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辐射及其防护基本知识

  
评论: 更新日期:2011年04月28日

  值得一提的是很多工业产品,例如:各种夜光钟表、指南针、发光标志、烟火报警器等都带有不同数量的放射性物质,但其量是比较少的。如夜光表上的放射性活度,如用氚时可达5毫居里, 用钷-147(147Pm)时可达100微居里,用镭-226(226Ra)时可达0.1微居里。并有规定最大携带量可分别增加到上述数值的1.5倍。估计,当手表中含镭-2260.1微居里时,佩戴者产生的性腺剂量率男性为每年7毫雷姆,女性为每年6.5毫雷姆,虽然多使用氚来替代镭-226,消除了外照射,但有些氚可能会从表里逸出引起内照射,每年可产生0.5毫雷姆左右的全身照射,相当于职业性放射性工作人员年容许剂量的万分之一。

 

  3、环境污染:环境中的人工辐射源主要来自核爆炸的沉降物,落下灰中的放射性核素有200余种,如锶、铯、钇、锆、铌、铑、钷、铈、钌、钡、碳等,以锶-90(90Sr)和铯-137(137Cs)为最显著,因为90Sr137Cs14C的半衰期长,对环境有远期影响,其次是核工业排放的“三废”。核爆炸造成的环境污染是世界性的。不完全统计前苏联和美国共进行过700多次核武器试验,其中300多次是在大气层中进行的,注入高空平流层的90Sr估算可达14.8百万居里(5.5×1017贝可)。核试验分为空爆、地爆(水面)、地下(水下)三种,空中和地面爆炸烟云大,可形成全球性的沉降。地面爆炸形成的蘑菇云向上升腾时,可携带大量地面物质(500万吨级的可携带200万吨的地面物质),这些地面物质在高温火球中被烧熔、气化后,大的颗粒由于地球引力作用,沿着下风向沉降在爆心几百公里的范围内(约占落下灰总量的60-80%)。较小的气熔胶颗粒进入对流层(1.3-2.0万米)和平流层(1.8-2.5万米),数年间逐渐返回地面,造成全球性的沉降,引起放射性污染,致使人类照射量增加。

 

  1980年年底前大气层核试验产生的放射性核素对人类的剂量负担(μGy)

 

 

 

  核武器试验释放大量的90Sr和137Cs等随爆炸的落下灰到达地面,最终通过食物链进入人体。美国原子能委员会保健和安全试验室给出了1964年美国公众日常饮食中,从各种食物中摄入90Sr的量。见下表:

 

 

食 物 种 类

 

 

90Sr的日摄入量

Bq

%

     

574

47.7

面粉和谷物

270

22.4

   

59

4.9

   

122

10.1

     

85

7.1

肉、鱼和蛋

37

3.1

56

4.7

     

1203

100

 

  核工业的环境污染主要是在核燃料的生产、加工、核反应堆运行和核燃料后处理等过程中形成的,其中有正常情况下的废物排放,也有事故状态下放射性物质的外逸。受照者主要是核企业职工和附近地区居民。就世界而言,到目前为止,放射性物质对环境污染还未在世界范围内超过规定的容许水平。由于核电站等工业设施从规划、设计、建设都很重视辐射的安全防护和包括运行在内的严格管理,所以从其运行史来看它是一个安全水平较高的工业。在正常情况下它对环境的污染不像某些工业那样严重。但如不采取严格的防护措施,一旦发生事故,将对环境造成严重的后果。

 

  1986年4月26日乌克兰境内的切尔诺贝利核电站发生了世界核电史上最严重的灾难性爆炸。该电站共有4座核反应堆(属于RBKM-1000型压力管式石墨慢化沸水堆)事故原因是由于人为误操作,冷却水中断,堆芯失水后采取紧急注水措施,反而使过热的蒸汽与氢气、石墨、熔化燃料元件发生反应产生猛烈爆炸,引起大火。反应堆厂房被炸毁,烈火达几十米高,大量放射性物质因热效应升腾到1Km高后水平流动。前苏联当局调动了3000架次飞机投下5000多吨沙子、硼、铅、白云石等封住反应堆喷火口。事故将大量的放射性物质(1019Bq)送入大气,事故疏散了13.5万居民,使203人受到急性放射损伤,已有30多人死亡,使欧洲及北半球各国都受到不同程度的污染。虽然事故释放物涉及多种放射性元素,但从放射学观点看只有二种碘(短期内)和铯(长期内)是特别重要的。释放的碘-131约1018Bq,在吸入或食用牛奶制品等污染食物后,碘主要被甲状腺吸收,它的短程β粒子从内部照射甲状腺体。通过在几周内禁止消费受污染的食物或服用少量非放射性碘进行预防性保护甲状腺等方法,防止了更多人甲状腺受到辐射照射。释放的铯约1017Bq,它沉降在广阔的区域。若干年后人们依然担惊受怕。但是,尽管有数千平方公里的区域内有污染,实际多数地方由污染引起的辐射剂量低于世界许多地方的自然本底辐射水平。这次事故长期效应只有在对若干大型人群的统计流行病学性质进行长期研究后才能得出。在长期效应中,甲状腺效应只是一种特殊效应。十多年研究表明,甲状腺效应是明确的,但也很难将具体的某一个人归因于辐射照射。而更长期的效应,到目前为止,尚没有证据说明除甲状腺癌外的其它恶性肿瘤发病率有任何增加或证明存在可归根于该事故所致辐射照射引起的遗传效应。这主要是因为这些人接受的剂量较小,科学家们认为:在低剂量下辐射引起恶性肿瘤和遗传效应的风险是非常小的,而且由于这些效应在人群中的自然发病率相对较高,所以检测不出这些效应就是自然的。

 

  综上所述,在现今社会里人工辐射源应用越来越多,在放射性同位素应用上更加广泛,特别是各种仪器仪表上,如测厚仪、探伤仪、液位计等等。个别事故也有发生,其影响大小取决于放射性活度、照射量、吸收剂量、剂量当量的大小。这就是说:即便是很小的放射源,但其放射性活度较大,且对人体照射距离较近、时间较长同样能受到伤害。同一个放射源如果照射距离较远、时间较短就不能受到伤害。更不能和核电站的恶性事故或核武器爆炸相提并论,这好比一杯(例0.5公斤)汽油与一罐(例100吨)汽油爆燃后都能对人体造成严重伤害,但其伤害范围就大不相同。如一个供电30万千瓦的电厂,用核能发电,若供电三年,一次装卸料需40吨低浓度的二氧化铀(Uo2,其中含235U为3%,含238U为97%)而我们在仪器仪表上使用的放射源要以克、毫克、微克来计。

 

  九、辐射防护的目的、标准是什么?

 

  ㈠、辐射防护的目的

 

  放射防护的目的就是保障放射工作人员和公众及其子孙后代的健康与安全,保护环境,促进核科学技术、核能和其它辐射应用事业的发展。所关心的是:既要保护从事放射性工作者个人及他们的后代及全人类的安全,又要允许进行那些可能产生辐射的必要活动。具体地说辐射防护的目的有三个:

 

  第一:防止有害的确定性效应(非随机性效应)的发生。如影响视力的眼晶体混浊的阈剂量当量在15希(Sv)以上,为保护视力,防止这一确定性效应的发生,就要保证工作人员眼晶体的终身累积剂量当量不超过15Sv等等。

 

  第二:限制随机性效应的发生率,使其达到被认为可以接受的水平。例如随机性效应的主要表现是诱发癌症和严重的遗传性疾患,但癌症和严重的遗传性疾患在人类群体中尚有一个自然发生率,在统计数值上有升有降。因此有人认为辐射防护的目的是使由于人为原因引起的辐射所带来的各种恶性疾患的发生率,小到能被自然发生率的统计涨落所掩盖即可。

 

  第三:消除各种不必要的照射。

 

  ㈡、辐射防护标准

 

  国际放射防护委员会在建议书中提出了四种防护标准,简单概括如下:

 

  ⑴、基本限值:基本限值应用于职业性放射性工作人员和公众个人接受的剂量,在群体照射情况下,则是应用于关键人群组的成员所受到的平均剂量。

 

  ⑵、导出限值:包括年摄入量限值和表面污染控制水平,这些限值是根据一定模式从基本限值推导出来的。

 

  ⑶医疗照射指导水平:它是为了使医疗照射做到防护最优化,使在获得足够的诊断信息情况下,尽量降低受检者剂量。

 

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