【正文】 職業(yè)照射防護導論 內(nèi)容提要 ? 電離輻射特點及其與物質(zhì)的相互作用 ? 電離輻射的健康效應 ? 放射防護的概念體系及其應用 ? 內(nèi)、外照射的輻射防護 ? 職業(yè)照射概述 ? 放射工作人員的健康管理 電離輻射特點及其與物質(zhì)的相互作用 第一部分 電離輻射的特點及其與物質(zhì)相互作用 一、幾個基本概念 ? (電離 )輻射 (ionizing) radiation： 在輻射防護領域，指能在生物物質(zhì)中產(chǎn)生離子對的輻射。 ? 電離事件 ionizing event： 粒子與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生離子對或離子群的過程 。 ? 放射性 radioactivity:某些核素自發(fā)地放出粒子或 γ 射線 ， 或在發(fā)生軌道電子俘獲之后放出 X射線 ， 或發(fā)生自發(fā)裂變的性質(zhì) 。 ? 放射性核素 radionuclide:具有放射性的核素 。 ? （輻射）源 (Radiation) Source:可以通過發(fā)射電離輻射或釋放放射性物質(zhì)而引起輻射照射的一切物質(zhì)或?qū)嶓w。例如 , 發(fā)射氡的物質(zhì)是存在于環(huán)境中的源 , ?輻照消毒裝置是食品輻照保鮮實踐中的源 , X射線機可以是放射診斷實踐中的源 , 核電廠是核動力發(fā)電實踐中的源。 ? 照射 Exposure :受照的行為或狀態(tài)。照射可以是外照射 (體外源的照射 ), 也可以是內(nèi)照射 (體內(nèi)源的照射 )。照射可以分為正常照射或潛在照射；也可以分為職業(yè)照射、醫(yī)療照射或公眾照射；在干預情況下 , 還可以分為應急照射或持續(xù)照射。 ? 實踐 Practice:任何引入新的照射源或照射途徑、或擴大受照人員范圍、或改變現(xiàn)有源的照射途徑網(wǎng)絡，從而使人們受到的照射或受到照射的可能性或受到照射的人數(shù)增加的人類活動。 ? 干預 Intervention:任何旨在減小或避免不屬于受控實踐的或因事故而失控的源所致的照射或照射可能性的行動。 ? 防護與安全 Protection and safety:保護人員免受電離輻射或放射性物質(zhì)的照射和保持實踐中源的安全 , 包括為實現(xiàn)這種防護與安全的措施，如使人員的劑量和危險保持在可合理達到的盡量低水平并低于規(guī)定約束值的各種方法或設備 , 以及防止事故和緩解事故后果的各種措施等。 電離輻射標志 電離輻射警告標志 ? 警告標志的含義是使人們注意可能發(fā)生的危險。其背景為黃色，正三角形邊框及電離輻射標志圖形均為黑色，? 當心電離輻射 ?用黑色粗等線體字。 二、電離輻射與非電離輻射 人工電離輻射： 2 000多種人工放射性核素：如 60Co, 137Cs, 90Sr, 131I,140Ba等 半衰期 10年以上 100種 射線裝置： X線機、 CT、 醫(yī)用放射性同位素 天然電離輻射： 初級宇宙線，次級宇宙線 宇生核素： 3H, 7Be, 14C, 22Na 地殼中的放射性核素： 鈾系 ( )；釷系 (141億年 錒系 ( )；镎系 (） 40K（ 128億年 )， 87Rb(475億年 ) 電離輻射 可引起物質(zhì)電離的輻射： ?、 ?、 ?、 X 射線， 宇宙線， 中子、質(zhì)子、正負電子、重粒子、 裂變碎片等 。 非電離輻射 不能引起物質(zhì)電離的輻射 電磁輻射、微波、激光、紅外線、紫外線、超聲波（ B超）等。 不能用電離輻射的理論，來解釋非電離輻射造成的健康問題。 三、電離輻射種類及其特點 ? 電磁輻射： 實質(zhì)上是電磁波，僅有能量沒有靜止質(zhì)量。 ? 粒子輻射： 一些組成物質(zhì)的基本粒子，或者是由這些基本粒子構(gòu)成的原子核，粒子輻射既有能量，又有靜止質(zhì)量，是一些高速運動的粒子。 （一）電磁輻射 ? X射線和 γ 射線都是電磁輻射。此外，無線電波、微波、紅外線、可見光和紫外線也都屬于電磁輻射。 ? 只有 X和 γ 射線能引起物質(zhì)分子的電離，為電離輻射。其它為非電離輻射，不能引起物質(zhì)分子的電離，只能引起分子振動、轉(zhuǎn)動或電子能級狀態(tài)的改變。 ? 在這些電磁輻射中，它們具有相同的波速，但頻率和波長彼此不同，波長越短，頻率愈大者，其能量愈高，穿過物質(zhì)的能力愈大 。 無線電波 紅外線 紫外線 γ射線 X射線 101 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 （波長 cm） 可見光 1. X 射線 ? X射線是用電子裝置產(chǎn)生的。在這種電子裝置中，電子被加速到高能，然后轟擊靶（靶材料通常為鎢或金）而產(chǎn)生 X射線。 X射線由兩種原子核外的物理過程產(chǎn)生： ? 高速電子在物質(zhì)中受阻而減速，其能量以電磁輻射的形式放出。 ? 高速電子與靶原子碰撞，把內(nèi)殼層某一能級上的電子擊出原子，然后外殼層某一能級上的電子去填補內(nèi)殼層留下的空位，放出能量等于這兩個能級之差的光子。 ? 前者的能量為連續(xù)譜，最大能量等于轟擊靶的電子的動能。 ? 后者為幾種單能的光子，能量取決于靶原子的電子殼層結(jié)構(gòu)。轟擊電子的能量越高，后者所占的比例越小。 射線 ? γ 射線來自放射性核素的衰變，當不穩(wěn)定的核分裂或衰變，變成穩(wěn)定的核時，多余的能量以γ 射線方式放出。 ? γ 射線不帶電，它的穿透本領最強，要比 β 射線大 50～ 100倍，比 α 射線大 10000倍。 γ 射線在空氣中的射程可達幾百米，但它的電離本領卻比 α 射線、 β 射線都小。故 對 γ 射線主要是防止體外照射 。 ? X和 γ 射線均由光子組成，它們在本質(zhì)上或物理特性上沒有什么差別，在電磁輻射能譜中所占的范圍基本相同。只能從它們的來源不同加以區(qū)分。 ? X射線是從 核外 產(chǎn)生的，而 γ 射線是從 核內(nèi) 產(chǎn)生的。 （二）粒子輻射 ? 粒子輻射是一些組成物質(zhì)的基本粒子，或者由這些基本粒子構(gòu)成的原子核，這些粒子具有運動能量和靜止質(zhì)量，通過消耗自己的動能把能量傳遞給其它物質(zhì)。 ? 主要的粒子輻射有 α 粒子、 β 粒子（或電子）、質(zhì)子、中子、負 π 介子和帶電重離子等。 1. α 射線 ? 一般只有當原子序數(shù)在 83以上的重元素，例如氡 、 錒 、 釷 、 鐳與鈾等原子核才能釋放出此種射線。 ? α 射線是某種粒子流。經(jīng)過實驗證明，α 射線的質(zhì)量為氫原子的四倍，并帶有兩個正電荷，核內(nèi)有二個中子和二個質(zhì)子，所以它是 氦原子核 。 ? α 射線的初速度每秒為 10,000~20,000km，相當于 4~10 MeV的動能。用它轟擊其他核時，可以制成同位素。 ? α 射線通過某些物質(zhì)時，使物質(zhì)的原子發(fā)生電離。這時 α 射線把能量給了阻止物質(zhì)的原子，本身的能量逐漸減少，速度也隨之減慢。 α 射線穿過阻止物質(zhì)的距離就叫 α 射線在該物質(zhì)中的射程。 ? α 射線的電離本領強，所以它的穿透力很弱。 ? 在空氣中的射程只有幾個厘米，如果遇到固體物質(zhì)或液體物質(zhì)時，射程更要縮短。 數(shù)千分之一厘米厚的鋁片或一張普通的紙，就可以完全擋住 α 射線。 ? 但因它的電離本領強，進入生物機體后，能引起很大的損傷。所以 對 α 射線，主要是防止進入體內(nèi) 。 2. β 射線 ? 當原子核內(nèi)某一個中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時，伴隨著電子的產(chǎn)生。這個電子就是 β 射線。 ? β 射線的電離本領不如 α 射線大。 3. 中子 ? 中子是原子核的組成部分 ， 每當 U或 Pu等原子核分裂時 ， 都能釋放出中子來 。 因此在原子反應堆里或原子彈爆炸時 ， 都能產(chǎn)生大量的中子流 。 ? 中子的質(zhì)量幾乎與質(zhì)子相等 ， 但不帶電荷 ， 因此它的穿透本領與 γ 射線近似 。 但中子通常不穩(wěn)定 ， 很快放出一個電子而變?yōu)橘|(zhì)子 。 質(zhì)子是重帶電粒子 ， 其電離本領很強 ， 故中子射入人體后 ， 在體內(nèi)的損傷作用也是很強的 。 尤其是中子在輕物質(zhì) （ 如水 ） 中很快減速 ， 故對人體組織損害更大 。 ? 但中子通常不穩(wěn)定 ， 很快放出一個電子而變?yōu)橘|(zhì)子 。 ? 質(zhì)子是重帶電粒子 ， 其電離本領很強 ，故中子射入人體后 ， 在體內(nèi)的損傷作用也是很強的 。 ? 尤其是中子在輕物質(zhì) （ 如水 ） 中很快減速 ， 故對人體組織損害更大 。 ? 穿透性輻射照射所致生物細胞中分子成分的電不穩(wěn)定性可引起損傷。引起原子或分子中電不穩(wěn)定性的過程稱為電離（ ionization）。 雖然中子不帶電荷，但質(zhì)量較大，通過與構(gòu)成組織的原子的碰撞造成組織損傷。 電離輻射穿透組織的能力 ? ?粒子質(zhì)量較大，幾乎不能穿透皮膚表皮的角化層，因此，發(fā)射 ?射線的放射性核素不會造成有意義的損害，除非通過吸入、食入或污染傷口而進入體內(nèi)。 ? ?射線有很強的電離本領，一旦進入人體組織和器官時破壞較大。 ? β 粒子質(zhì)量小，能穿透 1cm左右的組織，因此發(fā)射 β 射線的放射性核素尤其對諸如皮膚上皮、肺泡和腸絨毛等淺表組織有害，但是，只有在吸收或沉積于體內(nèi)的情況下才對內(nèi)臟器官造成損害。 ? γ 射線、 X射線和中子穿透性更強，因而也對內(nèi)臟器官更具有潛在的危害。 輻射的貫穿能力 ? ?粒子幾乎不能穿透皮膚表皮的角化層（紙） ? 原子序數(shù)較低的物質(zhì)（鋁、有機玻璃）屏蔽 β 粒子 ? 高原子序數(shù)的重物質(zhì)（鉛）屏蔽光子（ γ 、 X射線） ? 含氫多的物質(zhì)（石蠟、水）屏蔽中子 ? 射線與鈹（ Be） 的相互作用可產(chǎn)生中子 ? β 粒子被高原子序數(shù)的重物質(zhì)（例如鉛）可能產(chǎn)生X