一、辐射及电离辐射的概念
1. 辐射
辐射是以波动的形式或运动粒子的形式向周围介质传播的能量,是一种能量传播的方式。
广义的辐射概念包括声辐射、热辐射、电磁辐射及粒子辐射等。在这些辐射中,我们更多关心的是电磁辐射及粒子辐射。而广义上电磁辐射的范围很广,从无线电波(移动、联通信号发射塔等)、微波、紫外线等,到χ射线和γ射线。
2. 电离辐射
根据辐射能量大小所产生的辐射形式不一,可将辐射分为非电离辐射和电离辐射两大类。
电离辐射包括高能电磁辐射电磁波和粒子辐射,高能电磁辐射电磁波指χ射线和γ射线,不包括无线电和射频波等低能电磁辐射;粒子辐射有n、Alpha、Beta、p、e-、介子、重离子。无论是χ射线、伽玛射线,还是粒子辐射,与物质的原子作用时都能间接或直接地使原子产生电离。
通常辐射防护上关心的对象就是电离辐射。
3. 电离辐射的分类
电离辐射的分类因分类原则不同可分为多种类型,通常分为天然辐射和人工辐射。辐射源也可相应分为天然辐射源和人工辐射源。
天然辐射源源于宇宙射线和天然放射性,包括自然界中动物植物、空气、水、泥土、岩石等天然介质中存在的放射性;人工辐射源来源于人类从事与辐射相关的活动、实践或辐射事件。由于天然辐射源所产生的辐射照射称为天然本底照射;来自人工辐射源的照射为人工照射。
二、电离辐射射线种类和射线装置
1. 射线种类
常见的电离辐射有α粒子、β粒子、γ射线、χ射线、中子、质子、重离子、介子等。其中α粒子、β粒子、质子、重离子为带电粒子,γ射线、χ射线、中子、介子为不带电粒子。电离辐射的性质决定了辐射的穿透能力不一。一般电离能力强的辐射较电离能力北的辐射在物质中的穿透能力小。
χ或γ射线是波长很短的电磁波,是光子,不带电,无静止质量。电离作用较小,贯穿本领大。主要引起外照射损伤。对χ或伽玛射线需要用高原子序数的厚金属材料,常用的防护材料有铁、铜、铅、混凝土等。
2. 射线装置的分类原则
根据《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》规定,射线装置按照对人体健康和环境可能造成危害的程度,从高到低分为三类,按照使用用途分为医用射线装置和非医用射线装置。
Ⅰ类::高危险性射线装置,事故时可以使短时间受照射人员产生严重放射损伤,甚至死亡,或对环境造成严重影响;
Ⅱ类:中危险射线装置,事故时可以使受照人员产生较严重放射损伤,大剂量照射甚至会导致死亡;
Ⅲ类:低危险射线装置,事故时一般不会造成受照人员的辐射损伤。
三、辐射剂量限值
1. 剂量限值
剂量限值是指受控实践使个人所受到的有效剂量或剂量当量不得超过的值。
为了保护工作人员和公众的健康,国际辐射防护委员会对辐射剂量制定了辐射防护剂量限值体系,辐射防护剂量限值体系对职业照射和公众照射有明确的剂量限值,详细如下:
对于职业照射:
1)连续5年内的平均有效剂量为20mSv;
2)连续5年中任何一个单一年份中的年有效剂量50mSv,但5年内有效剂量总和不超过100mSv;
3)眼晶体的年当量剂量150mSv;
4)四肢或皮肤的年当量剂量500mSv。
对于公众照射:
1)年有效剂量为1mSv;
2)特殊情况下,连续5年的年平均有效剂量不超过1mSv,其中某一个单一年份中的年有效剂量可为5mSv,但5年内有效剂量总和不超过100mSv;
3)眼晶体的年当量剂量15mSv;
4)四肢或皮肤的年当量剂量50mSv。
2. 辐射量单位:希沃特
国际标准单位是Sievert,标准译名为希沃特,也译为希伏特、西弗(台译),其得名于瑞典生物物理学家RolfMaximilian Sievert,英文简记作Sv,中文简称为希,定义是每公斤(千克)人体组织吸收1焦耳(J),为1希沃特。
希沃特是个非常大的单位,因此,通常使用“毫希沃特”(mSv)、“微希沃特(μSv)”,简称毫希伏、微希伏。1Sv=1000mSv,1mSv=1000μSv
3.辐射剂量限值的安全评价
1)职业照射的剂量限值的安全评价
根据统计,职业性放射工作人员每年所接受的平均有效剂量不超过年限值的1/10,这是因为年有效剂量的分布通常遵从对数正态函数分布,即大多数工作人员受照剂量很低,接近或超过限值的人数很少,其算术平均值为2mSv。
卫生部卫生法制与监督司统计2000年全国放射工作人员19.4万多人,其中接受剂量监督的9.4万人,人均年有效剂量值为1.1mSv。
2)公众照射的剂量限值的安全评价
公众中的个人在日常生活中总会受到各种环境危害,GB4792中把各种类型危险度做比较后发现公众的剂量限值的安全程度是非常高的。
四、辐射如何影响健康
放射性物质及射线在衰变中产生电离辐射。它能破坏人体组织分子和原子间的化学健,可能对人体重要的生化结构与功能产生严重影响。我们身体会尝试修复这些损伤,但有时损伤过于严重或涉及太多组织与脏器,以至不可能修复。而且,身体在自然修复过程中,也可能产生错误。
根据组织权重因数(不同器官或组织对发生辐射随机性效应的不同敏感性),最容易为辐射所伤的身体部分依次为:性腺、肠胃上皮细胞以及生成血细胞的那些骨髓细胞、肺、肝、甲状腺、皮肤及其它组织或器官。
辐射损伤分为急性辐射损伤和慢性辐射损伤,急性辐射主要发生于事故性照射,慢性辐射损伤则主要是针对从事射线工作的专职操作人员。健康受损的程度取决于一个人暴露在辐射中的时间以及辐射的强度。
五、外照射防护三要素
外照射是指来自体外的电离辐射对人体的照射。根据外照射的特点,尽量减少和避免辐射从外部对人体的照射,使人体所受照射不超过规定的剂量限值。
辐射防护三要素:
1. 缩短时间
减少接触辐射源时间,因为人体所受辐射照射的累积剂量和照射时间成正比,时间越长,所受的剂量越多。
2. 增大距离
增大人与辐射源之间的距离,因为人体所受辐射照射剂量和人与放射源之间距离的平方成反比,也就是说距离辐射源越远越好。
3. 设置屏蔽
在人体与辐射源之间设置屏蔽,当缩短时间和增大距离的措施的有效性和方便性受到限制时,设置合适的屏蔽体是有效的防护措施。屏蔽体一般选用原子序数较高、密度较大的物质,如铅、铁、钢等;建筑材料可选用水泥、砖、砂石等,并应有足够的厚度。
在实际工作中,通常将上述三种防护手段组合应用。