第3章 外照射防护

重带电粒子外照射剂量应考虑
到粒子的种类和能量：
5MeV 以下的 粒子， 2MeV 以下的
质子，都几乎不能穿透皮层，进行
外照射剂量计算没有实际意义。
式中：
43
第三节 带电粒子的外照射防护
三、重带电粒子的剂量计算
放射性核素存在“群体反冲”现象。因此，
必须保存在密闭容器内，在密闭良好的手套
箱中操作。
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第三节 带电粒子的外照射防护
（一）质量阻止本领法
S H 3.6 10 wR
6
（mSv/h）
— 重带电粒子的注量率，（1/m2· s）； S/ —重带电粒子在物质中的质量阻止本领； WR —辐射权重因子。
d1 d2 2 1
22
（二）、 宽束X或γ射线的减弱规律
第二节 X、 γ射线的外照射防护
N N 0 Be
d
23
第二节 X、 γ射线的外照射防护
B－积累因子（build-up factor)
描述散射光子影响的物理量。表示某一点 散射光子数所占份额。
B N N n , col
Bx X X n , col
能谱的硬化：
第二节 X、 γ射线的外照射防护
随着通过物质厚度的增加，不易被减弱的“硬成分”
所占比重越来越大的现象。
平均自由程： 线减弱系数的倒数称为光子在物质中的平均自由程。 即λ=1/μ。表示光子每经过一次相互作用之前，在物质 中所穿行的平均厚度。如果 d ＝ λ ，即厚度等于一个平 均自由程，X或γ射线被减弱到原来的e-1。 康普顿效应占优时，估算，
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第三节 带电粒子的外照射防护
S/的确定：
z S z 2 S z p S
2
z—重带电粒子的电荷数
等效质子能量

Mp M1
E
Mp/M1—质子质量与入射重带电粒子质量之比；
E —入射重带电粒子能量（兆电子伏）。
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第三节 带电粒子的外照射防护
38
第三节 带电粒子的外照射防护
介质修正：
式中：
39
第三节 带电粒子的外照射防护
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第三节 带电粒子的外照射防护
2. 轫致辐射的屏蔽计算
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第三节 带电粒子的外照射防护
式中：
F — 射线被第一屏蔽层吸收时产生轫致辐射的份额；
μ — 射线在空气中的线衰减系数，cm-1。
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第三节 带电粒子的外照射防护
第一节 外照射防护的一般方法 第二节 X、γ射线的外照射防护 第三节 带电粒子外照射的防护
第四节 中子外照射的防护
1
第一节 外照射防护的一般方法
第一节 外照射防护的一般方法
一、 外照射防护的基本原则
二、 外照射防护的基本方法
三、 屏蔽材料的选择原则
四、 确定屏蔽厚度所需用的参数和资料
2
第一节 外照射防护的一般方法

B 取决于：源的形状，光子能量，屏蔽材料的原子序 数，屏蔽层厚度，屏蔽层几何条件 给定辐射源和屏蔽介质的话，只与光子能量E 和介质 厚度（平均自由程数μd）有关，即B（Eγ，μd）。 24
第二节 X、 γ射线的外照射防护
单层介质，B值的确定：
（1）查表法；
（2）公式法
Bx A1e
a1 d
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第二节 X、 γ射线的外照射防护
2. 射线的屏蔽计算
1.4 105 Aq H I (d ) H L ,h 2 r

1.4 101. A 5 4 10 A K K 2 2 r H r H L ,h L ,h
5
H L ,h r 2 r 1.4 105 A q
(1 A1 )e
a2 d
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第二节 X、 γ射线的外照射防护
（3）多层介质情况
B[ E , a (d a d b )] 两种介质的原子序数相差不大， B max t B [ E , ( d d )] b a b
两种介质的原子序数相差很大， 1）低Z介质在前，高Z介质在后： 2）高Z介质在前，低Z介质在后：
6
第一节 外照射防护的一般方法
3.
措施： 设置屏蔽体
屏蔽防护(Shielding)
屏蔽材料和厚度的选择：
辐射源的类型、射线能量、活度
7
第一节 外照射防护的一般方法
8
第一节 外照射防护的一般方法
三、屏蔽材料的选择原则
射线 作用的 类型 主要形式 电离、激发 、e P、d X、 n 电离、激发、轫 致辐射 核反应产生中子 光电、康普顿、 电子对 弹性、非弹性、 吸收 材料选 择原则 一般低Z 材料 低Z＋高 Z材料 高Z材料 高Z材料 常用屏蔽材料 纸、铝箔、有机玻璃等 铝、有机玻璃、混凝土、铅 钽、钚 铅、铁、钨、铀； 混凝土、砖、去离子水等
含氢、含 水、石蜡、混凝土、聚乙烯； 硼材料 碳化硼铝、含硼聚乙烯等
9
第一节 外照射防护的一般方法
四、确定屏蔽厚度所需用的参数和资料
有关问题 辐射源（或装置）
主要考虑的参数 辐射类型、能谱、角分布、发射 率、活度或工作负荷等
辐射场
屏蔽层外表面剂量 控制参考值 屏蔽层厚度
辐射场空间分布、距离、居留因 子
上时，将其视为点源引入的误差在0.5％以内。
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第二节 X、 γ射线的外照射防护
二、X、γ射线在物质中的减弱规律
（一）、窄束X、γ射线的减弱规律
（二）、宽束X、γ射线的减弱规律
单一均匀介质的积累因子
（三）、宽束X、γ射线的透射曲线
（四）、屏蔽X、γ射线的常用材料
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第二节 X、 γ射线的外照射防护
二、 外照射防护的基本方法
外照射防护三要素：
时间、距离、屏蔽
4
第一节 外照射防护的一般方法
1．时间防护(Time)
累积剂量与受照时间成正比 措施：充分准备，减少受照时间
5
第一节 外照射防护的一般方法
2．距离防护(Distance)
剂量率与距离的平方成反比（点源） 措施：远距离操作；
任何源不能直接用手操作； 注意β射线防护。
r 照射量率常数 X A m en e X i Ei W i 1 i
2
A X 2 r

非单能情况：
i
i
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第二节 X、 γ射线的外照射防护
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第二节 X、 γ射线的外照射防护
3. 点源的吸收剂量率计算
Dm fm X
一、外照射防护的基本原则
内外照射的特点
照射方式
内照射
辐射源类型
多见开放源
危害方式
电离、化 学毒性
常见致电离 粒子 α、β
照射 特点 持续
外照射
多见封闭源
电离
高能β、质子、 间断 、X、n
基本原则：
尽量减少或避免射线从外部对人体的照射，使 之所受照射不超过国家规定的剂量限值。
3
第一节 外照射防护的一般方法
设置厚度为d的屏蔽层后，离X射线发射点 1m 处，单位工作负荷（ 1mA· min ）所造成的 当量剂量。 单位：Sv· m2· （mA· min）-1。
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第二节 X、 γ射线的外照射防护
2. 半减弱厚度与十倍减弱厚度
（1）半减弱厚度△1/2：half value thickness
将入射光子数（注量率或照射量率等）减弱一半所需 的屏蔽层厚度
1.铅： 原子序数、密度大， 对低能和高能的X或γ射线有很高的 减弱能力，但在1Mev到几Mev的能区，减弱能力最差。 缺点：成本高，结构强度差，不耐高温。 2. 铁： 屏蔽性能比铅差。但成本低，易获得，易加工。 3. 混凝土： 价格便宜，结构性能良好。多用作固定的防护屏障。 4. 水： 屏蔽性能较差，但有特殊优点：透明度好，可随意将物品 放入其中。常以水井、水池形式贮存固体γ辐射源。
点源 — 距离比源本身的几何尺寸大5倍以上。 1. 放射性活度： 用于表征某一物质中放射性核素总数的量度。
A dN / dt
式中：dN是在时间间隔dt内，该核素发生核跃 迁次数的期望值。 单位：贝可［勒尔］（Becquerel）；符号Bq。
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第二节 X、 γ射线的外照射防护
2. 点源的照射量率计算
根据相关标准推算出控制区、监 督区边界的剂量控制值 选择适当的材料，根据透视比确 定屏蔽层厚度
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第一节 外照射防护的一般方法
居留因子T
居留因 种类 子T
举 例
T＝1
全居 值班室、控制室、工作室、实验室、 留 车间、放射工作人员经常用的休息室； 宿舍；儿童娱乐场所；宽得足以放办 公桌的走廊；暗室。 部分 容不下放办公桌的走廊；杂用房；不 居留 常用的休息室；有司机的电梯；无人 看管的停车场。 偶然 候诊室；厕所；楼梯；自动电梯；储 居留 藏室；人行道、街道。 11
T＝ 1/4 T＝ 1/16
第二节 X、 γ射线的外照射防护
第二节 X、 γ射线的外照射防护
一、X、γ 辐射源及辐射场 二、X、γ 射线在物质中的减弱规律 三、X、γ 射线的屏蔽计算
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第二节 X、 γ射线的外照射防护
一、X、γ辐射源及辐射场
（一）X射线机
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第二节 X、 γ射线的外照射防护
（三）γ辐射源
（2）十倍减弱厚度△1/10 ：tenth value thickness 将入射光子数（注量率或照射量率等）减弱到十分之 一所需的屏蔽层厚度
1/10 3.32 1/ 2
△1/2、 △1/10 并不是绝对的常数
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第二节 X、 γ射线的外照射防护