有关放射性单位换算知识.docx
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有关放射性单位换算知识
有关放射性单位换算知识
一、国际标准（我国执行此标准）1990年
1、 放射性工作人员：
20mSv/年（10Sv/小时）
2、 一般公众人员：
1mSv/年（0.52Sv/小时）
二、单位换算等知识：
1Sv/h=100R/h1nCkg-1/h=4R/h
1R/h=1γ（原核工业找矿习惯用的单位）
放射性活度:
1Ci=3.7×1010Bq=37GBq
1mCi=3.7×107Bq=37MBq
1Ci=3.7×104Bq=37KBq
1Bq=2.703×10-11Ci=27.03pci
照射量:
1R=103mR=106R1R=2.58×10-4Ckg-1
吸收剂量：
1Gy=103mGy=106Gy1Gy=10Orad100rad=1Gy
剂量当量:
1Sv=103mSv=106Sv1Sv=10Orem100rem=1Sv
其他:
1Sv相当于1Gy1克镭=0.97Ci≈1Ci
氡单位:
1Bq/L=0.27em=0.27×10-lOCi/L
三、放射性同位素衰变值的计算：
A=A0e-t=ln2/T1/2T1/2为半衰期Ao己知源强度A是经过时间t后的强度
根据放射性衰变计算表查表计算放射性屏蔽：
不同物质的减少一半和减少到1/10值（cm）
放射源
铅
铁
混凝土
减半
1/10
减半
1/10
减半
1/10
铯-137
0.65
2.2
1.6
5.4
4.9
16.3
铱-192
0.55
1.9
1.3
4.3
4.3
14.0
钴-60
1.10
4.0
2.0
6.7
6.3
20.3
四、放射源与距离的关系：
放射源强度与距离的平方乘反比。
X=A.r/R2A：
点状源的放射性活度；R：
与源的距离；
r：
照射量率常数
注:
Ra-226（t=1608年）r=0.825伦.米2/小时.居里
Cs-137（t=29.9年）r=0.33伦.米2/小时.居里
Co-60（t=5.23年）r=1.32伦.米2/小时.居里
射线安全---有害辐射防护学
总述
外部辐射对生物的影响取决于辐射的类型和能量以及受辐射的程度和时间。
例如，手或脚的局部受辐射可能并不很严重，但是如果整个身体都受辐射的话，结果可能就不止是血液的短期变化这么简单而是致命的伤害。
某种辐射对身体的辐射程度取决于它能否达到关键组织的能力和对此组织造成的电离作用的程。
某些身体组织结构对辐射很敏感，在整体身体都受到辐射的情况下，这些组织结构受辐射伤害的可能性最大。
对辐射较敏感的组织结构包括骨髓，淋巴系统，肠和生长皮层，抵抗力较强的组织有肌肉和神经细胞。
人的精神也要承受辐射方面的影响。
辐射的种类
四种主要的辐射是：
α粒子可以产生很强烈的电离作用，但是它不能穿透皮肤的硬表皮，因此其不会构成外部危险。
但是如果α发射源积累在身体内的某一重要组织结构内的话，它会造成严重的局部损伤。
ß射线进入身体的范围有限，因此，它可能严重灼伤暴露的皮肤和破坏局部的毛发。
Υ射线穿透性特别强，其能在整个身体范围内发生电离作用。
*代表Υ。
中子也有很强的穿透力，同样可以在整个身体范围内发生电离作用。
辐射剂量
许多国家使用国际标准单位制度（SI），人们呼吁在放射学领域采用国际标准单位，加拿大遵守国际标准单位制度，所以这里提到的单位在后面括号内会给出国际标准单位，以增加了解和认识。
伦琴是一个使用很广泛的射线单位，伦琴只使用于X和ß射线以及他们和空气的反应和电离反应。
因为它只适用于空气方面，所以它对健康物理学家测量身体结构对射线的吸收并不是很有用。
1伦琴=2.58x104C/kg空气或1C/Kg =4000R
国际标准单位是-C/Kg
只适用于X和Υ射线
它是个照射剂量的单位
它用来测量空气中的强度
格雷
格雷（Gy）是吸收剂量的国际标准单位，格雷（Gy）用来描述通过各种物质从任何辐射源所吸收的能量。
（原来的单位是拉德Rad）。
Gy单位是1J.kg-1
1Gy= 100rad
1RAD=10mGy
TheSievert西弗特
和Rad单位可以通过下列等式联系起来：
REM=RADxRBE
考虑到电离辐射对人体组织的影响，1Gray的某种辐射与1Gray的另一种辐射对住址造成的伤害程度是不等的，例如1Gray的中子辐射所造成的可能是1GrayX射线或1GrayGamma射线辐射程度的10倍，因此有必要为每种辐射都规定一种品质系数或损伤系数，品质系数乘以吸收量，结果就是这么多吸收量造成的损伤程度，其单位是Sv。
Sv是描述每Gray的吸收量对人身体所造成的生物损伤的单位（原来的单位是Rem）。
Sv单位是1J.kg-1
1Sv=100rem.
相对生物有效性或品质系数（QF）国际标准单位SIunit=（HDF）
正如上面所说的，品质系数因不同的辐射类型而不同，这样我们就可以比较一下他们对身体的相对生物有效性（有时指RBE）。
不同类型的辐射可能给出如下数值：
QF（RBE/HDF）
X和Υ辐射.. . 1
ß辐射 .. ...... 1
α辐射 .. ... .. 20
中子（快） .. . .. 10
贝克勒尔（Bq）
Bq是一个描述放射性同位素的放射性的国际标准单位（原来的单位是居里Curie）。
为了达到稳定状态同位素内的每次分解被认为是一个Bq。
每个居里是指每秒发生3.7x1010次分解，如下：
1居里=3.7x1010Bq而且 1Bq=2.7x1011Ci.
照射量率
一种放射性同位素的具体放射性一般是十亿Bq/gram。
（Curies/gram）
“十亿Bq”用来描述放射性同位素的活动。
（居里）
为了将此术语转化为有含义的术语，可以描述为每小时每Bg每GBq@1M和每Bq的照射量率
Ir192强度=3.835mC/Kg/Hr/Gbq@1M
Ir192强度= 550mR/Hr/Ci@1M
Co60强度= 1350mR/Hr/Ci@1M
Co60强度= 9.414mC/Kg/Hr/Gbq@1M
最大的允许剂量率程度
为了尽量减少辐射对人的损伤，国际辐射防护委员会和其它立法机构一起已经提出了人可以接受的辐射量。
从事原子辐射的工人，辐射量要控制在25mSv/hr（2.5mr/hr），但紧急情况下的瞬间辐射量（1分钟左右）可以控制在3mSv/hr（300mrem/hr），但一年内最大不能超过50mSv。
非从事原子辐射的工人，一年内的量最大量要控制在5mSv。
要强调的是，既然是最大照射量，就一定不能超过，与电离辐射相关的人员要为自己和周围的人员负责，他们要做的包括要在周围竖立栅栏，要研究和熟悉所有和电离辐射相关的安全规范。
照射量一定要控制在最小。
人员保护
对于正在作业的航行器的辐射保护不可能采用在实验室所采用的办法，主要的保护措施是计算出人员和放射源的安全距离，把放射源的能量控制在能有效作业的最低范围内。
为了保证从事辐射作业的人员受辐射不超过允许的最大量，必须采取一些预防措施：
在使用有辐射的设备进行作业时，要保证始终穿着TLD。
要使用合适的照射量检测仪器检测放射区的照射量，竖立栅栏并在照射量降至0.1mSv/hr1.0mSv/hr（10mr/hr）的地点竖立标志。
进行X射线作业时要采取的预防措施：
在进行X射线作业时，以下的措施一定要严格遵守：
高级无损检测专家要确保在指定控制区周围建立了栅栏和警示标志。
指定控制区指辐射量高于1.0mSv/hr（10mr/hr）的区域，安全区域要通过使用合格的测量仪器确定。
从事原子辐射工作的工人避免进入超过25mSv/hr（2.5mr/hr）的区域来达到照射不超过限制的目的。
通过判断受照射时间和利用具有的保护物（如在实验室，站在容器后面）使用ALARA的原理，这样可以使接受的辐射量大大小于所描述的MPD。
在高辐射区，使用“BankingPrinciple”，和其它人员共同承担工作，把每个人所接受的辐射量控制在少于1mSv/周（100mR/周）。
一般性工人不能超过0.1mSv/周.（10mR/周）
在预制厂，管线和电厂等地方，一定要检查是否有人员在，如在钢管内，有些设备和机器内等。
在门口和入口处要设立障碍和标志。
（不要忘了监督）
除了正在使用的胶片外，其它所有胶片的存放要远离电离辐射。
存放X射线的装置或同位素容器，如果其需要电力线，必须接地，但不能接在飞行器或悬空的构筑物上。
在操作连接有电力线的设备时要特别小心。
身体组织结构
工作期间成人最大允许照射量
公众最大容许照射量
性腺，红骨髓
5rem/年 50mSv/年
0.5rem/年 5mSv/年
皮肤，骨甲状腺
30rem/年 300mSv/年
3rem/年 30mSv/年
手，踝，前臂，脚
75rem/年 750mSv/年
7.5rem/年 75mSv/年
其它单个器官
15rem/年 150mSv/年
1.5rem/年 15mSv/年
在进行X射线操作时要采取的预防措施
控制面板的放置，电线要处于完全展开的状态，具体如下：
两头最好是在无方向管头的有用射线后。
使用360度发射器时，沿纵轴方向连接到射线管的电缆端部。
辐射初始时检查控制板周围辐射级别的高级无损检测专家要确保控制板放置在正确的位置。
在要求辐射量尽量小的地方安装遮板或准直仪。
NDT人员要穿能保护身体前测的TLD衣服，在腰到肩膀之间不能有任何珠宝饰物等。
FilmBadges胶片或射成计算器
所有从事电离辐射工作的工人一定要佩戴辐射徽章，这个徽章的目的是记录佩带者所接受的累积辐射量。
每个徽章上的胶片就进行了单独编号而且只能由本人佩戴，佩带者所接受的任何辐射都被此胶片记录了下来，然后根据此胶片的黑度来判断总辐射量。
放置胶片的装置的设计使胶片分成很多小部分，每个部分通过与胶片相互作用的敞开的窗口接受辐射。
前窗是开着的，后窗的标志是其中间有横条。
几种不同的过滤器如下：
（1） 两个塑料过滤器，大约为300mg/cm2和50mg/cm2（b射线）,
（2） 硬铝,1mm厚,（X和Υ射线）
（3） 合成过滤器，0.7mm的锡和0,3mm的铅（高能量的Gamma）。
硬铝过滤器和合成过滤器通过胶片计算接受到的X或Υ能量。
（4） 0.7mm的铬，下面是0.3mm的铅（慢中子）
（5） 铟条（快中子）
这种胶片式射成剂量计的缺点是不能及时报告所接受的辐射，一般情况下这不是什么问题，但是如果因为保护装置的故障或技术的问题而接受到大量辐射时，可能在几周时间都没有检测到。
热发光剂量计（TLDs）
这种测量放射量的方法是把活性氧化锂粉或盘片或其它片状物密封在和上面提到的放置胶片的装置相似的装置中，活性氧化锂粉能通过吸收辐射而保留辐射状况，其原理与胶片或剂量计很相似。
当把放射量测定器带回到检测中心后，活性氧化锂粉在严格控制的条件下进行加热，其储存的能量通过可见光释放出来，发出光的剂量和吸收的辐射量是成比例的。
这种光热放射量测定器的优点有：
其能准确地测量放射量相差很大的辐射，这种测量器的反应只和吸收的能量有关，不像胶片式的测量器其程序都不能变化。
这种测量器的辐射能量可以通过适当的曝光表的读数推算出来。
随着这种装置中的能量通过光释放后，其可以进行再使用。
切记一定要保证这种活性氧化锂粉或盘片或其它片状物不受污染，不能沾油和灰尘等物。
石英纤维放射量测定器
在测定Υ辐射时，个人辐射剂量计和TLD一起使用。
这种辐射剂量计由一个带有绝缘器的管状物，绝缘体上附有镍铜线圈电极和一个相似的金属包裹的石英纤维线圈。
他们固定在两头，但是石英纤维线圈可以向前移动且可以和电线圈相分离的。
管的头部和中间各有一镜头，上面刻有适当的刻度，通过这两个镜头可以观察放大的石英纤维图。
装置的另一头有一弹簧拴，其受压时可以和镍铜电线端部接触。
当其被压下且给弹簧栓通电时，纤维便充了电，由于排斥力而脱离电线。
通电的电压大小决定其移动的距离。
当处于完全充电状态时，纤维会处于0刻度状态（大约为200伏特时）。
在充电端，有一可移动的膜片盖帽，其可以和封闭仪器分开，防止与充电栓误接触。
操作
所充的电通过穿透电离段（下一级镜头和绝缘器之间的区域）的Gamma射线传导，使空气部分导电。
这样会使电线的电压下降，纤维会朝电线移动。
纤维从0刻度地方开始移动，说明放电量，因此可以推导出仪器所接受辐射的数量。
范围
高达1r
剂量计
因为其反应是即刻的，刻度一定要校准。
在有安全要求的地方，一个好的剂量仪可能是最重要的工具了，每个射线人员都应该各有一个剂量仪。
在使用前，剂量仪要在已知辐射情况的环境下校准其准确性，每年要进行重新校准，而且在修理、从仓库中拿出或从厂家拿到后都要进行重新校准。
记录测试和结果。
测量范围要能达到100mSv/hr，在±20%真实放射量内，精确范围从20mSv/hr到10mSv/hr。
此仪器应该具备电池检查功能。
辐射探测的原则
介绍
电离辐射不像光和热能感觉到，因此有必要有种仪器能检测不同类型辐射的存在和辐射量，这些辐射可能是放射性物质、X射线机、粒子加速器和原子反应堆发出的。
测量的目的
辐射量测量仪器的使用有很多目的，他们可以被分成以下几类：
A. 实验室用来测量某种辐射的放射能力，检测样品的放射性的实验室用器皿。
B.用来测量某一幅射区域的辐射程度的勘测仪器。
C.个人用来测量接受的累积辐射量。
测量方法
辐射测量的原理有很多种，下面的几种是最重要和最常使用的几种：
1. 离子的电收集
2. 成像探测
3. 通过晶体的发光
4. 化学分解
5. 发光和热度发光探测器
6. 量热探测器
7. 中子剂量学反冲和原子反应
电子收集离子法
基于离子收集原理的放射探测仪器是使用最普遍的，最主要的有：
1. 离子化探测器
2. 比例计数器
3. 盖格计数器
电离室探测器
辐射和气体反应生成了离子。
离子最终还是要重组的，但是如果此时周围有电流的话，离子会被吸附到充电端的表层，这就是电离室的原理。
电离室探测器其实就是一个圆柱电离室，装有中心电极和填充了气体，一般情况下空气处于编著温度和压力。
当在外壳和中心电极之间通电时，其可以导致适当的离子被吸附到充电层的表面并产生一股电流。
当电压增加时，电离不会进行重组，直到所有产生的离子都被电极收集才开始重组。
在饱和电流区，电压会使得探测器开始运转。
通过对通过电离室的电流的测量可以按比例推导出电离的比例，因此可以算出辐射强度。
电离室探测器的工作电压一般在60到300伏特之间，其主要取决于电离室的大小和填充的气体。
因为只测量首次产生的电离，所以采用这种原理的仪器敏感度很低。
由于同样的原因，他们只使用在高辐射区。
这种仪器也不容易区分几种类型的辐射。
比例计数器
如果电压超过了达到饱和电流的电压，这样正在朝电极移动的离子有足够的能量进行第二次电离，这样离子数量就大大增加。
通过初次辐射，每个离子形成了两个离子，这样到达电极的离子数量就要大的多。
这种现象被称为气体扩大。
电压的增加，引起气体扩大，其会影响仪器所记录的脉冲；如果电压保持不变，一定比例的电压就形成一定比例的离子。
脉冲的大小可以显示脉冲差，因此可以说明辐射的类型。
例如，能产生强烈电离的α粒子所产生的脉冲就要比只能产生少许离子的Υ射线所产生的脉冲大的多。
气体室中发生作用的区域被称为比例区。
对于比例计算器来说，气体扩大系数有时可以高到106。
比例计算器的敏感度很高，而且能测的范围也很大。
这种仪器非常适合区分α和ß粒子。
商用计算器填充的是氩或甲烷或者两者的混合气体，虽然有时也使用空气，其工作电压从500到5000伏特不等。
盖格计数器
随着电压的进一步增加，气体扩大因数也会急剧增加，这样会在电离室阳极处造成电子雪崩。
脉冲的高度系数是和具体的起始粒子或光子的电离相对独立的，此反应区域被称为盖格区。
气体扩大系数可以高达10°，此仪器的敏感度非常高，所以甚至可以检测哪怕是生成一个离子对的辐射，也是因为它的这个特点，它无法区分不同能量的辐射。
在盖格管的阴极处的阳离子放电过程中，可能会发生二次辐射。
其可导致二次脉冲或者在管中形成连续的释放。
这种现象可以通过很多方法来避免其发生。
盖格管一般填充的是惰性气体，如0.1的氩或氦。
为了防止探测到其它粒子，盖格管一旦释放完要对其进行猝熄。
可以通过电路进行猝熄，此电路可以在发生释放时导走高电压。
现在使用的自猝熄管，是在填充有氩的计算器中放进自猝熄气体。
对于较大的管子来说，使用的是象乙醇这样的气体。
人们发现.卤素是非常好的猝熄气体，因为它的寿命很长。
因为猝熄的原因，G-M管在每次脉冲后的很短一段时间内是不起作用的。
个人放射量测定
个人用的放射量测定器一般包括一个探测器和探测器的支架，放射量探测器最好有以下这些特点：
（a） 对辐射超过期望值或是可以接受的均能有反应。
（b） 对超标的辐射反应小。
（c） 所记录剂量的缓慢减弱
（d） 能累积在一段时间所接受的辐射量
（e） 可以通过邮寄运送，不易拆开
（f）具有证明
（g） 对意外射入辐射和其它环境参数，如湿度、温度、照明、化学、电磁和声音的反应小。
（h） 迅速确定放射量
优点
1. 读数范围很大，从几微西弗特到10西弗特。
2. 可以重复使用。
3. 可能在15分钟内就可以读出读数。
缺点
1. 精确度在0.1msv以下
2. 对油脂和灰尘很敏感。
3. 不能直接显示被辐射物质污染的信息。
电离辐射对生物的影响
对辐射有反应的组织
1）造血器官－骨髓，脾脏等
2）生殖腺－性腺
3）其它组织－肝脏，眼睛的晶体
抗辐射组织
1）结缔组织、腱、韧带
2）肌肉
3）脂肪
4）骨头
5）神经，脑
影响生物损伤程度的因素
1）吸收辐射的总剂量
2）辐射的类型
3）吸收率
4）受辐射的区域
5）个体变异性
6）细胞及组织的相对敏感性
受辐射影响的几种后果：
1）表层组织的灼伤
2）对身体造成伤害，尤其对血液和造血器官
3）引发恶性肿瘤
4）损害生育能力，白内障，减少寿命
5）影响基因
6）全身强烈辐射的早期影响
潜伏期
潜伏期是在受到辐射后而影响症状还没有明显表现出来的一段时间，在受到辐射后有一段恢复期，恢复期能使其影响恢复到一定程度，这种情况对急性效应的辐射来说很明显；是长期效应的基础。
影响分类
急性效应
在几分钟，几天或几周就出现
慢性效应
几年或几代后才出现
躯体效应
指给所涉及的人带来的辐射致伤，而不是对再生细胞
遗传效应
指可以伤害染色体的辐射，会影响尚未出生的孩子
注：
慢性遗传效应可能由非常低的照射量造成，而因其造成的后果会发生在很长时间以后。
强烈辐射量对身体的可能影响
照射量
影响
0-25rem
无明显影响
25-50rem
可能有血液变化，但是没有损伤
50-100rem
血细胞变化，部分伤害，无真正致残
100-200rem
明显的受伤，可能致残
200-400rem
受伤，致残和可能死亡
500rem
50％死亡
600+rem
死亡
辐射警示符号
辐射警示应该设立在明显的地方
辐射警示的颜色应该为黑色或深红色，背景为黄色
在图上注明符号的大小
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