辐射防护基础知识
辐射防护基础知识
辐射防护是核能利用和放射性物质应用中不可或缺的重要环节。本文将从辐射的基本概念出发，介绍辐射防护中使用的基本物理量、相关法律法规以及具体的防护方法，帮助读者全面了解辐射防护的基础知识。
辐射的基本概念
图1 辐射对人体的照射途径
辐射是以波动形式或运动粒子形式向周围介质传播的能量，是一种能量传播的方式。辐射分为非电离辐射和电离辐射两大类。通常辐射防护上关心的对象就是电离辐射。电离辐射包括高能电磁辐射和粒子辐射，高能电磁辐射指X射线和γ射线产生的辐射；粒子辐射是指中子、α粒子、β粒子、质子、重离子等产生的辐射。电离辐射中质子、重离子为带电粒子，X射线、γ射线和中子为非带电粒子。
对于来自体外的电离辐射即外照射，辐射防护主要关心穿透力强的γ射线、中子；对于来自体内的电离辐射即内照射，辐射防护主要关心射程较短的带电粒子射线，例如氡-222产生的α粒子，碘-131产生的β粒子（能量大部分沉积在人体）。核电站发生事故时，泄漏的核辐射主要包括γ射线、中子、α粒子、β粒子等。
表1 人类生活方式与辐射水平的关系
类型 剂量水平(mSv/a)
看电视每天2小时 <0.01
夜光表 0.02
乘飞机2000km 0.005
家用天然气（局部） 0.06～0.09
假牙（局部） 0.001
吸烟每天20支（“钋弹”） 0.5～1.0
诊断X射线人均年有效剂量 0.3
CT人均单次年有效剂量 8.6
火力发电厂带来的照射 0.005
核电站附近 0.001-0.02
核设施附近 0.001-0.2
辐射防护中使用的基本物理量
人体受到电离辐射照射, 所受照射大小用剂量描述，根据射线种类和所需评价受照对象的不同详细分为：
吸收剂量
吸收剂量是单位质量上因辐射照射所沉积的能量，单位为Gy。它是一个基本的物理学剂量量，是实际可测量的量。
当量剂量
由于不同质的辐射照射所产生的生物效能的差异，引入辐射权重因子，吸收剂量与对应辐射权重因子之积就是当量剂量，单位为Sv。
表2 常见辐射的辐射权重因子
辐射种类 辐射权重因子
X射线、γ射线、β粒子 1
α粒子、裂变碎片 20
中子 (<10keV) 5
中子 (10-100keV) 10
中子 (100keV-2MeV) 20
有效剂量
为了建立辐射剂量与辐射危害之间的关系，除了考虑不同种类的辐射照射所产生的生物效应的差异外，对同一种辐射还需要考虑器官和组织对辐射照射的敏感性不同。为此，引入组织权重因子，用它和组织当量剂量加权求和来获得人体所受的有效剂量，单位为Sv。
表3 组织权重因子
器官或组织 组织权重因子 器官或组织 组织权重因子
性腺 0.08 肝 0.04
骨髓 0.12 食道 0.04
结肠 0.12 甲状腺 0.04
肺 0.12 皮肤 0.01
胃 0.12 骨表面 0.01
膀胱 0.04 脑 0.01
乳腺 0.12 其余组织 0.12
辐射防护相关法律法规
根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准GB 18871-2002》，辐射防护剂量限值体系对职业照射和公众照射有明确的剂量限值要求，详细如下：
对于职业照射：
l 连续5年内的平均有效剂量为20mSv；
l 连续5年中任何一个单一年份中的年有效剂量50mSv，但5年内有效剂量总合不超过100mSv；
l 眼晶体的年当量剂量150mSv；
l 四肢（手、足）或皮肤的年当量剂量500mSv。
对于公众照射：
l 年有效剂量为1mSv；
l 特殊情况下，连续5年的年平均有效剂量不超过1mSv，其中某一个单一年份中的年有效剂量可为5mSv；
l 眼晶体的年当量剂量 15mSv；
l 四肢（手、足）或皮肤的年当量剂量50mSv。
辐射防护基本方法
通过合理的辐射防护和必要的安全管理措施，可有效降低辐射所产生的危害。
外照射防护
外照射是指来自体外的电离辐射对人体的照射，根据外照射的特点，尽量减少和避免辐射从外部对人体的照射，使人体所受照射不超过规定的剂量限值。外照射防护方法的要点如下：
缩短时间：减少接触辐射源时间，因为人体所受辐射照射的累积剂量和照射时间成正比，时间越长，所受的剂量越多。
增大距离：增大人与辐射源之间的距离，因为人体所受辐射照射剂量和人与放射源之间距离的平方成反比，也就是说距离辐射源越远越好。
设置屏蔽：在人体和辐射源之间设置屏蔽，当缩短时间和增大距离的措施的有效性和方便性受到限制时，设置合适的屏蔽体是有效的防护措施。对于γ射线屏蔽，通常可采用原子序数大的物质进行屏蔽，如铅等；对于中子的屏蔽，一般使用含氢、硼材料进行慢化和吸收。
内照射防护
核事故时释放的放射性核素组分复杂，能通过吸入、食入、皮肤进入体内，对人类产生危害。当核电站产生核泄露时，包括裂变产物放射性碘-131在内的放射性核素可能对人类产生较大危害，这主要是由于碘具有浓集在人体甲状腺的特性，放射性碘-131在甲状腺浓集后发射的电子可能造成甲状腺的严重损伤。
针对此，内照射防护措施：
在即将处于放射性严重污染区域，在医生的指导下服用稳定碘片（即碘-127，成分为碘化钾或碘酸钾）：甲状腺对碘的吸收是有饱和性的，用没有放射性的碘-127饱和甲状腺，以预防碘-131在甲状腺的浓集。
采取室内隐蔽，关闭门窗、换气扇、空调。防止室外污染物进入室内，不要使用室外的食物和水源。如需在室外活动，尽量采取全身防护，减少皮肤裸露面积，从室外回来，需要使用肥皂清洗全身。
本文内容来自中国科学院网站，原文链接：https://www.cas.cn/zt/sszt/kxjdrbqz/qwjd/201103/t20110322_3091717.html