凌晨　毛晨

【摘 要】當前，電磁設(shè)備越來越廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中，與此同時放射性污染卻愈發(fā)嚴重。輻射的照射方式分為外照射和內(nèi)照射，其中，時間防護、距離防護和物質(zhì)屏蔽是外照射防護的主要形式。本文首先介紹了放射性同位素和放射源，然后闡述了輻射防護的基本措施，最后分析了防護距離和物質(zhì)屏蔽的計算方法。

【關(guān)鍵詞】電離輻射；放射性；防護計算

中圖分類號：X837 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）17-0038-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.17.018

【Abstract】At present，electromagnetic equipment is more and more widely used in production and life. At the same time， radioactive pollution is becoming more and more serious. Radiation is divided into external and internal radiation. Time protection，distance protection and material shielding are the main forms of external radiation protection. This paper first introduces radioisotopes and radioactive sources， then expounds the basic measures of radiation protection， and finally analyses the calculation method of shielding distance and material shielding.

【Key words】Ionizing radiation；Radioactivity；Protection calculation

隨著科技的快速發(fā)展，人們的生活變得更加便利，同時生活中出現(xiàn)了許多電離輻射源，對人們的正常生活造成嚴重威脅。目前，核能技術(shù)、放射線裝置和反應(yīng)堆的應(yīng)用越來越廣泛，它們會形成大量的電離輻射，如果處理不當，將會對人體造成一定傷害。因此，人們應(yīng)當做好電離輻射環(huán)境監(jiān)測的防護工作，盡量減少輻射對人體造成的危害。

1 放射性同位素和放射源

放射性同位素是指發(fā)生衰變的元素中原子序數(shù)相同而質(zhì)量不同的核素。人工放射性核素是指應(yīng)用反應(yīng)堆中子流和加速器高能帶電粒子流，人工制備的放射性元素。目前，該類型的元素已經(jīng)超過千種，多數(shù)高能級、高源強的放射源，都是通過人工方式合成的。

放射源是指永久密封在容器內(nèi)或者具有嚴密簿層且呈固態(tài)的放射性物質(zhì)，其不包括研究用核反應(yīng)堆、核子動力堆燃料循環(huán)方面的材料。

2 輻射防護的基本措施

2.1 外照射防護形式

2.1.1 時間防護

在相同環(huán)境中，隨著時間的延長，人體受到的照射量不斷變大，兩者成正比。

2.1.2 距離防護

理想狀態(tài)下，人們不需要過多考慮電源介質(zhì)的吸收和散射，在同一方位角，電源的直接照射量與距離的平方呈反比。除了真空環(huán)境外的其它環(huán)境，吸收和散射兩種都時刻存在于不同環(huán)境中，由此可見，在該情況下，隨著電源距離的增加，直接照射量會有所減小，這一特點在許多應(yīng)用中都有所體現(xiàn)，例如，比較常見的智能機器人和監(jiān)測環(huán)境范圍的具體設(shè)定。

2.1.3 物質(zhì)屏蔽

在放射性核素與受照物間可以放置可吸收，或可以削弱輻射強度的物質(zhì)。如果射線物質(zhì)在發(fā)生作用后，可以被吸收或散射，則認為采用的物質(zhì)對射線則能夠起到一定的屏蔽作用。在實際分析過程中，對不同射線，采用的屏蔽方法也會有所不同。針對γ射線和X射線，可以采用原子序數(shù)較高物質(zhì)，完成相應(yīng)的屏蔽操作，比較常見的物質(zhì)有鉛。而對于β射線可以利用低原子序數(shù)物質(zhì)進行屏蔽，常見的物質(zhì)為有機玻璃。對于α射線，基本不需要進行屏蔽處理，但是，需要注意的是，放出該射線的放射性核素，一旦進入到人的體內(nèi)，將會造成較為嚴重的危害。屏蔽中子的難度相對較大，從目前的情況來看，對于中子的屏蔽，可以通過含有氫原子的物質(zhì)實現(xiàn)。

在外照防護過程中，時間防護的目的是盡量減少人體與射線的接觸時間，通過該方式，降低人遭受到的傷害；距離防護則是通過結(jié)合力的方式，加大人與射線間的距離；物質(zhì)屏蔽的要點，是將一種能夠吸收射線的材料放置在人體與放射性源間，通過對其進行應(yīng)用，實現(xiàn)相應(yīng)的屏蔽作用。進行外照防護的目的是確保射線檢測人員在實際工作中，承受的輻射劑量處于國家要求的安全標準以下。

2.2 內(nèi)照射防護

內(nèi)照射防護是指利用一定防護手段，避免放射性物質(zhì)進入人體內(nèi)，對人體造成傷害。內(nèi)照射防護在實際進行過程中的方法是隔離工作區(qū)域、封閉放射性物質(zhì)區(qū)域等。

3 計算防護距離

某工程在運行過程中啟動了放射源Cs-137，銘牌標識活度為200mCi，在實際應(yīng)用過程中，因為操作失誤，導(dǎo)致其從鉛屏蔽罐中滑出，掉落到地面上，在發(fā)生意外后，工廠快速對工程中的工作人員進行了疏散，將6.0m范圍內(nèi)作為檢測區(qū)域。

在實際分析過程中，需要計算出距離該裸源6.0m處空氣吸收劑量率，如果在該過程中，需要設(shè)定控制區(qū)邊界，在該過程中，應(yīng)當將邊界處劑量率為40μGy/h當作限值，然后通過對各項信息內(nèi)容進行應(yīng)用，完成對控制半徑的計算。

以上兩項問題是對放射源進行監(jiān)測過程中經(jīng)?？梢杂龅降?，就是已知放射性活動的某一暴露核素點源，在發(fā)生意外后，從相應(yīng)的屏蔽裝置中滑出，在應(yīng)急監(jiān)測過程中，要對已經(jīng)確定距離的空隙吸收劑量進行計算，然后依據(jù)計算結(jié)果，完成對作業(yè)區(qū)域的劃分，并且要樹立相應(yīng)的警戒范圍，避免工作人員進入到警戒范圍內(nèi)，受到傷害。計算過程如下：

Ci是早期的放射性單位，在具體計算過程中，應(yīng)當將其轉(zhuǎn)換為國際值單位Bq（貝克勒爾），如公式（1）所示。

1Ci=3.7×1010Bq（1）

在實際計算過程中，為了確保最終計算結(jié)果的準確性，應(yīng)當相對該枚Cs-137 的放射活動進行計算，如公式（2）所示。

A=200×10-3×3.7×1010=7.4×109Bq（2）

式中，A表示的為Cs-137放射源活度。

空氣吸收劑量率的計算如公式（3）所示

D=3600（3）

式中，D表示的為γ輻射空氣吸收劑量率，Gy/h；A表示的為發(fā)射源的具體活動，Bq；Γ表示的為γ常數(shù)，Gy·m2Bq-1·S-1；R表示的為計算點與放射源間的具體距離，m。

在具體計算過程中，針對計算時涉及到的內(nèi)容進行檢查，通過查表可知 γ放射源中Cs-137的γ空氣比釋動能率常數(shù)Γ=2.12×10-17（Gy·m2Bq-1·S-1）。在計算過程中，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)帶入到公式（3）中，通過計算可以得到，距離裸源6.0處空隙吸收劑量率約為：1569Gy/h。

邊界處劑量率D=40μGy/h=處的半徑為：R2=3600，通過計算控制，R≈3.76m。

通過上述計算可以確定，距離裸源6.0m處，空氣吸收劑量率約為1569Gy/h，超出本地正常值百余倍，在實際處理過程中，對于控制區(qū)邊界，應(yīng)當采用設(shè)計為一個半徑大小為3.76m的圓。

4 計算物質(zhì)屏蔽

在物質(zhì)屏蔽計算時，以X射線裝置為例進行，在對X射線裝置進行應(yīng)用過程中，應(yīng)當對其運行可能造成的危害充分考慮，避免對人體健康造成嚴重危害，為了實現(xiàn)這一目的，應(yīng)當在房間內(nèi)，安置屏蔽墻，通過對屏蔽墻的應(yīng)用，降低輻射強度，減少輻射對人體造成的傷害。在具體工作中，應(yīng)當先對房間進行測量，在此基礎(chǔ)上，對計墻體的厚度，以及采用的屏蔽材料的厚度進行計算，在該過程中，以鉛元素作為主要材料。X射線源點與受照面間有0.5m的距離，實際照射面積達到了40cm2，X射線裝置的標準如下：識別電壓大小為250kV；工作負荷400mA·min·wk-1；屏蔽墻處于控制區(qū)域內(nèi)，與X射線源點的距離為2.0m；周計量限的具體取值為1mSc·wk-1。在具體計算過程中，投射系數(shù)的計算如式（4）所示。

式中，δ表示的為屏蔽材料投射系數(shù)；H表示的為周劑量限值；W表達為具體工作負荷，mA·min·wk-1；T表示的為居留因子（全居留時，T的取值為1）；U標定為使用因素（充分施工情況下，U的取值為1）。

依據(jù)上文敘述，計算過程中如下：

在問題的實際分析過程中，依據(jù)涉及到的U、T之間的相互轉(zhuǎn)換，最終確定，在計算過程中，底板U值的大小為1，墻壁U值的大小為1，在該情況下，最終確定控制區(qū)域內(nèi)，將T=1，U=1/4作為最終的距離因子。最終工作負荷：W×U×T=1×104mA·min·wK-1，將周劑量值、半徑值都帶入到公式（4）中，最終通過計算可以得到：σ=4×10-7Sv·m2（mA·min）-1，最終通過分析可以確定，如果滲透系數(shù)σ的大小為4×10-7Sv·m2（mA·min）-1，在實際設(shè)計過程中，主屏蔽墻混凝土厚度大小應(yīng)當為41cm，而鉛體的厚度大小則應(yīng)當為0.9cm。

5 結(jié)束語

日常作業(yè)經(jīng)常需要進行防護工作，做好日常防護，對于確保工作人員的人身安全來說意義重大。因此，工作人員應(yīng)當加強對電離輻射監(jiān)測工作的重視程度，輻射監(jiān)測前，應(yīng)當對輻射發(fā)生的幾率進行科學(xué)評估，同時在該過程中還應(yīng)當做好相應(yīng)的預(yù)案，確保發(fā)生輻射時，能夠依據(jù)實際情況，采取制定的應(yīng)急解決方案，能夠在短時間內(nèi)完成相應(yīng)的計算，將輻射事故發(fā)生時幾率降到最低。

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