圖1 輻射對人體的照射途徑
輻射是以波動形式或運動粒子形式向周圍介質(zhì)傳播的能量,是一種能量傳播的方式。輻射分為非電離輻射和電離輻射兩大類。通常輻射防護上關(guān)心的對象就是電離輻射。電離輻射包括高能電磁輻射和粒子輻射,高能電磁輻射指X射線和γ射線產(chǎn)生的輻射;粒子輻射是指中子、α粒子、β粒子、質(zhì)子、重離子等產(chǎn)生的輻射。電離輻射中質(zhì)子、重離子為帶電粒子,X射線、γ射線和中子為非帶電粒子。
對于來自體外的電離輻射即外照射,輻射防護主要關(guān)心穿透力強的γ射線、中子;對于來自體內(nèi)的電離輻射即內(nèi)照射,輻射防護主要關(guān)心射程較短的帶電粒子射線,例如氡-222產(chǎn)生的α粒子,碘-131產(chǎn)生的β粒子(能量大部分沉積在人體)。核電站發(fā)生事故時,泄漏的核輻射主要包括γ射線、中子、α粒子、β粒子等。
表1 人類生活方式與輻射水平的關(guān)系
類型 |
劑量水平(mSv/a) |
看電視每天2小時 |
<0.01 |
夜光表 |
0.02 |
乘飛機2000km |
0.005 |
家用天然氣(局部) |
0.06~0.09 |
假牙(局部) |
0.001 |
吸煙每天20支(“釙彈”) |
0.5~1.0 |
診斷X射線人均年有效劑量 |
0.3 |
CT人均單次年有效劑量 |
8.6 |
火力發(fā)電廠帶來的照射 |
0.005 |
核電站附近 |
0.001-0.02 |
核設(shè)施附近 |
0.001-0.2 |
2.輻射防護中使用的基本物理量
人體受到電離輻射照射, 所受照射大小用劑量描述,根據(jù)射線種類和所需評價受照對象的不同詳細分為:
吸收劑量
吸收劑量是單位質(zhì)量上因輻射照射所沉積的能量,單位為Gy。它是一個基本的物理學(xué)劑量量,是實際可測量的量。
當(dāng)量劑量
由于不同質(zhì)的輻射照射所產(chǎn)生的生物效能的差異,引入輻射權(quán)重因子,吸收劑量與對應(yīng)輻射權(quán)重因子之積就是當(dāng)量劑量,單位為Sv。
表2 常見輻射的輻射權(quán)重因子
輻射種類 |
輻射權(quán)重因子 |
X射線、γ射線、β粒子 |
1 |
α粒子、裂變碎片 |
20 |
中子 (<10keV) |
5 |
中子 (10-100keV) |
10 |
中子 (100keV-2MeV) |
20 |
有效劑量
為了建立輻射劑量與輻射危害之間的關(guān)系,除了考慮不同種類的輻射照射所產(chǎn)生的生物效應(yīng)的差異外,對同一種輻射還需要考慮器官和組織對輻射照射的敏感性不同。為此,引入組織權(quán)重因子,用它和組織當(dāng)量劑量加權(quán)求和來獲得人體所受的有效劑量,單位為Sv。
表3 組織權(quán)重因子
器官或組織 |
組織權(quán)重因子 |
器官或組織 |
組織權(quán)重因子 |
性腺 |
0.08 |
肝 |
0.04 |
骨髓 |
0.12 |
食道 |
0.04 |
結(jié)腸 |
0.12 |
甲狀腺 |
0.04 |
肺 |
0.12 |
皮膚 |
0.01 |
胃 |
0.12 |
骨表面 |
0.01 |
膀胱 |
0.04 |
腦 |
0.01 |
乳腺 |
0.12 |
其余組織 |
0.12 |
3.輻射防護相關(guān)法律法規(guī)
根據(jù)《電離輻射防護與輻射源安全基本標(biāo)準GB 18871-2002》,輻射防護劑量限值體系對職業(yè)照射和公眾照射有明確的劑量限值要求,詳細如下:
對于職業(yè)照射:
連續(xù)5年內(nèi)的平均有效劑量為20mSv;
連續(xù)5年中任何一個單一年份中的年有效劑量50mSv,但5年內(nèi)有效劑量總合不超過100mSv;
眼晶體的年當(dāng)量劑量150mSv;
四肢(手、足)或皮膚的年當(dāng)量劑量500mSv。
對于公眾照射:
年有效劑量為1mSv;
特殊情況下,連續(xù)5年的年平均有效劑量不超過1mSv,其中某一個單一年份中的年有效劑量可為5mSv;
眼晶體的年當(dāng)量劑量 15mSv;
四肢(手、足)或皮膚的年當(dāng)量劑量50mSv。
4.輻射防護基本方法
通過合理的輻射防護和必要的安全管理措施,可有效降低輻射所產(chǎn)生的危害。
4.1外照射防護
外照射是指來自體外的電離輻射對人體的照射,根據(jù)外照射的特點,盡量減少和避免輻射從外部對人體的照射,使人體所受照射不超過規(guī)定的劑量限值。外照射防護方法的要點如下:
1) 縮短時間:減少接觸輻射源時間,因為人體所受輻射照射的累積劑量和照射時間成正比,時間越長,所受的劑量越多。
2) 增大距離:增大人與輻射源之間的距離,因為人體所受輻射照射劑量和人與放射源之間距離的平方成反比,也就是說距離輻射源越遠越好。
3) 設(shè)置屏蔽:在人體和輻射源之間設(shè)置屏蔽,當(dāng)縮短時間和增大距離的措施的有效性和方便性受到限制時,設(shè)置合適的屏蔽體是有效的防護措施。對于γ射線屏蔽,通??刹捎迷有驍?shù)大的物質(zhì)進行屏蔽,如鉛等;對于中子的屏蔽,一般使用含氫、硼材料進行慢化和吸收。
4.2內(nèi)照射防護
核事故時釋放的放射性核素組分復(fù)雜,能通過吸入、食入、皮膚進入體內(nèi),對人類產(chǎn)生危害。當(dāng)核電站產(chǎn)生核泄露時,包括裂變產(chǎn)物放射性碘-131在內(nèi)的放射性核素可能對人類產(chǎn)生較大危害,這主要是由于碘具有濃集在人體甲狀腺的特性,放射性碘-131在甲狀腺濃集后發(fā)射的電子可能造成甲狀腺的嚴重損傷。
針對此,內(nèi)照射防護措施:
1) 在即將處于放射性嚴重污染區(qū)域,在醫(yī)生的指導(dǎo)下服用穩(wěn)定碘片(即碘-127,成分為碘化鉀或碘酸鉀):甲狀腺對碘的吸收是有飽和性的,用沒有放射性的碘-127飽和甲狀腺,以預(yù)防碘-131在甲狀腺的濃集。
2) 采取室內(nèi)隱蔽,關(guān)閉門窗、換氣扇、空調(diào)。防止室外污染物進入室內(nèi),不要使用室外的食物和水源。如需在室外活動,盡量采取全身防護,減少皮膚裸露面積,從室外回來,需要使用肥皂清洗全身。