射线检测培训教程《辐 射 防 护》

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1、塔里木油田职业技能鉴定无损检测技师培训塔里木油田职业技能鉴定无损检测技师培训射线检测培训教程射线检测培训教程辐辐 射射 防防 护护主讲主讲 曹新华曹新华塔里木油田分公司工程技术部塔里木油田分公司工程技术部2008.06 概述概述 辐射，即通常所称的射线，从它与物质相互作用引起的电离情况可分为两类：（致）电离辐射和非（致）电离辐射。任何与物质作用，直接作用或间接作用可引起物质电离的辐射称为电离辐射，不能引起物质电离的辐射称为非电离辐射。直接致电离粒子如电子、射线、质子、 粒子等带电粒子，X射线和射线是间接致电离辐射。人们很早就认识到电离辐射对人体的危害作用，并注意到安全防护问题，辐射防护就是研究

2、这方面的一个学科。 对于工业射线检测技术，在辐射防护方面面对的主要问题是外照射防护。本章将针对工业射线检测技术，介绍辐射防护的基本概念和相关的主要内容。1. 1. 辐射量辐射量 为了描述辐射与物质的相互作用，必须建立一些描述辐射本身性质的物理量及其测量单位。现在广泛使用的描述辐射的物理量主要有照射量、吸收剂量、剂量当量。 1.1 1.1 照射量照射量 当X射线或射线穿过空气时可以产生二次电子，二次电子和空气分子作用，使空气电离，形成带有正电荷的正离子和带有负电荷的负离子，照射量就是描述X射线或射线使空气产生电离能力的物理量。照射量定义为：X射线或射线在某一体积元的空气中产生的全部电荷被完全阻留

3、在空气中时，产生的任一种符号的电荷的绝对值与这个小体积空气质量之比式中 X 照射量； dm 体积元中空气的质量； dQ 在体积元空气中产生的一种符号电荷的电量。即，照射量表示X射线或射线在单位质量的空气中所能产生的电荷数量。照射量常用符号：“X ”表示，其法定计量单位是：库仑/千克，符号为“C/kg”。照射量的专用单位是：伦琴，符号为“R”。两个单位的关系是1R=2.58104C/kgmQXdd 照射量是X射线或射线对空气定义的，它不适于其他辐射，也不适于其他物质。 单位时间的照射量称为照射量率，一般用符号“”表示，即 式中 dt 一小的时间间隔， dX 在此时间间隔中产生的照射量（其中的“d

4、”均为微分符号）。其单位常用C/kgh1 等表示。tXXdd 1.2 1.2 吸收剂量吸收剂量 当射线辐照物体时，可以将它能量的一部分或全部传递给被辐照的物体，也即被辐照的物体可以吸收电离辐射的一部分或全部能量。但是，在同样的条件下，不同的物质吸收射线能量的情况并不相同。照射量仅仅表示了空气完全吸收X射线或射线能量的情况，而吸收剂量表示的是各种物质吸收电离辐射能量的情况。 吸收剂量定义为：电离辐射授予某一体积元中物质的平均能量与该体积元中物质质量之比 式中 D 吸收剂量； 授予体积元的平均能量； 体积元的物质质量。mDdddmd 即吸收剂量表示电离辐射传递给单位质量的被辐照物质的能量。 单位是

5、：戈瑞，符号为“Gy”。 1Gy1J/kg 吸收剂量的专用单位是：拉德，符号为“rad”，两者的关系是 1Gy100rad 在实际使用中常用较小的单位，如毫戈瑞（mGy）等。 吸收剂量适用于任何类型的电离辐射，也适用于任何物质。但必须注意的是，吸收剂量的大小不仅相关于电离辐射本身的类型和能量，而且也相关于被辐照的物质。同样的电离辐射辐照不同的物质时，产生的吸收剂量可以不同。 类似于照射量率相应地可以引入吸收剂量率: 它表示单位时间的吸收剂量，常用单位是:戈瑞/小时（Gy/h）。tDDdd 1.3 1.3 剂量当量剂量当量 不同类型的电离辐射和不同的照射条件，对于生物体产生的辐射损伤即使在相同的

6、吸收剂量之下也可以不同。为了统一评价不同类型的电离辐射对生物体产生的辐射损伤，在研究辐射防护时必须考虑不同辐射的辐射损伤差别。为此，引入辐射品质因数，常记为Q，表示吸收能量微观分布对辐射生物效应的影响；引入修正因子，常记为N，表示吸收剂量空间、时间等分布不均匀性对辐射生物效应的影响。 剂量当量则定义为：吸收剂量与辐射品质因数及修正因子之积，常用符号“H”表示， 即HDQN 剂量当量的单位是：希沃特，符号为：Sv。1Sv1J/kg剂量当量的专用单位是：雷姆，符号为“rem”，两者的关系是1Sv 1Sv 100rem100rem当辐射具有一定能谱时，可以给出平均品质因数，常简单地记为Q。一些射线的

7、平均品质因数列于表1中。修正因子一般都取为1。同样，可以定义剂量当量率表示单位时间的剂量当量，常用单位是：希沃特/小时（Sv/h）。tHHdd表1-1.射线的平均品质因数照射类型 射 线 种 类 Q 外照射 X射线，射线，电子 1热中子3中能中子（0.020.1Mev）58快中子（0.510Mev） 10内照射X射线，射线，电子1粒子10 1.4 1.4 吸收剂量与照射量的关系吸收剂量与照射量的关系从前面的介绍可以看到，吸收剂量和照射量不是同一概念，照射量是以空气的电离程度对辐射场的一种量度，吸收剂量给出的是被照射物质吸收辐射能量的状况，但两者存在一定的关系。直接测量吸收剂量是比较困难的，但可

8、以通过仪器测量照射量来计算被辐照物体的吸收剂量。在标准状态下1cm3的空气的质量为0.0013g，当它受到1R的照射量照射时，产生的电离能为0.113erg，所以，空气在1R的照射量照射下吸收的能量为8.69 J/kg一般地，如果记照射场中某点的照射量为X（单位为伦琴，R），该点空气的吸收剂量为 ，则可给出空气的吸收剂量与照射量的关系为8.69 X（Gy）当照射量的单位为库仑/千克（C/kg）时，它们的关系为33.7 X（Gy）这样，只要知道了辐照场中某点的照射量，就可以计算该点空气的吸收剂量。aDaDaD310310 对某种物质，其吸收剂量可按下式计算 式中 物体的吸收剂量（Gy）； X 物

9、体所在处的照射量（R）； f 换算因子; 换算因子的值相关于射线的能量，也相关于被辐照的物体的性质。从有关手册可查到人体的换算因子值，按照人体的肌肉、骨骼等的组成，通常对人体可取（X的单位为R）： f 9.5 用此因子可从照射量得出全身受到均匀外照射时的近似吸收剂量。图1-1、图1-2、图1-3给出的是X射线机和射线源的照射量率曲线，这类关系曲线是计算辐射防护问题必须的数据。XfDmmD310图1-1 恒压X射线机的照射量率曲线 图1-2 高能X射线（恒压）的照射量率曲线图1-3射线源的照射量率（源活度为0.037TBq，每次衰变发射一个射线光子)2. 2. 辐射生物效应辐射生物效应 2.1

10、2.1 辐射生物效应分类辐射生物效应分类 辐射作用于生物体时由于电离作用，将造成生物体的细胞、组织、器官等的损伤，引起病理反应，这称为辐射生物效应。辐射对生物体的作用是一个极其复杂的过程，生物体从吸收辐射能量开始到产生生物效应，要经历许多不同性质的变化，一般认为将经历四个阶段的变化，即物理变化阶段、物理化学变化阶段、化学变化阶段、生物变化阶段。 辐射生物效应可以表现在受照者本身，也可以出现在受照者的后代。表现在受照者本身的称为躯体效应，出现在受照者后代时称为遗传效应。躯体效应按照显现的时间早晚又分为近期效应和远期效应。 从辐射防护的观点，全部辐射生物效应可以分为两类：随机性效应、非随机性效应。

11、 随机性效应是效应的发生率（而不是严重程度）与剂量的大小有关的辐射生物效应。对于正常的低剂量照射情况，从辐射防护的目的出发，常假定随机性效应的发生率与剂量之间存在线性关系，即剂量越大随机性效应的发生率越大，并且不存在剂量阈值。 非随机性效应是指存在阈值的效应，这种生物效应只有当剂量超过一定的值之后才能发生，效应的严重程度也与剂量的大小相关。因此，只要限制剂量当量就可以避免非随机性效应的发生。一些器官或组织的非随机性效应阈值如表2-1所示。 表2-1 部分非随机性效应的剂量阈值表2-2比较了随机性效应与非随机性效应（确定性效应）的基本特点。 表2-2 随机性效应与非随机性效应（确定性效应）的基本