=10-24cm2 下標(biāo): s散射 e彈性散射in非彈性散射 f裂變俘獲 r非裂變俘獲 a吸收(xshu) t總的作用截面6、宏觀截面:它是中子與單位體積(tj)中所有原子核發(fā)生相互作用的概率的一種度量。單位1/cm。 舉例(j l)說(shuō),某種材料的宏觀吸收截面=N,核密度N單位是1/cm;N=(/A)N0某種材料的宏觀截面a=0.25/cm,那么中子在其中穿過(guò)1cm,被該材料的原子核吸收的機(jī)會(huì)是0.25.7、中子注量率:(又稱(chēng)中子通量密度或中子通量)=nV 其中n是中子密度 ,即單位體積中的中子數(shù)目,V是中子飛行的速度8、核反應(yīng)率密度:R= 用途:如知道了堆
57、芯中核燃料的濃度和分布就可以算出堆芯的宏觀裂變截面f;如果還知道了堆芯的中子注量率,就可計(jì)算出每秒鐘在每立方厘米堆芯體積內(nèi)發(fā)生多少次裂變瓜,進(jìn)而可以算出堆芯的發(fā)熱強(qiáng)度。可以使我們從宏觀上了解核反應(yīng)的強(qiáng)度。9、截面隨中子能量變化的規(guī)律:核截面的數(shù)值決定于入射中子的能量和靶核的性質(zhì),瓜反應(yīng)截面隨入射中子能量E變化的特性可以發(fā)現(xiàn)大體上存在三個(gè)區(qū)域,首先要是低能區(qū)E1,中能區(qū)1E104EV10、中子的慢化:低能中子引發(fā)燃料核裂變的“能力”大高于高能中子。然而,核裂變放出的都是高能中子,其平均能量達(dá)到2MeV,最大能量可達(dá)10MeV,要建造低能中子引發(fā)裂變的反應(yīng)堆,就要讓中子的能量降下來(lái)。11、慢化劑的
58、優(yōu)劣:慢化能力、慢化比12、慢化能力:宏觀散射截面與每次散射碰撞后中子損失能量的乘積。13、慢化比:散射截面與吸收截面之比。14、好的慢化劑不僅應(yīng)該具有較大的慢化能力還應(yīng)具有大的慢化比。水慢化能力強(qiáng),堆芯小,慢化比較小,要用濃縮鈾做燃料。15、逃脫共振吸收幾率:裂變放出的高能中子(快中子)在慢化到低能的過(guò)程中,必然會(huì)經(jīng)過(guò)中能階段,中子慢化到這一能區(qū)時(shí)必然有一部分要被鈾238核共振吸收,其余的中子繼續(xù)慢化。在慢化過(guò)程中逃脫共振吸取的份額就稱(chēng)為逃脫共振吸收幾率。16、熱中子:逃脫共振吸收的熱中子通過(guò)散射反應(yīng)繼續(xù)慢化,當(dāng)速度降到一定程度與周?chē)_(dá)到熱平衡,慢化過(guò)程就結(jié)束了。與介質(zhì)原子核處于熱平衡狀態(tài)的
59、中子為熱中子。在20攝氏度時(shí)熱中子最可幾速度是2200m/s,相應(yīng)的能量是0.0253eV。17、假設(shè)將能量為2MeV的中子慢化到1eV,那么中子必須與水中的氫原子核平均碰撞18次。對(duì)于水慢化時(shí)間 6*10-6s,裂變中子慢化為熱中子后,還會(huì)繼續(xù)在介質(zhì)中擴(kuò)散,直至被吸收,熱中子從產(chǎn)生到被吸收之前所經(jīng)歷的平均時(shí)間稱(chēng)為擴(kuò)散時(shí)間。熱中子的擴(kuò)散時(shí)間一般在10-410-1s.18、快中子的慢化時(shí)間和熱中子的擴(kuò)散時(shí)間越長(zhǎng),則中子在介質(zhì)中慢化和擴(kuò)散時(shí)越容易泄露出去。1、 K=(系統(tǒng)內(nèi)中子的產(chǎn)生率)/(系統(tǒng)內(nèi)中子的消失率) 系統(tǒng)內(nèi)中子的消失率=系統(tǒng)內(nèi)中子的吸收率+系統(tǒng)內(nèi)中子的泄露率2、 1MWd每天消耗的鈾-
60、235是1.23g3、 轉(zhuǎn)化比:CR=(易裂變核的平均生成率)/(易裂變核的平均消耗率)4、 堆內(nèi)中子注量率分布與展平:方法:1)堆芯徑向分區(qū)裝載2)合理布置控制棒3)如果在中子注量率較高的堆芯中央?yún)^(qū)域(qy)的燃料元件表面涂以相應(yīng)富集度的可燃毒物。5、 控制棒分為(fn wi)三類(lèi):停堆棒、調(diào)節(jié)(tioji)棒、補(bǔ)償棒6、 核反應(yīng)堆的主要類(lèi)型: 按照功能分類(lèi):研究試驗(yàn)堆、生產(chǎn)堆、動(dòng)力堆按照中子能譜分類(lèi):快中子堆、中能中子堆、熱中子堆。快中子堆中裂變是由平均能量約為0.25MeV的高能中子引起的。按照冷卻劑分類(lèi)、按照核燃料分類(lèi)(天然鈾燃料堆、稍加濃燃料堆、加濃鈾燃料堆)在以發(fā)電為目的的核能動(dòng)力
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