辐射及其安全防护.ppt

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2023/5/15,1,工业卫生电子教案,主讲人：

裴晓东2008年4月16日,电话：

13776773183Email：

2023/5/15,2,主要参考书,采矿工业卫生学，王秉权编，中国矿业大学出版社，1991年8月；工业卫生与职业病学，王世俊主编，化学工业出版社，1990年；煤矿安全手册第12篇：

矿山救护；第13篇：

工业卫生及劳动保护，赵全福等主编，煤炭工业出版社，1991年；工业防毒技术，袁昌明等编著，冶金工业出版社，2006年6月第1版；工业卫生讲义，左树勋编，2002年8月；,2023/5/15,3,7.1辐射概述7.2电离辐射7.3辐射伤害及其安全防护7.4非电离辐射的安全防护,第7讲辐射及其安全防护,2023/5/15,4,7.1辐射概述,辐射是自然界中的一种普遍现象，可以说我们时刻都处在辐射环境中，这些辐射包括：

1、来自太阳的红外辐射、紫外辐射；这种辐射经过大气层、特别是臭氧层的吸收和阻挡，对人类已影响不大，但也会构成一定危害；臭氧层的破坏，已对人类的生存构成威胁；2、来自宇宙空间的宇宙射线、射线；有时会对人类的活动（如通讯）产生影响；3、地壳中各种放射性元素产生的本底辐射；局部地区会超标，如广东阳江地区；4、人类活动产生的各种电磁波辐射；如各类无线电信号、家用微波炉、电磁灶等；,2023/5/15,5,辐射防护研究的主要是工业生产环境中辐射强度或剂量超过卫生标准，产生健康危害的辐射；从卫生防护角度研究辐射，一般是按其对人体的伤害机理（生物学作用机理）不同，将其分为两大类，即电离辐射和非电离辐射；物理学中（波粒二相性），根据粒子的能量大小进行划分：

E12eV电离辐射（放射性辐射）E12eV非电离辐射（电磁辐射）,2023/5/15,6,7.2电离辐射,电离辐射也称为放射性辐射，是一种有足够能量使电子离开原子所产生的辐射；介绍一下我国放射性辐射危害的概况从行业来看，放射性危害主要是核工业的铀矿开采、加工、提纯等生产过程；实际的危害面要远远大于这些许多不是开采铀的矿山，如金属矿、煤矿、化工建材矿等，也有严重的放射性辐射危害的问题；矿山井下的放射性辐射危害主要是氡的危害；氡是一种惰性气体，无色无味，对人的危害是一个缓慢过程，没有专用的仪器很难发现它的存在，直到1924年，人类才第一次用仪器测出井下空气中氡的浓度；是在一些非铀矿山出现严重的矿工肺癌后才开始重视的；,7.2.1前言,2023/5/15,7,云南个旧锡矿和湖南的香花岭锡矿，是我国受放射性辐射危害最严重的矿井；如个旧锡矿，2000多人死于肺癌，超过总人数的5，高发病率持续多年；当时冶金部曾对所属的矿山进行过调查，井下氡的浓度超过国家卫生标准的矿山多达1/3，平均浓度是国标允许浓度的51.3倍，局部地区超过上百倍，受害人数可想而知；煤矿也有伴生铀的可能，如新疆；放射性衰变及其种类自然界中有一些元素的原子核能自发地发生变化，这类元素称为放射性元素；,2023/5/15,8,放射性衰变及其种类（续）放射性元素的原子核是不稳定的，可由一种元素的原子核蜕变曾另一种元素的原子核，同时释放出某种射线，这种现象称为放射性衰变；根据衰变时释放的射线不同，放射性衰变可分为衰变和衰变两种；可释放出射线、射线或射线；对人体造成伤害的机理和能力是不同的；防范措施也有一定的差异；,2023/5/15,9,7.2电离辐射（续）,不稳定的核自发地放出粒子而变成另一种核叫衰变；粒子是带正电的高能粒子（氦原子核），由两个中子和两个质子组成，带两个正电荷；射线的强电离作用它所到之处很容易引起电离，这种强电离作用对人体内组织的破坏能力很大，长期作用能引起组织伤害甚至导致癌症的发生；,7.2.2衰变和辐射,1、衰变,2023/5/15,10,射线的低穿透性粒子流即射线也即辐射，它在穿过介质后迅速失去能量，不能穿透很远；在空气中的射程只有几厘米，一张薄纸就能挡住它；射线特点电离能力强（48MeV），穿透能力差，主要是内照射伤害；,2、衰变,衰变时放出的粒子实际上就是电子；,2023/5/15,11,射线特点电离能力比射线小（0.014MeV）；穿透能力比射线强，能穿透皮肤组织约1cm深，一旦进入体内引起的放射性危害更大；内外照射均可产生伤害；粒子能被体外衣服消减或阻挡，一张几毫米厚的铝箔可完全将其阻挡，防护上较为容易；,3、射线,射线是伴随、衰变放出的一种波长很短的电磁波，即上面公式中的E；射线具有很强的穿透力；,2023/5/15,12,射线特点穿透能力强，能轻易穿透人的身体，对人体造成危害；1m以上厚度的混凝土能有效地阻挡射线；电离能力弱，主要是外照射伤害；,4、X射线,X线是德国物理学家伦琴威廉康拉德于1895年11月8日发现的；X射线是带电粒子与物质交互作用产生的高能光量子；应用成千上万台X射线机在日常中被运用于医学和工业上；X射线也被用于癌症治疗中破坏癌变细胞；X射线是人造辐射的最大来源；,2023/5/15,13,7.2电离辐射（续）,表示某种放射性元素在单位时间内可能发生衰变的几率；值越大则表明该种放射性元素越不稳定；对某一种放射性元素，是一个常量，它不受外界物理的或化学的作用而改变；单位为S1；例如，在1013个镭原子中每秒钟将会有138个原子发生衰变，即相当于每个镭原子每秒有1.381011发生衰变的可能，即镭的衰变常数1.381011s1；氡原子的衰变常数为2.1106s1，表明在107个氡原子中每秒钟将会有21个原子衰变；放射性元素氡的不稳定程度远大于镭；,7.2.3辐射单位,1、衰变常数,2023/5/15,14,放射性原子核数因衰变而减少到原来一半所需的时间叫半衰期，记作T1/2；,2、平均寿命1,3、半衰期T12,例如：

U238半衰期是4.51109年，Th232的半衰期是1.391010年，Po212的半衰期只有3.0107秒（稍纵即逝）；,2023/5/15,15,单位时间内放射性核素衰变的多少称之为放射性强度；国际单位制以“1衰变秒”做单位，称为贝克勒尔（Bq）；非国际单位制中常以居里为单位其关系为3.71010Bq1Ci（居里，老单位）；Bq（Becquerel），法国科学家，1903年与居里夫妇合得诺贝尔物理奖；1Ci1克镭的放射性强度；放射性强度在实际应用中，常根据放射性物质的形态不同，采用不同的表示方式对固体，国际单位制为Bqkg；对分散在液态和气态中的放射性物质，国际单位制为Bqm3；,4、放射性强度I,2023/5/15,16,放射线照射物体时，其全部或部分能量传给受照射物体而使其接受电离辐射的能量叫吸收剂量；吸收剂量规定为每千克物体接受1焦耳能量时称为1戈瑞，记做Gy；1Gy1Jkg100rad（拉德，老单位）同样的照射剂量对不同组织在不同条件下作用效果是不一样的，还与射线种类和照射方式（内照射、外照射）有关；在实际应用中，用剂量当量表示，单位是希（沃特），用Sv表示；1Sv1Jkg100rem（雷姆，老单位）吸收剂量是物理学量，而剂量当量则考虑了生物效应；一般事故辐射用吸收剂量，而防护标准则用剂量当量；,5、吸收剂量和剂量当量的概念,2023/5/15,17,7.3辐射伤害及其安全防护,电离辐射能引起细胞化学平衡的改变，某些改变会引起癌变；电离辐射还能引起体内细胞中遗传物质DNA的损伤，这种影响甚至可能传到下一代，导致新生一代畸形，先天性白血病等；在大剂量辐射的照射下，也可能在几小时或几天内引起病变，直至死亡；切尔诺贝利核泄漏事故,2023/5/15,18,7.3辐射伤害及其安全防护（续）,外照射主要是指射线的辐射；只有当工作场所有足够数量的放射性物质及放射性强度时才构成对人的外照射危害；放射性物质的开采、加工、提纯、贮存等工作场所，辐射可能达到危险的强度，外照射强度很大，应加强监测和防护工作；在各种各样的放射性事故中，辐射可能达到危险的强度，根据吸收剂量多少，外照射伤害可分为急性和慢性两种；,7.3.1外照射的伤害及防护,2023/5/15,19,急性外照射放射病是短时间内大剂量电离辐射作用于人体而引起的全身性疾病；一次照射超过1Gy，就可引起此病；发生：

大剂量的照射一般由事故或是特别的医疗过程所造成；战时的原子武器袭击造成的核辐射和沾染区的放射辐射都可引起此病；平时的核反应堆及放射治疗设备的意外事故也会引起；危害：

大剂量的急性照射能引起立即损伤，并产生慢性损伤；如大面积出血、细菌感染、贫血、内分泌失调等，后期效应可能引起白内障、癌症、DNA变异；极端剂量能在很短的时间内导致死亡；,1、急性外照射放射病,2023/5/15,20,伤害机理：

主要是射线对人体组织的强电离作用，射线、X射线及中子流等辐射施加于人体的脱氧核糖核酸、蛋白酶等大分子上，引起电离和激发，造成分子变性和结构破坏；间接作用是人体内的水分子在电离辐射下发生电离及激发，产生电离产物OH和HO2自由基，这些自由基具有强氧化性，能与细胞内的有机化合物作用而引起细胞变性；根据受照剂量的大小，急性放射病分为造血型、肠型、脑型三大类型：

造血型受照剂量在l8Gy，出现以造血系统损伤为主的放射病；肠型受到8Gy以上剂量照射后，出现以消化道症状为主的肠型急性放射病；,2023/5/15,21,脑型当剂量增大至50Gy以上，则出现以脑损伤为主的脑型急性放射病；在和平环境中的急性放射病主要是造血性，轻者可自行康复，重者则导致造血功能障碍放射性白血病；肠型、脑型仅见于核武器袭击，如广岛、长崎的受害者绝大多数死于脑型急性放射病；,2、慢性外照射放射病,慢性外照射放射病长时间，超剂量（卫生标准）的射线体外照射引起的疾病；机体在较长时间内，受到超剂量的X射线、射线或中子的体外照射，当累积剂量达一定时，将引起慢性放射性全身症状；,2023/5/15,22,特点：

并不造成立即伤害，而是可能变成非正常细胞，甚至发展为癌变细胞，最终导致癌症发病率大大增加；（潜伏期长）例如，因小剂量照射引起的白血病，从受照到发病的潜伏期约为二年，肿瘤潜伏期为五年；可能受害人员：

从事放射性透视工作的医护人员；核能工业的有关人员；除意外事故外，一般都是防护不当造成的；（对其危害性认识不够，不严格执行防护规定）,2023/5/15,23,如果经常受到超过允许剂量38倍的射线的全身照射时，持续23年后受照人员健康将恶化，临床症状表现为：

（1）早期主要出现倦怠、头昏、头痛、心悸气短、失眠、记忆不佳等神经衰弱症候群；

（2）内分泌变化男性可有阳萎、性欲减退、精子不成熟等症状；女性可有月经不调、经期延长或缩短、痛经、闭经；（3）少数病人可有视力减退、视物模糊，眼睑干燥现象；（4）出血症状多见于牙龈，其次是鼻衄，皮肤及粘膜有出血点、紫癜等出血倾向的表现；（5）毛发脱落、牙齿松动，皮肤褶皱增多、早老早衰等也属常见；免疫机能降低，易患感冒等；,2023/5/15,24,最重要的预防方法是避免累计剂量和瞬时照射剂量超过标准；,3、外照射的防护,凡有上述任何症状并正在从事放射性工作的人员应立即调离有辐射源的工作地点并予以对症治疗；,2023/5/15,25,

（1）严格执行防护标准1960年制订的放射性工作卫生防护暂行规定；1974年新的国家标准放射防护规定（GBJ-8-74）；1978年卫生部制定的医用诊断X线卫生防护规定（试行）；

（2）根据外辐射的特点，制定相应的防护措施外照射的特点是：

接近辐射源会受到照射，离开辐射源就少受照射或不受照射，用屏蔽物阻挡，能避免或减少所受的照射；因此外照射的防护可以采取时间、距离、屏蔽三个方面的防护措施；,2023/5/15,26,时间防护外照射累积剂量与被照射的时间成正比；在不影响工作的原则下，应尽可能减少受照时间，如果一个人操作时间太长，可以由数人轮流操作，以减少受照剂量；距离防护点状辐射源所产生的辐射强度与距离平方成反比；应使操作人员尽可能远离辐射源，即使离辐射源稍远一点，也可以使受到的照射剂量显著减少；实际工作中常使用远距离操作器械，如机械手、自动化设备或遥控装置等，是实现距离防护的有效途径；,2023/5/15,27,屏蔽防护射线通过物质后其强度会被减弱，则可在辐射源与工作人员之间放上屏蔽物，以减少或消除射线的照射；根据防护要求的不同，屏蔽物可以是固定式的，也可以是移动式的；根据射线种类的不同，可以选择不同的材料做屏蔽物；防射线和X射线可用铅、铁、水泥、砖、石、铅玻璃等；防射线可用铝、玻璃、有机玻璃等；防中子辐射可用石腊、硼酸、水等；,2023/5/15,28,7.3辐射伤害及其安全防护（续）,内照射主要指吸入具有辐射能的放射性微粒后，在体内对组织、器官施加的辐射；主要是指氡及氡子体当空气中的氡随着呼吸进入肺部时，如果在此期间没有发生衰变，氡将和氮气一样随着呼气排出体外，对人体无任何影响；一旦在肺部发生了衰变，氡的后面四代子体由于寿命很短将在短时间内迅速衰变，这些进入深部呼吸道的氡子体，在衰变过程中放出射程只有几厘米的射线人体内部组织长期接受辐射，将导致细胞的变异，最常见的就是诱发矿工职业性肺癌；,7.3.2内照射的伤害及防护,2023/5/15,29,氡子体是离子态的原子微粒，但它有很强的附着能力，能牢固地粘附在任何物体的表面，如巷道壁、矿石及粉尘的表面上，当工人吸入粉尘时也同时吸入了氡子体；一般发病期限约为连续在井下工作十年以上；我国云南个旧锡矿和湖南香花岭锡矿发病率高达500人（十万人年）以上，为世所罕见；氡子体的最大容许浓度为保护工人身体健康，放射性防护规定要求：

（1）氡的浓度，矿山井下工作场所氡在空气中的最大允许浓度是l1010CiL，相当于国际单位3.7BqL；

（2）氡子体潜能浓度，矿山工作场所应不超过0.3工作水平（WL）或6.4lO6Jm3；,2023/5/15,30,内照射的防护方法内照射伤害问题仅限于铀矿和超标的非铀矿山，是矿山安全卫生工作的重点；

（1）通风排氡是最有效、最基本的预防方法排出氡气就消除了氡子体的来源；注意放射性防护通风上存在的“风龄”问题；

（2）局部净化对于通风系统不能发挥作用的局部地区，可采用局部净化方法除去空气中的氡子体；净化器有静电式、过滤式以及静电过滤复合式三种；我国研制的过滤式净化器除氡子体效率达到98，优于国外的设备；,2023/5/15,31,（3）加强个人防护防止放射性物质从呼吸系统、消化系统或皮肤、伤口进入人体内；主要防护用具有口罩、工作服、靴子、手套等；工作后的淋浴更衣是防止放射性物质带回家中和进入体内的重要措施；（4）在氡气高析出率的矿山，应采取多种措施降低岩壁和矿石的氡析出量如在矿壁上喷涂偏氯乙烯塑料膜、乳液薄膜等；及时密闭采空区和废旧巷道是老矿井防氡的关键措施；（5）防止氡子体进入人体内，在某种意义上说就是防尘工作,2023/5/15,32,7.4非电离辐射的安全防护,非电离辐射泛指电磁波的辐射；包括从波长为105m的无线电长波到波长为1014m的宇宙射线等一系列波长不同的无线电波、微波、红外线、可见光线、紫外线、X射线及宇宙射线；在工程防护上具有实际意义的是紫外线、红外线和无线电波的高频波段三种类型；,7.4.1前言,7.4.2紫外线的安全防护,紫外线对人的伤害主要是人的眼角膜和人体皮肤；紫外线伤害眼角膜可引起羞光眼炎、角膜白斑伤害、流泪、结膜充血、疼痛、睫状肌抽搐等；,2023/5/15,33,皮肤伤害主要引起红疹、红斑、水疱，严重可有表皮坏死和脱皮，有时有头疼、眩晕、体温升高等全身症状；过度的紫外线暴露能引起皮肤损伤，表现为晒伤、色素沉着、光变态反应以及皮肤癌等；防护措施工业上防护紫外线的危害，应重点对电焊、弧焊等作业进行防护；作业时必须使用防护面盾和防护眼镜，不带防护或防护镜片不合要求进行电焊作业很容易造成眼睛伤害，并快就会出现症状；电弧焊作业要设置防护屏障，防止非作业人员进入电焊作业区而受到伤害；,2023/5/15,34,加强宣传教育，让人们知道其危害性，非作业人员严禁进入作业区，更不要用裸眼观看电焊作业；物体温度达到1200以上时，光谱中可出现紫外线，温度越高，波长越短，强度越大；冶炼、切割金属、电焊均可使眼睛受到紫外线伤害；电光性眼炎（职业病的一种）就是紫外线造成的伤害；电焊车间应采用黑色墙壁减少辐射的反射；对日光中的紫外线防护较为容易，应穿着合适的衣服，加强个人防护；在海面、水面、雪地和沙漠的强烈日照下，也要加强对眼睛的防护，如雪盲；,2023/5/15,35,7.4非电离辐射的安全防护（续）,红外线的量子能量仅1.5eV左右，不能对生物组织形成电离和光化学反应，生物作用主要是热效应；红外线对皮肤损伤表现为热红斑；伤害先是灼痛，严重时可导致皮肤烧伤；对眼角膜的伤害是可引起不可逆性角膜浑浊；对红外线的防护重点是防止对眼的伤害；接触高温作业的工人，眼睛白内障的发病率奇高，即为红外线所伤害；,7.4.3红外线的安全防护,2023/5/15,36,7.4非电离辐射的安全防护（续）,接触范围：

在工业中使用的高频波段，按其作用性质可区分为两类：

一类是中长波段的电磁场用于对导体及半导体进行感应加热，包括淬火、熔炼及高频焊接等，频率一般为200800kHz；另一类是利用短波对非导体进行介质加热，多用于塑料制品的热合、棉纱木材的干燥、橡胶硫化等，频率一般在1040MHz；微波用于无线电测位、导航、天文学、气象学及核物理方面；微波还有加热快、均匀等优点，广泛用于粮食干燥、杀虫等方面；,7.4.4微波的安全防护,2023/5/15,37,危害：

较大强度的无线电波对机体的主要作用是引起中枢神经系统的机能障碍，表现为神经衰弱症候群；头昏、无力、白天瞌睡、晚上失眠、多梦、记忆力减退等常见的症状，还可有情绪不稳定、多汗、脱发，消瘦等症状；除神经衰弱外，较具特征的是植物神经功能紊乱；主要反映在心血管系统，呈现心动过缓，血压下降，收缩压低于13.3kPa（100mmHg）；外部照射对人体伤害最主要是眼，其次为睾丸和皮肤（大强度时）；白内障,2023/5/15,38,防护措施对微波辐射源进行屏蔽；1、高频设备的屏蔽用金属导体（板、网）把辐射源隔绝开来，并有良好的接地；隔绝板厚度应0.5mm，接地棒或线应使电阻尽可能地小些；2、微波辐射的防护用金属材料做成屏蔽板是最有效的；工人穿防护服适于大强度辐射源附近的短时间工作；眼睛防护使用铜丝网眼镜或涂镀半导电的二氧化锡透明薄膜的眼镜，效果均十分良好；,2023/5/15,39,7.4非电离辐射的安全防护（续）,紫外线由于不同波长的紫外线生物作用差异较大，很难提出一个合理的防护标准，国外提出对未加防护的眼睛和皮肤在1000秒时间内的辐射强度不超过10W/m2；一般以加强个体防护为主，尤其对电焊作业；红外线红外线辐射防护也没有公认的标准在0.080.4mWcm2强度下工作的吹玻璃工和炼钢工人，职业性暴露达1015年能引起白内障；安全阈值：

急性暴露时，眼48Wscm2，全身0.40.8Wscm2；慢性职业性暴露10mW/cm2，事故性暴露100mW/cm2；,7.4.5非电离辐射的防护标准,2023/5/15,40,微波防护卫生标准美国规定的安全标准是辐射强度10mWcm2；俄罗斯规定为0.OlmWcm2；另外指出，人的手、头部不得伸入微波系统的孔道中；我国目前试行0.05mW/cm2；对手机至今没有防护标准；,