辐射防护与环保
(一)
核物理学的发展历史核物理学又称原子核物理学,是
20世纪新建立的一个物理学分支。它研究原子核的结构和变化规律;射线束的产生、探测和分析技术;以及同核能、核技术应用有关的物理问题。
它是一门既有深刻理论意义,又有重大实践意义的学科。
1895年伦琴发现 X射线。 1896
年,贝可勒尔发现天然放射性,这是人们第一次观察到的核变化。现在通常就把这一重大发现看成是核物理学的开端。其后不久居里夫人发现镭。放射性元素能发射出能量很大的射线,这为探索原子和原子核提供了一种前所未有的武器。
1911年,卢瑟福等人利用 α 射线轰击各种原子,观测 α 射线所发生的偏折,
从而确立了原子的核结构,提出了原子结构的行星模型,这一成就为原子结构的研究奠定了基础。 1919年,卢瑟福等又发现用 α 粒子轰击氮核会放出质子,这是首次用人工实现的核蜕变 (核反应 )。此后用射线轰击原子核来引起核反应的方法逐渐成为研究原子核的主要手段。
在初期的核反应研究中,最主要的成果是 1932年中子的发现和 1934年人工放射性核素的合成。 30年代初,静电、直线和回旋等类型的加速器已具雏形,利用加速器可以获得束流更强、能量更高和种类更多的射线束,从而大大扩展了核反应的研究工作。此后,加速器逐渐成为研究原子核和应用技术的必要设备。在核物理发展的过程中人们很快就发现了放射性射线对某些疾病的治疗作用。直到今天,核医学仍然是核技术应用的一个重要领域。
核物理研究受到人们的重视得到社会的大力支持,是和它具有广泛而重要的应用价值密切相关的。
核技术主要为核能源的开发服务,核电成为火电、水电后的第三大能源,正在研究开发的核聚变工程将为今后的能源提供新的途径。同位素的应用是核技术应用最广泛的领域,同位素示踪已应用于各个科学技术领域;同位素药剂应用于某些疾病的诊断或治疗;同位素仪表在各工业部门用作生产自动线监测或质量控制装臵。
加速器及同位素辐射源已应用于工业的辐照加工、食品的保藏和医药的消毒、
辐照育种、辐照探伤以及放射医疗等方面。
由于中子束在物质结构、固体物理、高分子物理等方面的广泛应用,人们建立了专用的高中子通量的反应堆来提供强中子束。
最近研制的散裂中子源将能提供流强和能量的更高的中子源。中子束也应用于辐照、
分析、测井及探矿等方面。中子的生物效应是一个重要的研究方向,快中子治癌已取得一定的疗效。
离子注入技术是研究半导体物理和制备半导体器件的重要手段。离子束已经广泛地应用于材料科学和固体物理的研究工作。离子束也是用来进行无损、快速、痕量分析的重要手段。
在原子核物理学诞生、壮大和巩固的全过程中,通过核技术的应用,核物理和其他学科及生产、医疗、军事等部分建立了广泛的联系,取得了有力的支持。
辐射危害与辐射防护原则辐射危害各种辐射照射对人类的健康危害是在人类不断利用各种电离辐射源的过程中被认识的。今天,随着辐射源与核能的广泛和平利用,在给人类带来莫大利益的同时,也使人类接触各类辐射的机会显著增加。其中包括:
在从事某种职业的过程中受到的职业性照射,
因接受医学诊断和治疗而受到的医学照射,
以及一般居民从所有其它辐射源受到的公众照射。因此,人类应该在最大限度利用电离辐射源和核能的同时加强辐射防护,尽量避免和减少电离辐射可能引起的健康危害。
人类接受辐射照射后出现的健康危害来源于各种射线通过电离作用引起组织细胞中原子,分子的变化 。 危害的性质和程度因辐射的物理学特性和机体的生物学背景而有所不同 。 它可以是发生在受照者本人的躯体性效应,
也可是因生殖细胞受到照射引起的发生在受照者后裔的遗传性效应;可以是超过一定水平照射后必然出现的必然性效应,也可以是受照水平虽低也不能完全避免的随机性效应 。
对于高剂量率、
大剂量照射引起的急性确定性效应,不同照射剂量对人体损伤的估计见下表剂量( Gy) 类型 程度 初期症状或损伤程度
0.25
0.25-0.5
0.5-1
不明显和不易察觉的病变可恢复的机能变化,可能有血液学的变化机能变化,血液变化,但不伴有临床症相
1-2
2-3.5
3.5-5.5
5.5-10
骨髓型急性放射病轻度中度重度极重度乏力,不适,食欲减退头昏乏力,食欲减退,恶心呕吐,白细胞短暂上升后下降多次呕吐,可有腹泻,白细胞明显下降多次呕吐,腹泻,休克,白细胞急剧下降
10-50
50
肠型急性放射病脑型急性放射病频繁呕吐,腹泻严重,腹痛,血红蛋白升高频繁呕吐,腹泻,休克,共济失调,及张力增高,
振颤,抽搐,昏睡,定向和判断力减退急性放射性全身照射又未进行专门的医学治疗的半致死剂量约为 3-5Gy
由于辐射的随机性效应造成的低水平辐射致癌的危险度见下表部 位每 104人?Sv
致癌的危险度 部 位每 104人?Sv
致癌的危险度致死性癌症癌症增加数致死性癌症癌症增加数骨 髓
(白血病)
10-50 20-60 骨 2-3 5-10
甲状腺 10 20-150 食 道 2-3 5-10
乳 腺
(妇 女)
50 50-200 小 肠 2-3 5-10
肺 20-50 25-100 膀 胱 2-3 5-10
脑 10-15 15-25 胰 腺 2-3 5-10
胃 10-15 15-25 淋巴组织 2-3 5-10
肝 10-15 15-25 皮 肤 1 15-20
结 肠 10-15 15-25
唾 腺 10-15 15-25 总 计
(两 性 )
100-250 300-400
辐射危害评价辐射危害评价是放射医学研究中的一个新领域。放射医学研究的发展经历了三个阶段:医学放射生物学、原子医学、辐射源和核能广泛应用后出现的对低剂量照射的研究(这个阶段的特点是放射医学与辐射防护科学之间的更紧密的结合)。放射医学发展的上述三个阶段并不是相继取代而是相互补充。医学放射生物学、必然性效应和急性放射病至今仍然是放射医学研究的重点。人们对辐射健康危害的研究从高剂量照射向低剂量照射扩展,从近期效应向远期效应扩展,从必然性效应向随机性效应扩展,从个体分析向群体分析扩展,从定性评价向定量评价扩展。辐射健康危害的定量评价为制定辐射防护剂量限值提供医学证据。
辐射防护的原则和辐射防护剂量限制的历史
ICRP-26 提出的辐射防护三原则辐射实践的正当化辐射防护的最优化个人剂量当量限值
ICRP-26提出的
* ALARA原则
( As Low As Reasonable Achievable)
*两类效应概念辐射防护的目的在于防止有害的非随机性效应,并限制随机性效应的发生率,
使之达到被认为可以接受的水平。
剂量限值的历史红斑剂量耐受剂量容许剂量个人剂量限值几十年来剂量限值的概念、表达方式有很大变化,很难对不同时期的限值进行直接比较。不过从整体来看,职业性全身照射的年限值在不断降低。
从 1958年开始定为每年 50 mSv,持续到 1977年( ICRP-26)。 1991年 ICRP-
60发表,它在剂量限值上的主要改变表现为每年不超过 50 mSv,连续五年之和不超过 100 mSv。
(一)
核物理学的发展历史核物理学又称原子核物理学,是
20世纪新建立的一个物理学分支。它研究原子核的结构和变化规律;射线束的产生、探测和分析技术;以及同核能、核技术应用有关的物理问题。
它是一门既有深刻理论意义,又有重大实践意义的学科。
1895年伦琴发现 X射线。 1896
年,贝可勒尔发现天然放射性,这是人们第一次观察到的核变化。现在通常就把这一重大发现看成是核物理学的开端。其后不久居里夫人发现镭。放射性元素能发射出能量很大的射线,这为探索原子和原子核提供了一种前所未有的武器。
1911年,卢瑟福等人利用 α 射线轰击各种原子,观测 α 射线所发生的偏折,
从而确立了原子的核结构,提出了原子结构的行星模型,这一成就为原子结构的研究奠定了基础。 1919年,卢瑟福等又发现用 α 粒子轰击氮核会放出质子,这是首次用人工实现的核蜕变 (核反应 )。此后用射线轰击原子核来引起核反应的方法逐渐成为研究原子核的主要手段。
在初期的核反应研究中,最主要的成果是 1932年中子的发现和 1934年人工放射性核素的合成。 30年代初,静电、直线和回旋等类型的加速器已具雏形,利用加速器可以获得束流更强、能量更高和种类更多的射线束,从而大大扩展了核反应的研究工作。此后,加速器逐渐成为研究原子核和应用技术的必要设备。在核物理发展的过程中人们很快就发现了放射性射线对某些疾病的治疗作用。直到今天,核医学仍然是核技术应用的一个重要领域。
核物理研究受到人们的重视得到社会的大力支持,是和它具有广泛而重要的应用价值密切相关的。
核技术主要为核能源的开发服务,核电成为火电、水电后的第三大能源,正在研究开发的核聚变工程将为今后的能源提供新的途径。同位素的应用是核技术应用最广泛的领域,同位素示踪已应用于各个科学技术领域;同位素药剂应用于某些疾病的诊断或治疗;同位素仪表在各工业部门用作生产自动线监测或质量控制装臵。
加速器及同位素辐射源已应用于工业的辐照加工、食品的保藏和医药的消毒、
辐照育种、辐照探伤以及放射医疗等方面。
由于中子束在物质结构、固体物理、高分子物理等方面的广泛应用,人们建立了专用的高中子通量的反应堆来提供强中子束。
最近研制的散裂中子源将能提供流强和能量的更高的中子源。中子束也应用于辐照、
分析、测井及探矿等方面。中子的生物效应是一个重要的研究方向,快中子治癌已取得一定的疗效。
离子注入技术是研究半导体物理和制备半导体器件的重要手段。离子束已经广泛地应用于材料科学和固体物理的研究工作。离子束也是用来进行无损、快速、痕量分析的重要手段。
在原子核物理学诞生、壮大和巩固的全过程中,通过核技术的应用,核物理和其他学科及生产、医疗、军事等部分建立了广泛的联系,取得了有力的支持。
辐射危害与辐射防护原则辐射危害各种辐射照射对人类的健康危害是在人类不断利用各种电离辐射源的过程中被认识的。今天,随着辐射源与核能的广泛和平利用,在给人类带来莫大利益的同时,也使人类接触各类辐射的机会显著增加。其中包括:
在从事某种职业的过程中受到的职业性照射,
因接受医学诊断和治疗而受到的医学照射,
以及一般居民从所有其它辐射源受到的公众照射。因此,人类应该在最大限度利用电离辐射源和核能的同时加强辐射防护,尽量避免和减少电离辐射可能引起的健康危害。
人类接受辐射照射后出现的健康危害来源于各种射线通过电离作用引起组织细胞中原子,分子的变化 。 危害的性质和程度因辐射的物理学特性和机体的生物学背景而有所不同 。 它可以是发生在受照者本人的躯体性效应,
也可是因生殖细胞受到照射引起的发生在受照者后裔的遗传性效应;可以是超过一定水平照射后必然出现的必然性效应,也可以是受照水平虽低也不能完全避免的随机性效应 。
对于高剂量率、
大剂量照射引起的急性确定性效应,不同照射剂量对人体损伤的估计见下表剂量( Gy) 类型 程度 初期症状或损伤程度
0.25
0.25-0.5
0.5-1
不明显和不易察觉的病变可恢复的机能变化,可能有血液学的变化机能变化,血液变化,但不伴有临床症相
1-2
2-3.5
3.5-5.5
5.5-10
骨髓型急性放射病轻度中度重度极重度乏力,不适,食欲减退头昏乏力,食欲减退,恶心呕吐,白细胞短暂上升后下降多次呕吐,可有腹泻,白细胞明显下降多次呕吐,腹泻,休克,白细胞急剧下降
10-50
50
肠型急性放射病脑型急性放射病频繁呕吐,腹泻严重,腹痛,血红蛋白升高频繁呕吐,腹泻,休克,共济失调,及张力增高,
振颤,抽搐,昏睡,定向和判断力减退急性放射性全身照射又未进行专门的医学治疗的半致死剂量约为 3-5Gy
由于辐射的随机性效应造成的低水平辐射致癌的危险度见下表部 位每 104人?Sv
致癌的危险度 部 位每 104人?Sv
致癌的危险度致死性癌症癌症增加数致死性癌症癌症增加数骨 髓
(白血病)
10-50 20-60 骨 2-3 5-10
甲状腺 10 20-150 食 道 2-3 5-10
乳 腺
(妇 女)
50 50-200 小 肠 2-3 5-10
肺 20-50 25-100 膀 胱 2-3 5-10
脑 10-15 15-25 胰 腺 2-3 5-10
胃 10-15 15-25 淋巴组织 2-3 5-10
肝 10-15 15-25 皮 肤 1 15-20
结 肠 10-15 15-25
唾 腺 10-15 15-25 总 计
(两 性 )
100-250 300-400
辐射危害评价辐射危害评价是放射医学研究中的一个新领域。放射医学研究的发展经历了三个阶段:医学放射生物学、原子医学、辐射源和核能广泛应用后出现的对低剂量照射的研究(这个阶段的特点是放射医学与辐射防护科学之间的更紧密的结合)。放射医学发展的上述三个阶段并不是相继取代而是相互补充。医学放射生物学、必然性效应和急性放射病至今仍然是放射医学研究的重点。人们对辐射健康危害的研究从高剂量照射向低剂量照射扩展,从近期效应向远期效应扩展,从必然性效应向随机性效应扩展,从个体分析向群体分析扩展,从定性评价向定量评价扩展。辐射健康危害的定量评价为制定辐射防护剂量限值提供医学证据。
辐射防护的原则和辐射防护剂量限制的历史
ICRP-26 提出的辐射防护三原则辐射实践的正当化辐射防护的最优化个人剂量当量限值
ICRP-26提出的
* ALARA原则
( As Low As Reasonable Achievable)
*两类效应概念辐射防护的目的在于防止有害的非随机性效应,并限制随机性效应的发生率,
使之达到被认为可以接受的水平。
剂量限值的历史红斑剂量耐受剂量容许剂量个人剂量限值几十年来剂量限值的概念、表达方式有很大变化,很难对不同时期的限值进行直接比较。不过从整体来看,职业性全身照射的年限值在不断降低。
从 1958年开始定为每年 50 mSv,持续到 1977年( ICRP-26)。 1991年 ICRP-
60发表,它在剂量限值上的主要改变表现为每年不超过 50 mSv,连续五年之和不超过 100 mSv。