辐射防护的目的与任务.docx
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辐射防护的目的与任务
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2010.06
目录
3.1辐射防护的概念、目的与任务
辐射防护已成为核科学领域中一个重要分支，是专门研究防止电离辐射对人体危害的综合性边缘学科。
它与许多学科存在交叉领域。
辐射防护和核安全有许多交叉的地方。
其主要内容要求涉及到的学科有：
原子核物理学、核化学、辐射剂量学、核辐射探测技术、核电子学、放射生物学、放射卫生学、放射生态学和辐射评价学等。
内容极为丰富，至今在理论上或在应用上仍处在发展和深化阶段，有许多新课题尚待研究和介决。
3.1.2辐射防护的目的与任务
辐射防护和核安全的目的是防止有害的确定性效应，并限制随机性效应的发生概率，使它们达到被认为可以接受的水平。
辐射防护和核安全的基本任务：
既要保护从事放射工作者本人和后代以及广大公众乃至全人类的安全；保护好环境；又要允许进行那些可能会产生辐射的必要实践以造福于人类。
日常生活中所遇到的
射线¡ª¡ª来源
天然本底照射：
1.宇宙射线
初级宇宙射线：
质子（87％）、α粒子（10％）、重带电粒子、电子、中子等。
平均能量1010eV，最高能量可达1019eV。
宇生放射性核素和原生放射性核素
2.宇生放射性核素：
–对公众剂量有明显贡献的核素，14C、
3H、22Na、7Be。
我国人群平均每天食入的放射性及体内
放射性物质的含量估计值
天然辐射源照射世界平均辐射剂量值
天然辐射源照射世界平均辐射剂量值（续）
a.括号内是UNSCEAR1993年给出的估计值。
b.从海平面到高海拔的地区的整个范围。
c.与土壤和建材中放射性核素的组成有关。
d.与氡气在室内的积累有关。
e.与食品和饮水中放射性核素的组成有关。
正常本底地区天然辐射源
致人体的年有效剂量
世界天然辐射高本底地区
世界天然辐射高本底地区（续）
我国部分γ辐射较高的地区
生活在高海拔地区或上述高本底地区的居民会受到较高的
外照射剂量。
居住在通风不良的室内居民也会受到较高的
内照射剂量，这主要是氡的贡献。
天然辐射源所引起的全球居民的年集体有效剂量的近似值
为107人·Sv。
天然本底照射的特点是它涉及到世界的全部居民，并
以比较恒定的剂量率为人类所接受。
所以可将天然辐射源
的照射水平作为基准，用以与各种人工辐射源的照射水平
相比较。
人们关注室内氡浓度
根据2000年UNSCEAR估计，在世界“正常”本底地区每年由于吸入氡及其短寿命子体产生的辐射剂量约占人类所受全部天然辐射年有效剂量的一半（1.25mSv）。
由于室内氡浓度较高，人们在室内停留时间比在室外长，因此对室内氡及其子体的水平测量以及它们对健康的影响问题，越来越引起人们的关注。
资料
全国政协科教文卫体委员会、中国癌症基金会编撰的《癌症的科学与实践》：
最高发的癌症依次为肺癌、乳腺癌和结直肠癌。
我国癌症死亡率已居死亡首位。
死亡率最高的癌症依次为肺癌、肝癌、胃癌、食管癌及结直肠癌。
北京每年新增2万名癌症患者（全国220万）肺癌居第一，其次是结直肠癌和肝癌。
2004-2010《中国癌症预防与控制规划纲要》中，肺癌、肝癌、胃癌、食管癌、结直肠癌、宫颈癌、乳腺癌和鼻咽癌被列为重点防治的癌症。
这8种癌症死亡约占中国癌症总死亡人数的80％以上。
自上世纪70年代以来，癌症死亡在我国一直呈持续增长趋势。
目前癌症死亡已位居我国各类死因的第一位。
如不加以控制，20年内癌症死亡人数将上升1倍。
2005年有60万人死于肺癌，肺癌已成为我国致死率首位的恶性肿瘤。
目前，北京的所有恶性肿瘤发病统计中，肺癌发病率和死亡率均居首位，同时，据全国肿瘤防治愚治研究办公室提供的数字，目前肺癌发病已普遍提前5至10岁。
室内瞬时氡浓度随时间的变化
采用双率膜法测量了室内瞬时氡浓度随时间的变化。
早晨（04：
00－07：
00）的氡浓度明显高于一天中的其他时间，最高值在06：
00前后。
在83个小时的持续监测中观测到的最大浓度是最低浓度的5.6倍。
氡浓度这种昼夜变化的一种解释是由于早晨低部大气层的逆温现象导致的垂直交换的减少。
在18：
00－24：
00期间氡浓度比较稳定，且接近一天的平均值。
室内瞬时氡浓度随大气压力的变化而变化，当大气压力降低时，原来在土壤、建材等材料孔隙中的氡与外界大气压力于压力平衡状态的氡会大量释放到室内，引起室内氡浓度的增加。
大气压力下降1％时，大约会使室内氡浓度增加1倍以上。
我国居室中氡浓度
典型的矿物加工工业设施或运行释放出的天然放射性核素引起的最大有效剂量
不同航线机舱内宇宙辐射有效剂量（软件计算结果）
注：
假设短航线的巡航高度为11.0km,爬升到巡航高度的时间为20分钟，降落20分钟。
飞行时间取自公布的时刻表。
表中各航线的剂量是1999年的平均值,剂量估算的误差约为20%。
（b）某些长航线
注：
假设长航线50%飞行时间的巡航高度为11.0km,另50%飞行时间的巡航高度为12.5km。
爬升到巡航高度的时间为30min，降落时间30min。
飞行时间取自公布的时刻表，因此包括停在地面上的时间。
表中国外航线是太阳活动最小情况下的计算结果，而起点在中国的航线是1999年的平均值,计算结果的误差约为20%。
天然照射的组成
人工辐射——1.医疗辐射
全世界医用X射线检查的频率、有效剂量和集体剂量（1991-1996）（UNSCEAR2000）
全世界医用X射线检查的频率、有效剂量和集体剂量（1991-1996）（续）
人工辐射——2.核电站
人工辐射——3.核爆炸
各国大气层核爆炸次数和核爆炸当量
大气层核试验产生的放射性核素的
平均年有效剂量μSv（UNSCEAR2000）
核试验对我国居民产生的年平均剂量负担
人工辐射的组成
生活中的辐射来源组成
人类生活方式对辐射水平的影响
3.3辐射照射的类别
照射是指受照的行为或状态。
根据不同的行为或状态，照射的分类方法就有好几种。
照射可以是外照射（体外源的照射），也可以是内照射（体内源的照射）。
照射可以分为正常照射或潜在照射；也可以分为职业照射、医疗照射或公众照射；在干预情况下，还可以分为应急照射或持续照射。
3.3.1职业照射
工作人员在其工作过程中所受的所有照射。
这里有两种情况要排除在外：
一是除了国
家有关法规和标准所排除的照射；另一是
根据国家有关法规和标准予以豁免的实践
或辐射源所产生的照射。
通常情况下应将天然源照射视为一种持续
照射，但是，喷气飞机飞行过程中机组人
员所受的天然源照射，列入工作人员的职
业照射。
3.3.2公众照射
公众成员所受的辐射源的照射。
这里指的照射，包括获准的源和实践所产生的照射和在干预情况下受到的照射，但不包括职业照射、医疗照射和当地正常天然本底辐射的照射。
所以，也有两类照射是被排除在外的：
即除非这种照射是被排除的或引起这种照射的实践或源是被豁免的。
对于末被排除的天然源照射或未被豁免的天然源，除了氡所致的照射低于审管部所制定的持续照射行动水平（将在下一条中叙述）的情况以外，对涉及天然源的实践所产生的流出物的排放或放射性废物的处置所引起的公众照射，仍应遵循国家标准的有关规定。
对于含有放射性物质的消费品，除了下列三种情况外，任何人均不得向公众出售能够引起辐射照射的消费品：
所引起的照射是被排除的；或者是消费品中的放射性含量是被豁免的；该消费品已经审管部门批准可以销售的。
3.3.3医疗照射
患者（包括不一定患病的受检者）因自身医学诊断或治疗所受的照射、知情但自愿帮助和安慰患者的人员（不包括施行诊断或治疗的执业医师和医技人员）所受的照射，以及生物医学研究计划中的志愿者所受的照射。
在进行医疗照射时，必须认真实施医疗照射的辐射防护体系基本原则：
1.医疗照射的正当性判断
2.医疗照射的防护与安全最优化
3.医疗照射的指导水平与剂量约束
3.3.4潜在照射
有一定把握预期不会受到但可能会因源的事故或
某种具有偶然性质的事件或事件序列（包括设
备故障和操作错误）所引起的照射。
所以，从实质上来说，对潜在照射的控制，就是
对辐射源的安全性的控制。
应对个人所受到的潜在照射危险加以限制，使来
自各项获准实践的所有潜在照射所致的个人危险
与正常照射剂量限值所相应的健康危险处于同一
数量级水平。
除医疗照射外，对一项实践中任一特定源，其剂量约束和潜在照射危险约束应不大于审管部门对这类源规定或认可的值，并不大于可能导致超剂量限值和潜在照射危险限值的值。
对任何可能向环境释放放射性物质的源，剂量约束还应确保对该源历年释放的累积效应加以限制，使得在考虑了所有其他有关实践和源可能造成的释放累积和照射之后，任何公众成员（包括其后代）在任何一年里所受到的有效剂量均不超过相应的剂量限值。
应使辐射源始终处于受保护状态，防止被盗和损坏，并防止任何人未经批准进行辐射实践；并保证将源的失控、丢失、被盗或失踪的信息立即通知审管部门；对可移动的源应定期进行盘存，确认它们处于指定位置并有可靠的保安措施。
应对源运用与其潜在照射的大小和可能性相适应的多层防护与安全措施（即纵深防护），以确保当某一层次的防御措施失效时，可由下一层次的防御措施予以弥补或纠正，以达到：
防止可能引起照射的事故；减轻可能发生的任何这类事故的后果；在任何这类事故之后，将源恢复到安全状态。
3.4电离辐射对人体健康的作用
3.4.1辐射的作用过程
3.4.2影响辐射生物学作用的因素
一、物理因素
二、生物因素
3.4.3剂量与效应的关系
辐射与人体相互作用会导致某些特有生物效应。
效应的性质和程度主要决定于人体组织吸收的辐射能量。
从生物体吸收辐射能量到生物效应的发生，乃至机体损伤或死亡，要经历许多性质不同的变化，以及机体组织、器官、系统及其相互关系的变化，过程十分复杂。
3.4.1辐射的作用过程
3.4.2影响辐射生物学作用的因素
一、物理因素
（4）照射部位和面积
辐射损伤与受照部位及受照面积密切相关。
这是因为与各部位对应的器官对辐射的敏感性不同；另一方面，不同器官受损伤后对整个人体带来的影响也不尽相同。
例如，全身受到射线照射时可能发生重度的骨髓型急性放射病；而以同样剂量照射人体的某些局部部位，可能不会出现明显的临床症状。
照射剂量相同，受照面积愈大，产生的效应也愈严重。
（5）照射的几何条件
外照射情况下，人体内的剂量分布受
到入射辐射的角分布、空间分布以及辐射能谱的影响，并且还与人体受照时的姿势及其在辐射场内的取向有关。
因此，不同的照射条件所造成的生物效应往往会有很大的差别。
除以上所述，内照射情况下的生物效应还取决于：
进入体内的放射性核素的种类、数量，它们的理化性质，在体内沉积的部位以及在相关部位滞留的时间。
不同组织和器官对辐射致癌作用的敏感性
3.4.3剂量与效应的关系
躯体效应（somaticeffects）
定义：
发生在受照者本人身上的效应。
关于遗传效应
遗传效应是由生殖细胞的变异引起的。
电离辐射所致生物效应的分类
（2）依据效应发生的时期
日本东海村核燃料加工厂核临界事故（99.09.30上午）根据推算，铀的临界量为2.4kg，而这名工作人员却将16kg的铀硝酸
盐溶液一下子都倒入沉淀池中，
于是即引发了链式核裂变反应，
在瞬间三人都看见了“兰色的
闪光”辐射射监测报警器立即
呜响，临界事故已发生。
关于晚期效应的潜伏期
辐射致癌的潜伏期
皮肤损伤与射线及剂量的关系，Gy
世界卫生组织国际癌症研究中心
特别工作组报告
电离辐射所致生物效应的分类
确定性效应
（deterministiceffects）
随机性效应
（stochasticeffects）
辐射作用人体的方式
辐射效应的分类
（1）发生概率与剂量有关；
（2）严重程度与剂量无关；
（3）线性比例、无阈。
确定性效应
（1）有阈
（2）严重程度与剂量有关
确定性效应与随机性效应
一些确定性效应阈值-1
一些确定性效应阈值-2
射线对人体的作用
根据目前的认识，大致可分为两类
有益的：
–人类生存条件之一，
–天然辐射提高免疫力、刺激作用。
有害的：
–大剂量照射时，可能得各种放射病；
小剂量照射时，有三个大家关心的问题：
遗传、致癌、寿命。
根据目前所掌握的知识来看，这些影响可忽略，可被接受。
射线对人体作用时，有三种生化指标可能会发生变化白血球、血小板、染色体。
2004年各国期望寿命（2006中国卫生统计年鉴）
3.5辐射剂量与辐射防护中
常用量及其单位
3.5.1照射量
3.5.2比释动能
3.5.3吸收剂量
3.5.4器官剂量
3.5.5有关辐射量之间联系与区别
3.5.6当量剂量
3.5.7有效剂量
3.5.8待积当量剂量与待积有效剂量
一、待积当量剂量
二、待积有效剂量
3.5.9集体当量剂量与集体有效剂量
一、集体当量剂量
二、集体有效剂量
3.5.1照射量
在气体中每形成一对离子所消耗的平均电离能。
称平均逸出功。
单位为eV/离子对。
既没有把成为辐射损失的那部分能量计算在内，也没有把辐射损失而形成的光子所产生的电离计算在内，因此，照射量中也将他们排除在外。
对于X和γ射线，在干燥空气中，当前其最精确的值为33.97eV/离子对。
ICRP建议值为33.85eV/离子对。
对于能量在几个keV以上的X和γ射线，对各种气体均可视为常数而与光子能量无关。
照射量X应用条件
有些文献提到介质的照射量时，是指在介质中放置少量空气后测得的照射量值。
照射量率
3.5.2比释动能
（Kerma，kineticenergy
inmaterial）
对不带电粒子适用；
适用于所有介质；
针对“点”的概念。
（3）比释动能率
3.5.3吸收剂量
对所有射线适用；
适用于所有介质；
针对“点”的概念。
3.5.4器官剂量
为了辐射防护目的，而且我们平时所研究的器官或组织并不是一个无限小体积的介质，都具有一定的体积和质量，因此，定义一个器官或组织的平均吸收剂量。
也就是说，在辐射防护中感兴趣的是某一器官或组织的吸收剂量的平均值，而不是某一点上的剂量。
DT是很有用的量，的定义为
DT＝εT/mT
式中：
εT是授予某一器官或组织的总能量；mT是该器官或组织的质量。
例如DT的范围可以不到10g（卵巢）到大于70kg（全身）。
DT的单位与D相同。
这是一个与个体相关的辐射量
SI单位：
希沃特，Sv1Sv＝1J/kg历史上曾使用过的单位：
雷姆，rem
1Sv＝100rem
辐射权重因子WR
数值上：
依据辐射在低剂量率时诱发随机效应的相对生物效应值选取的。
性质：
表征射线种类，能量与生物效应关系
辐射权重因子（WR）
GB18871-2002、IAEANo115、ICRP60
中子辐射权重因子WR（ICRP103）
中子的辐射权重因子也可以用下列公式进行计算：
3.5.7有效剂量E
SI单位：
希沃特，Sv1Sv＝1J/kg
历史上曾使用过的单位：
雷姆，rem
1Sv＝100rem
意义：
评价随机效应的危险度，使辐射防护走向定量化。
组织权重因子WT是器官或组织受照射所产生的危险度与全身均匀受照射所产生的总危险度的比值，也就是说，它反映了在全身均匀受照下各该器官或组织对总危害的相对贡献。
换句话说，不同器官或组织对发生辐射随机性效应的不同敏感性。
组织权重因子
（tissueweightingfactor,WT）
定义：
WT代表组织T接受的照射所导致的随机效应的危险系数与全身受到均匀照射时的总危险系数的比值。
组织权重因子WT
当量剂量与有效剂量是供辐射防护用的，包括粗略地评价危险之用，它们只能在远低于确定性效应阈值的吸收剂量下提供估计随机性效应概率的依据。
使辐射防护走向定量化。
概念理解
当量剂量针对某个器官或组织，是平均值；
有效剂量针对全身而言，取平均值。
辐射权重因子描述了辐射类型、能量的不同对生物效应的影响；
组织权重因子则描述了不同器官、组织对全身总危害的贡献。
一、待积当量剂量（committedequivalentdose）
二、待积有效剂量（committedeffectivedose）
式中：
HT（τ）是积分到时间器官或组织T的待积当量剂量；
WT是器官或组织T的组织权重因子。
3.5.9集体当量剂量与集体有效剂量
二、集体有效剂量SE
（collectiveeffectivedose）
受照群体每个成员的有效剂量的总和。
【计算例题】
例如有甲、乙2人,甲的骨表面接受0.3Sv的当量剂量照射；而乙的骨表面接受0.2Sv的当量剂量照射，同时肝脏又受到0.1Sv的照射，问哪个人危险更大些？
答：
根据表6.3给出的WT值按公式6.14计算如下：
E甲=0.01×0.3=0.003Sv（骨表面WT=0.01）
甲相当于全身均匀照射0.003Sv的危险性。
E乙=0.01×0.2+0.05×0.1=0.007Sv（肝脏WT=0.05）
乙相当于全身均匀照射0.007Sv的危险性。
显然乙受到辐射的危害大于甲。
3.6实践与干预、
在这里是作为放射防护领域专业术语使用，它是特指任何引入新的照射源或照射途径、或扩大受照人员范围、或改变现有照射源的照射途径网络，从而使人们受到的照射或受到照射的可能性或受到照射的人数增加的人类活动。
是指任何旨在减少或避免不属于受控实践的或因事故而失控的照射源所致的照射或照射可能性的行动。
可见这是不同对象的问题，是两大类活动，因此，区分实践和干预是必要的，所以需要对实践与干预提出不同要求，采取不同办法，以达到各自目标。
3.6.1辐射的实践
一、实践的范围
这里的实践范围非常广泛。
从源的生产，一直到辐射或放射性物质在医学、工业、农业、教学与科研中的应用，包括与涉及或可能涉及辐射或放射性物质的应用中有关的各种活动；核能的产生，包括核材料循环中涉及或可能涉及辐射或放射性物质照射的各种活动；审管部门规定需加以控制的涉及天然源照射的实践等。
二、对实践的主要要求
（1）凡没有被排除及豁免的实践全部受审管部门管理。
按有关管理要求按受管理。
（2）对实践的辐射防护要求，应全面而完整地、严格地执行辐射防护基本原则（体系）。
（这将在本章第七节详述）。
（3）全面的科学管理。
要将放射防护技术要求与全面的科学管理提到并重地位，而且放射防护技术要求必须通过有效的科学管理才能实现。
管理是全面的，从审管部门、各单位
负责人一直到每个工作人员，制定各自的职责，各负其责。
不仅要积极倡导培植企业文化，而且要以人为本，发挥人的因素，一直到各顶规章制度的建立和健全。
3.6.2辐射的干预
在ICRP60建议书中首次提出了一个新的概念，即干预的辐射防护体系。
也就是说辐射源与照射途经业已存在，而可以采取行动的只有干预的那些情况。
建立和充实干预的防护体系，在实践中建立的辐射防护基本原则在这里仍要充分贯彻；同时，对持续照射情况采用干预行动与补救行动；并加强应急的准备与响应。
一、干预的适用范围
需要实施干预行动一般有二种情况：
应急照射情况下的干预与持续照射情况下的干预。
应急需要立即采取某些超出正常工作程序的行动以避免事故发生或减轻事故后果的状态，有时也称为紧急状态；同时，也泛指立即采取超出正常工作程序的行动
应急照射在采取应急行动中人员受到的照射。
持续照射没有任何不间断人类活动予以维持而长期持续存在的非正常公众照射，这种照射的剂量率基本上是恒定的或者下降缓慢。
（1）要求采取防护行动的应急照射情况有：
已执行应急计划或应急程序的事故情况与紧急情况，即需要立即采取某些超出正常工作程序的行动以避免事故发生或减轻事故后果的状态，有时也称为紧急状态；同时，也泛指立即采取超出正常工作程序的行动。
审管部门或干预组织确认有正当理由进行干预的其他任何应急照射情况。
（2）要求采取补救行动的持续照射情况：
持续照射是指没有任何不间断人类活动予以维持而长期持续存在的非正常公众照射，这种照射的剂量率基本上是恒定的或者下降缓慢的照射：
天然源照射，如建筑物和工作场所内氡的照射，这种照射的剂量率基本上是恒定的或者下降缓慢的照射；以往事件所造成的放射性残存物的照射，以及未受通知与批准制度控制的以往的实践和源的利用所造成的放射性残存物的照射；审管部门或干预组织确认有正当理由进行干预的其他任何持续照射情况。
二、干预的基本原则
（1）干预的正当性
只有根据对健康保护和社会、经济等因素的综合考虑，预计干预的利大于弊时，干预才是正当的。
在干预情况下，为减少或避免照射，只要采取防护行动或补救行动是正当的，则应采取这类行动。
所谓防护行动是指为避免或减少公众成员在持续照射或应急照射情况下的受照剂量而进行的一种干预。
而补救行动是指在涉及持续照射的干预情况下，当超过规定的行动水平时所采取的行动，以减少可能受到的照射剂量。
在应急照射情况下，如果任何个人所受的预期剂量（指若不采取防护行动或补救行动，预期会受到的剂量，而不是可防止的剂量）（这里的可防止的剂量是指采取防护行动所减少的剂量，即不采取防护行动的情况下预期会受到的剂量与在采取防护行动的情况下预期会受到的剂量之差。
）或剂量率接近或预计会接近可能导致严重损伤的阈值，则采取防护行动总是正当的。
在持续照射情况下，如果剂量水平接近或预计会接近国家标准规定的值时，则无论在什么情况下采取防护行动或补救行动总是正当的。
只有当放射性污染和剂量水平很低，不值得花费代价去采取补救行动，或是放射性污染非常严重和广泛，采取补救行动花费的代价太大，在此二种情况时，采取补救行动不具有正当性。
（2）干预的最优化
为减少或避免照射而要采取防护行动或补救行动的形式、规模和持续时间均应是最优化的，即在通常的社会和经济情况下，从总休上考虑，能获得最大的净利益，也就是说，最优化过程是指决定干预行动的方法、规模及时间长短以谋取最大的利益。
（3）干预的剂量约束
前述干预有二种情况，因此干预的剂量约束也分别作了规定。
在应急照射情况时：
①急性照射的剂量行动水平，器官或组织受到急性照射，在任何情况下预期都应进行干预的剂量行动水平，
②应急照射情况下的通用优化干预水平和行动水平，通用优化干预水平用可防止的剂量表示，即当可防止的剂量大于相应的干预水平时，则表明需要采取这种防护行动
3.6.3辐射源的保安与控制
在辐射防护与安全中，把安全放在与辐射防护同等重要的地位，而在安全中，辐射源的安全是关键，所以，对辐射源的保安与控制，就成了辐射安全的核心。
一、源的分类
二、许可、注册备案制度
三、豁免
四、解控
升级会员 