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電離輻射類型

阿爾法粒子

α粒子是兩個質子和兩個中子的緊密結合的集合。 它與氦 4 (⁴他）核。 事實上，它在失去大部分動能後的最終命運是捕獲兩個電子並變成氦原子。

發射 α 的放射性核素通常是質量相對較大的原子核。 幾乎所有 α 發射體的原子序數都大於或等於鉛的原子序數（⁸²鉛）。 當原子核通過發射 α 粒子而衰變時，它的原子序數（質子數）和中子數都減少了 238，並且它的原子質量數減少了 XNUMX。 例如，鈾 XNUMX 的 α 衰變 (²³⁸U) 到釷-234 (²³⁴Th）表示為：

左上標是原子質量數（質子數加中子數），左下標是原子序數（質子數），右下標是中子數。

普通 α 發射體發射的 α 粒子的動能在大約 4 到 5.5 MeV 之間。 此類 α 粒子在空氣中的射程不超過約 5 厘米（見圖 1）。 需要能量至少為 7.5 MeV 的阿爾法粒子才能穿透表皮（皮膚的保護層，0.07 毫米厚）。 阿爾法發射器通常不會造成外部輻射危害。 它們只有在進入體內時才是危險的。 因為它們在短距離內儲存能量，α 粒子是高線性能量轉移 (LET) 輻射並且具有大的輻射加權因子； 通常， w _R= 20。

圖 1. 15 米和 760 米處空氣中慢 α 粒子的距離能量輻射

β粒子

β粒子是高能電子或正電子。 （正電子是電子的反粒子。它具有與電子相同的質量和大多數其他性質，但電荷除外，電荷與電子的電荷大小完全相同，但為正。）發射 β 的放射性核素可以具有高或低的原子量。

與原子質量數大致相同的穩定核素相比，質子過多的放射性核素會在原子核中的質子轉化為中子時發生衰變。 當這種情況發生時，原子核會發射一個正電子和一種極輕、非常不相互作用的粒子，稱為中微子。 （中微子和它的反粒子對輻射防護沒有意義。）當它放棄大部分動能時，正電子最終會與電子碰撞，兩者都會湮滅。 產生的湮滅輻射幾乎總是兩個 0.511 keV（千電子伏特）光子，它們在相隔 180 度的方向上傳播。 典型的正電子衰變表示為：

其中正電子用 β 表示⁺ 和 n 的中微子。 請注意，生成的核素與母核素具有相同的原子質量數，並且原子（質子）數比原始核素大 XNUMX，中子數小 XNUMX。

電子捕獲與正電子衰變競爭。 在電子捕獲衰變中，原子核吸收軌道電子並發射中微子。 典型的電子捕獲衰變由下式給出：

當生成的原子核的總能量低於初始原子核時，電子捕獲總是可能的。 然而，正電子衰變需要初始的總能量 原子 大於結果的 原子 超過 1.02 MeV（正電子靜止質量能量的兩倍）。

類似於正電子和電子捕獲衰變，負電子（β ^- ) 與具有大約相同原子質量數的穩定核相比，具有過量中子的核會發生衰變。 在這種情況下，原子核會發射負電子（高能電子）和反中微子。 典型的負電子衰變表示為：

其中負電子由 β 表示 ^- 和反中微子在這裡，由此產生的原子核以犧牲一個質子為代價獲得一個中子，但同樣不會改變其原子質量數。

阿爾法衰變是一種雙體反應，因此阿爾法粒子以離散的動能發射。 然而，β 衰變是一種三體反應，因此 β 粒子會在一定能量範圍內發射。 光譜中的最大能量取決於衰變的放射性核素。 光譜中的平均 β 能量大約是最大能量的三分之一（見圖 2）。

圖 2. 發射的負電子能譜 ³²P

對於氚，典型的最大 β 能量範圍為 18.6 keV (³H) 到 1.71 MeV 磷-32 (³²P）。

空氣中 β 粒子的範圍約為每 MeV 動能 3.65 m。 穿透表皮需要至少 70 keV 能量的 β 粒子。 β 粒子是低 LET 輻射。

伽馬輻射

伽馬輻射是原子核從高能態躍遷到低能態時發出的電磁輻射。 在這種轉變中，原子核中質子和中子的數量不會改變。 在較早的 α 或 β 衰變之後，原子核可能處於較高的能量狀態。 也就是說，伽馬射線通常在 alpha 或 beta 衰變後立即發射。 伽馬射線也可以由中子捕獲和原子核對亞原子粒子的非彈性散射產生。 在宇宙射線中觀察到了最具能量的伽馬射線。

圖 3 是鈷 60 (⁶⁰有限公司）。 它顯示了鎳 60 (⁶⁰Ni) 的 β 衰變後能量分別為 1.17 MeV 和 1.33 MeV ⁶⁰有限公司

圖 3. 放射性衰變方案 ⁶⁰Co

圖 4 是 molybdenum-99 (⁹⁹莫）。 請注意，由此產生的technetium-99 (⁹⁹Tc) 原子核具有持續異常長時間的激發態 (t_½ = 6 小時）。 這樣的激發核稱為 異構體. 大多數激發核態的半衰期在幾皮秒 (ps) 到 1 微秒 (μs) 之間。

圖 4. 放射性衰變方案 ⁹⁹Mo

圖 5 是 arsenic-74 (⁷⁴作為）。 它說明一些放射性核素以不止一種方式衰變。

圖 5. 放射性衰變方案 ⁷⁴作為，說明負電子發射、正電子發射和電子捕獲的競爭過程 (m₀ 是電子的靜止質量）

雖然 α 和 β 粒子在物質中具有確定的範圍，但伽馬射線在穿過物質時會呈指數衰減（忽略材料內散射導致的累積）。 當累積可以忽略時，伽馬射線的衰減由下式給出：

哪裡 我(x) 是作為距離函數的伽馬射線強度 x 進入材料，μ 是質量衰減係數。 質量衰減係數取決於伽馬射線能量和伽馬射線與之相互作用的材料。 許多參考文獻中列出了質量衰減係數值。 圖 6 顯示了在幾何條件良好的情況下物質對伽馬射線的吸收（累積可以忽略）。

圖 6. 在良好幾何條件下鋁和鉛中 667 keV 伽馬射線的衰減（虛線表示多能光子束的衰減）

當寬伽馬射線束與物質相互作用時，就會發生堆積。 由於伽馬射線從直接光束的側面散射到測量設備中，因此材料內各點的測量強度相對於預期的“良好幾何形狀”（窄光束）值有所增加。 堆積的程度取決於光束的幾何形狀、材料和伽馬射線的能量。

當原子核從較高能態轉變為較低能態時，內轉換與伽馬發射競爭。 在內部轉換中，內部軌道電子從原子中射出，而不是原子核發射伽馬射線。 射出的電子直接電離。 當外層軌道電子下降到較低的電子能級以填補射出電子留下的空位時，原子會發射 X 射線。 相對於伽馬發射概率的內部轉換概率隨著原子序數的增加而增加。

X射線

X 射線是電磁輻射，因此與伽馬射線相同。 X 射線和伽馬射線的區別在於它們的來源。 伽馬射線起源於原子核，而 x 射線則來自電子相互作用。 儘管 X 射線的能量通常低於伽馬射線，但這並不是區分它們的標準。 有可能產生比放射性衰變產生的伽馬射線能量高得多的 X 射線。

上面討論的內部轉換是一種 X 射線產生方法。 在這種情況下，產生的 x 射線具有離散能量，等於軌道電子傳輸的能級差。

帶電粒子在加速或減速時會發出電磁輻射。 發射的輻射量與粒子質量的四次方成反比。 因此，在所有其他條件相同的情況下，電子比質子等較重的粒子發射更多的 x 輻射。 X 射線系統通過在許多 kV 或 MV 的大電勢差上加速電子來產生 X 射線。 然後，電子在緻密的耐熱材料（例如鎢 (W)）中快速減速。

從此類系統發射的 X 射線的能量分佈在從大約零到減速前電子擁有的最大動能的光譜範圍內。 通常疊加在這個連續光譜上的是離散能量的 x 射線。 它們是在減速電子電離目標材料時產生的。 當其他軌道電子移動以填補電離後留下的空位時，它們會發射離散能量的 x 射線，類似於內部轉換後發射 x 射線的方式。 他們叫 特點 x 射線，因為它們是靶（陽極）材料的特徵。 有關典型的 X 射線光譜，請參見圖 7。 圖 8 描繪了一個典型的 X 射線管。

圖 7. X 射線光譜說明了當電子填充 W 的 K 殼層中的空穴時產生的特徵 x 射線的貢獻（x 射線的波長與其能量成反比）

X 射線與物質相互作用的方式與伽馬射線相同，但簡單的指數衰減方程式無法充分描述具有連續能量範圍的 X 射線的衰減（見圖 6）。 然而，由於較低能量的 x 射線在穿過材料時比較高能量的 x 射線從光束中移除的速度更快，因此對衰減的描述接近於指數函數。

圖 8. 帶有固定陽極和加熱燈絲的簡化 X 射線管

中子

通常，中子不是作為自然放射性衰變的直接結果而發射的。 它們是在核反應過程中產生的。 核反應堆產生的中子數量最多，但粒子加速器和稱為 (α, n) 源的特殊中子源也可以產生中子。

當核燃料中的鈾 (U) 原子核分裂或裂變時，核反應堆會產生中子。 事實上，中子的產生對於維持反應堆中的核裂變至關重要。

粒子加速器通過將帶電粒子（例如質子或電子）加速到高能量以轟擊目標中的穩定核來產生中子。 中子只是此類核反應產生的粒子之一。 例如，以下反應在加速氘離子轟擊鈹靶的迴旋加速器中產生中子：

與鈹混合的阿爾法發射器是便攜式中子源。 這些 (α, n) 源通過以下反應產生中子：

α粒子的來源可以是釙-210 (²¹⁰寶),
钚 239 (²³⁹Pu)和镅241(²⁴¹是）。

中子通常根據其能量進行分類，如表 1 所示。這種分類有些武斷，可能在不同情況下有所不同。

表 1. 中子按動能分類

存在許多中子與物質相互作用的可能模式，但出於輻射安全目的的兩種主要模式是彈性散射和中子俘獲。

彈性散射是將高能中子還原為熱能的方法。 高能中子主要通過彈性散射相互作用，通常不會引起裂變或通過中子俘獲產生放射性物質。 熱中子主要負責後一種類型的相互作用。

當中子與原子核相互作用並以減少的能量反彈時，就會發生彈性散射。 相互作用的原子核吸收了中子失去的動能。 以這種方式被激發後，原子核很快就會以伽馬輻射的形式放棄這種能量。

當中子最終達到熱能時（之所以這樣稱呼是因為中子與其環境處於熱平衡狀態），它很容易被大多數原子核捕獲。 不帶電荷的中子不會像質子那樣被帶正電的原子核排斥。 當熱中子接近原子核並進入強核力範圍內時，大約為幾個 fm (fm = 10 ^{- 15} 米），原子核俘獲中子。 結果可能是發射光子或其他粒子的放射性核，或者在可裂變核的情況下，例如 ²³⁵你和 ²³⁹Pu，捕獲核可以裂變成兩個更小的原子核和更多的中子。

運動學定律表明，如果彈性散射介質包含大量輕核，中子將更快地達到熱能。 與從重核反彈時相比，從輕核反彈的中子損失了更大比例的動能。 因此，水和含氫材料是減緩中子的最佳屏蔽材料。

單能中子束將在材料中呈指數衰減，服從類似於上面給出的光子方程式。 中子與給定原子核相互作用的概率用數量來描述 橫截面. 橫截面有面積單位。 橫截面的特殊單位是 穀倉 (b)，定義為：

沒有伴隨的伽馬射線和 X 射線，很難產生中子。 通常可以假設，如果存在中子，那麼高能光子也存在。

電離輻射源

原始放射性核素

原始放射性核素在自然界中存在，因為它們的半衰期與地球的年齡相當。 表 2 列出了最重要的原始放射性核素。

表 2. 原始放射性核素

鈾和釷同位素是一長串後代放射性同位素的首領，因此它們也是天然存在的。 圖 9，AC，說明了衰變鏈 ²³²， ²³⁸你和 ²³⁵U，分別。 由於 α 衰變在原子質量數 205 以上很常見，而 α 粒子的原子質量數為 4，因此重核有四個不同的衰變鏈。 這些鏈之一（見圖 9，D），用於 ²³⁷Np，在自然界中不存在。 這是因為它不含原始放射性核素（也就是說，這條鏈中沒有放射性核素的半衰期與地球年齡相當）。

圖 9. 衰變系列（Z = 原子序數；N = 原子質量數）    

 請注意，氡 (Rn) 同位素出現在每條鏈中 (²¹⁹， ²²⁰和 ²²²Rn）。 由於 Rn 是一種氣體，一旦產生 Rn，它就有機會從形成它的基質中逸出到大氣中。 然而，半衰期 ²¹⁹Rn 太短，無法讓大量的 Rn 到達呼吸區。 相對較短的半衰期 ²²⁰Rn 通常比 ²²²嗯。

不包括 Rn，人體外部的原始放射性核素平均每年向人類提供約 0.3 mSv 的有效劑量。 實際年有效劑量差異很大，主要取決於當地土壤中鈾和釷的濃度。 在世界上一些獨居石砂很常見的地方，一個人口的年有效劑量高達約 20 毫希沃特。 在其他地方，例如珊瑚環礁和靠近海邊的地方，該值可能低至 0.03 mSv（見圖 9）。

氡通常與其他天然存在的地面放射性核素分開考慮。 它從土壤滲入空氣。 一旦進入空氣，Rn 會進一步衰變為 Po、鉍 (Bi) 和 Pb 的放射性同位素。 這些後代放射性核素會附著在可能被吸入並困在肺部的塵埃顆粒上。 作為 α 發射體，它們將幾乎所有的輻射能量傳遞到肺部。 據估計，這種暴露造成的年平均肺當量劑量約為 20 毫希沃特。 該肺當量劑量相當於約 2 mSv 的全身有效劑量。 顯然，Rn 及其後代放射性核素是背景輻射有效劑量的最重要貢獻者（見圖 9）。

宇宙射線

宇宙輻射包括撞擊地球大氣層的來自地外的高能粒子（主要是粒子，主要是質子）。 它還包括二次粒子； 主要是光子、中子和介子，由初級粒子與大氣中的氣體相互作用產生。

由於這些相互作用，大氣層起到了抵禦宇宙輻射的屏障作用，這個屏障越薄，有效劑量率就越大。 因此，宇宙射線有效劑量率隨高度增加而增加。 例如，海拔 1,800 米處的劑量率大約是海平面處的兩倍。

由於初級宇宙輻射主要由帶電粒子組成，因此會受到地球磁場的影響。 生活在高緯度地區的人比靠近地球赤道的人接收到更多有效劑量的宇宙輻射。 由於這種影響而發生的變化是有序的
的10％。

最後，宇宙射線有效劑量率根據太陽宇宙射線輸出的調製而變化。 平均而言，宇宙射線對背景輻射全身有效劑量的貢獻約為0.3 mSv。

宇宙放射性核素

宇宙射線在大氣中產生宇宙成因放射性核素。 其中最突出的是氚（³H), 鈹-7 (⁷Be）、碳14（¹⁴C) 和 sodium-22 (²²吶）。 它們是由宇宙射線與大氣氣體相互作用產生的。 宇宙放射性核素提供約 0.01 mSv 的年有效劑量。 這大部分來自 ¹⁴C.

核輻射

從 1940 年代到 1960 年代，發生了大規模的地面核武器試驗。 這種測試產生了大量的放射性物質，並將它們散佈到世界各地的環境中。 餘波. 儘管這些碎片中的大部分已經衰變成穩定的同位素，但仍有少量殘留物將成為未來許多年的輻射源。 此外，繼續偶爾在大氣層中測試核武器的國家也增加了全球庫存。

目前有效劑量的主要沉降物貢獻者是鍶 90（⁹⁰Sr) 和銫 137 (¹³⁷Cs)，兩者的半衰期都在 30 年左右。 放射性塵埃的年平均有效劑量約為 0.05 毫希。

體內放射性物質

天然存在的放射性核素在人體內的沉積主要是由於吸入和攝入空氣、食物和水中的這些物質造成的。 此類核素包括 Pb、Po、Bi、Ra、K（鉀）、C、H、U 和 Th 的放射性同位素。 這些， ⁴⁰K 是最大的貢獻者。 沉積在體內的天然放射性核素對年有效劑量的貢獻約為 0.3 mSv。

機器產生的輻射

在治療藝術中使用 X 射線是暴露於機器產生的輻射的最大來源。 全世界有數百萬台醫用 X 射線系統在使用。 對這些醫用 X 射線系統的平均暴露在很大程度上取決於人群獲得護理的機會。 在發達國家，用於診斷和治療的 X 射線和放射性物質的醫療處方輻射的年平均有效劑量約為 1 毫希沃特。

X 射線是大多數高能物理粒子加速器的副產品，尤其是那些加速電子和正電子的粒子加速器。 然而，適當的屏蔽和安全預防措施加上有限的風險人群使得這種輻射暴露源不如上述源重要。

機制放射性核素

粒子加速器可以通過核反應產生大量不同數量的放射性核素。 加速粒子包括質子、氘核（²H核）、α粒子、帶電介子、重離子等。 目標材料幾乎可以由任何同位素製成。

粒子加速器實際上是正電子發射放射性同位素的唯一來源。 （核反應堆往往會產生富含中子的放射性同位素，這些放射性同位素會因負電子發射而衰變。）它們也越來越多地用於生產短壽命的醫療同位素，尤其是正電子發射斷層掃描 (PET)。

技術增強的材料和消費品

X 射線和放射性物質在大量現代操作中出現，需要和不需要。 表 3 列出了這些輻射源。

表 3. 技術增強型材料和消費品對相關人群有效劑量的來源和估計

資料來源：NCRP 1987。

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輻射設施的基本設計特點

與輻射源的處理和使用相關的危險需要採用傳統實驗室或工作區域不需要的特殊設計和構造。 這些特殊的設計特點被納入，以便設施工作人員不會受到不當的阻礙，同時確保他或她不會暴露在不適當的外部或內部輻射危害中。

進入可能發生輻射源或放射性物質照射的所有區域必須不僅對可能被允許進入此類工作區域的設施工作人員進行控制，而且還對他們應該穿的衣服或防護設備的類型進行控制穿著和他們在受控區域應該採取的預防措施。 在此類控制措施的管理中，它有助於根據電離輻射的存在、放射性污染的存在或兩者對輻射工作區域進行分類。 在早期規劃階段引入此類工作區分類概念將使設施具有降低輻射源操作危險性所需的所有功能。

工作區域和實驗室類型的分類

工作區域分類的基礎是根據每單位活度的相對放射毒性對放射性核素進行分組。 I 組應歸為極高毒性放射性核素，II 組為中高毒性放射性核素，III 組為中等毒性放射性核素，IV 組為低毒性放射性核素。 表 1 顯示了許多放射性核素的毒性組分類。

表 1. 根據每單位活度的相對放射毒性分類的放射性核素

（國際原子能機構 1973）

根據放射毒性考慮、將在工作區處理的放射性材料的數量或數量以及所涉及的操作類型，可以設想三種廣泛類型的實驗室。

表 2 按類型描述了實驗室並提供了每種類型的示例。 表 3 顯示了實驗室的類型以及工作區域分類和訪問控制 (IAEA 1973)。

表 2. 工作區分類

（國際原子能機構 1977 年，國際原子能機構 1973 年）

表 3. 處理放射性物質的實驗室分類

（國際原子能機構 1977 年，國際原子能機構 1973 年）

使用放射性物質所涉及的危險不僅取決於放射性毒性或化學毒性的水平和放射性核素的活度，而且還取決於放射性物質的物理和化學形式以及所執行的操作或程序的性質和復雜性。

輻射設施在建築物中的位置

當輻射設施是大型建築物的一部分時，在決定此類設施的位置時應牢記以下幾點：

• 輻射設施應設在建築物中相對不常去的地方，以便容易控制進入該區域。
• 所選區域發生火災的可能性應最小。
• 輻射設施的位置以及提供的供暖和通風應盡量減少表面和空氣傳播放射性污染的可能性。
• 應審慎選擇輻射設施的位置，以便以最少的屏蔽費用，將附近的輻射水平有效地維持在既定限度內。

輻射設施規劃

在設想活動水平分級的情況下，實驗室的位置應能夠逐漸進入存在高輻射或放射性污染水平的區域； 即先進入無輻射區，再進入低活度區，再進入中活度區，依次類推。

通過使用罩子或手套箱來處理未密封的放射性物質源，可以避免在小型實驗室中對通風進行精細控制的需要。 然而，通風系統的設計應允許空氣在一個方向流動，使得空氣中的任何放射性物質都會從輻射工作人員身邊流走。 氣流應始終從未受污染的區域流向受污染或可能受污染的區域。

對於低到中等放射性的非密封源的處理，通過防護罩開口的平均空氣速度必須約為 0.5 毫秒 ^{- 1}. 對於高放射性或高水平放射性，通過開口的空氣速度應提高到平均 0.6 至
1.0毫秒 ^{- 1}. 然而，過高的空氣速度會從敞開的容器中吸出放射性物質並污染整個引擎蓋區域。

通風櫃在實驗室中的放置對於交叉氣流很重要。 一般來說，通風櫃的位置應遠離供應或補充空氣必須進入的門口。 雙速風扇允許在使用抽油煙機時以較高的風速運行，而在關閉時以較低的風速運行。

任何通風系統的目的應該是：

• 提供舒適的工作條件
• 提供連續換氣（每小時換氣三到五次），以去除和稀釋不需要的空氣污染物
• 盡量減少對建築物和環境其他區域的污染。

在輻射設施的設計中，可以通過採用某些簡單的措施將重屏蔽要求降至最低。 例如，對於放射治療、加速器、中子發生器或全景輻射源，迷宮可以減少對沉重鉛襯門的需求。 在不直接位於有用光束中的區域中逐漸減小主要防護屏障，或者將設施部分或完全置於地下，可以顯著減少所需的屏蔽量。

必須特別注意觀察窗、地下管道電纜和通風系統擋板的正確定位。 觀察窗應僅攔截散射輻射。 更好的是閉路電視，還能提高效率。

工作區域內的表面處理

所有原始表面，如石膏、混凝土、木材等，都應該用合適的材料永久密封。 材料的選擇應考慮以下因素：

• 提供光滑的化學惰性表面
• 表面可能暴露的溫度、濕度和機械磨損等環境條件
• 與表面暴露的輻射場相容
• 損壞時易於維修的需要。

不建議使用普通油漆、清漆和漆來覆蓋磨損表面。 如果發生污染並需要去污，使用易於去除的表面材料可能會有所幫助。 然而，去除這些材料有時會很困難而且很麻煩。

水喉水務工程

水槽、洗手盆和地漏應正確標記。 可以清洗被污染的手的洗手盆應該有膝控或腳控水龍頭。 如果需要，使用可以輕鬆去污或更換的管道來減少維護可能是經濟的。 在某些情況下，可能建議安裝地下儲罐或儲罐以控制液態放射性物質的處置。

輻射屏蔽設計

屏蔽對於減少設施工作人員和公眾成員的輻射暴露很重要。 屏蔽要求取決於許多因素，包括輻射工作人員或公眾暴露於輻射源的時間以及輻射源和輻射場的類型和能量。

在輻射屏蔽設計中，屏蔽材料應盡量靠近輻射源放置。 必須對有關的每種類型的輻射進行單獨的屏蔽考慮。

屏蔽設計可能是一項複雜的任務。 例如，使用計算機模擬加速器、反應堆和其他高水平輻射源的屏蔽超出了本文的範圍。 對於復雜的屏蔽設計，應始終諮詢合格的專家。

伽馬源屏蔽

γ 輻射的衰減與 α 或 β 輻射的衰減在性質上是不同的。 這兩種類型的輻射在物質中都有一定的範圍並且被完全吸收。 另一方面，伽馬輻射的強度可以通過越來越厚的吸收體來降低，但它不能被完全吸收。 如果單能伽馬射線的衰減是在良好的幾何條件下測量的（即，輻射在窄光束中被很好地准直），則強度數據在繪製在半對數圖上與吸收體厚度時，將位於一條直線上斜率等於衰減
係數，μ。

通過吸收體傳輸的強度或吸收劑量率可以計算如下：

I_（t）的 = I_（0）e ^{- μ t}

哪裡 I(t) 是透過厚度為 的吸收體的伽馬射線強度或吸收劑量率 t.

μ 的單位和 t 互為倒數。 如果吸波器厚度 t 單位為cm，則μ為線性衰減係數，單位為cm ^{- 1}。 如果 t 面密度單位 (g/cm²), 則 μ 為質量衰減係數 μ_m 並且有厘米的單位²/G。

作為使用面密度的一階近似值，所有材料對能量介於 0.75 和 5.0 MeV（兆電子伏特）之間的光子具有大致相同的光子衰減特性。 在此能量範圍內，伽馬屏蔽性能與屏蔽材料的密度大致成正比。 對於給定的面密度，對於較低或較高的光子能量，較高原子序數的吸收劑比較低原子序數的吸收劑提供更有效的屏蔽。

在幾何形狀較差的情況下（例如，對於寬光束或厚屏蔽），上述方程將大大低估所需的屏蔽厚度，因為它假設與屏蔽相互作用的每個光子將從光束中移除而不是檢測到。 大量光子可能會被屏蔽散射到檢測器中，或者已經散射出光束的光子可能會在第二次相互作用後散射迴光束中。

幾何形狀較差條件下的屏蔽層厚度可以通過使用累積因子來估算 B 可以估計如下：

I_（t）的 = I_（0）Be ^{- μ t}

累積因子總是大於一，並且可以定義為光子輻射強度的比率，包括光束中任何一點的初級和散射輻射，僅在那一點。 累積因子可能適用於輻射通量或吸收劑量率。

已經針對各種光子能量和各種吸收體計算了累積因子。 許多圖表或表格給出了鬆弛長度方面的屏蔽層厚度。 弛豫長度是將窄光束衰減至其原始強度的 1/e（約 37%）的屏蔽層厚度。 因此，一個弛豫長度在數值上等於線性衰減係數的倒數（即 1/μ）。

當引入初級光子束時，將吸收劑量率降低一半的吸收體的厚度稱為半值層 (HVL) 或半值厚度 (HVT)。 HVL 可計算如下：

HVL = ln2 / μ

所需的光子屏蔽厚度可以通過在計算所需的屏蔽時假設窄束或良好的幾何形狀來估算，然後增加一個 HVL 找到的值以考慮累積。

當被引入初級光子束中時，將吸收劑量率降低十分之一的吸收體的厚度稱為十分值層 (TVL)。 3.32 TVL 約等於 XNUMX HVL，因為：

ln10 / ln2 ≈ 3.32

TVL 和 HVL 的值已針對各種光子能量和幾種常見的屏蔽材料（例如，鉛、鋼和混凝土）製成表格（Schaeffer 1973）。

點源的強度或吸收劑量率服從平方反比定律，可計算如下：

哪裡 I_i 是距離處的光子強度或吸收劑量率 d_i 從源頭上。

醫療和非醫療 X 射線設備屏蔽

X 射線設備的屏蔽分為兩類：源屏蔽和結構屏蔽。 源屏蔽通常由 X 射線管外殼的製造商提供。

安全法規規定了一種用於醫療診斷 X 射線設備的保護管外殼，另一種類型用於醫療 X 射線治療設備。 對於非醫用 X 射線設備，管殼和 X 射線設備的其他部分（例如變壓器）都被屏蔽，以將洩漏的 X 射線輻射降低到可接受的水平。

所有 X 光機，無論是醫用還是非醫用，都有保護管外殼，旨在限制洩漏輻射量。 這些管殼規範中使用的洩漏輻射是指除有用光束外所有來自管殼的輻射。

X 射線設施的結構屏蔽提供對有用或初級 X 射線束、洩漏輻射和散射輻射的保護。 它包括 X 射線設備和被照射的物體。

散射輻射量取決於 X 射線場大小、有用光束的能量、散射介質的有效原子序數以及入射有用光束與散射方向之間的角度。

一個關鍵的設計參數是設施工作量（W):

哪裡 W 是每週的工作量，通常以每週 mA-min 為單位； E 是管電流乘以每次觀察的曝光時間，通常以 mA s 為單位； N_v 是每個患者或受照射物體的視圖數； N_p 是每週患者或物體的數量，並且 k 是一個轉換因子（1 分鐘除以 60 秒）。

另一個關鍵設計參數是使用係數 U_n 用於牆壁（或地板或天花板） n. 這堵牆可以保護任何占用的區域，例如控制室、辦公室或等候室。 使用係數由下式給出：

哪裡， N_v,n 是主 x 射線束指向牆壁的視圖數 n.

給定 X 射線設施的結構屏蔽要求由以下因素決定：

• x 射線管工作時的最大管電勢，以千伏峰值 (kVp) 為單位
• x 射線系統運行時的最大射束電流，以 mA 為單位
• 工作量（W)，它是以合適的單位（通常是每週 mA-min）衡量 X 射線系統的使用量
• 使用係數（U)，這是工作量的一部分，在此期間有用波束指向感興趣的方向
• 佔用係數（T)，這是工作量應乘以的因數，以校正受保護區域的佔用程度或類型
• 最大允許劑量當量率（P) 對受控區和非受控區的人（典型的吸收劑量限值是一周內受控區為 1 mGy，非受控區一周內為 0.1 mGy）
• 屏蔽材料的類型（例如，鉛或混凝土）
• 距離 （d) 從源頭到受保護的位置。

考慮到這些因素，主光束比或傳輸因子的值 K 在一米處以 mGy 每 mA-min 為單位：

X 射線設施的屏蔽必須構造成保護不會被接頭削弱； 通過穿過屏障的管道、管道等的開口； 或通過管道、服務箱等嵌入屏障中。 屏蔽層不僅應覆蓋服務盒的背面，還應覆蓋側面，或充分延伸以提供同等保護。 穿過障礙物的管道應有足夠的彎曲度，以將輻射降低到所需水平。 觀察窗必須具有與它們所在的隔板（屏障）或門所需的屏蔽等效的屏蔽。

放射治療設施可能需要門聯鎖裝置、警示燈、閉路電視或在設施內的任何人和操作員之間進行聽覺（例如語音或蜂鳴器）和視覺通信的裝置。

保護屏障有兩種類型：

1. 初級保護屏障，足以將初級（有用）光束衰減到所需水平
2. 二級保護屏障，足以將洩漏、散射和雜散輻射衰減到所需水平。

要設計二級保護屏障，請分別計算保護每個組件所需的厚度。 如果所需的厚度大致相同，則將額外的 HVL 添加到最大計算厚度。 如果計算厚度之間的最大差異是一個 TVL 或更多，則計算值中最厚的值就足夠了。

散射輻射強度取決於散射角、有用光束的能量、射野大小或散射面積，以及對象組成。

在設計二級保護屏障時，做出了以下簡化的保守假設：

1. 當在 500 kV 或更低電壓下產生 X 射線時，散射輻射的能量等於有用光束的能量。
2. 散射後，電壓大於500kV產生的束流的X射線能譜退化為500kV束流，距散射體1m、90度處的吸收劑量率為散射體的0.1%。散射點的有用光束。

散射輻射的傳輸關係用散射傳輸因子 (K_μx) 單位為 mGy•m² (毫安分鐘) ^{- 1}:

哪裡 P 是最大每週吸收劑量率（以 mGy 為單位）， d_SCAT 是x射線管目標與物體（患者）的距離， d_秒 是從散射體（物體）到次要屏障要屏蔽的興趣點的距離， a 是散射輻射與入射輻射之比， f 是實際散射場大小（以 cm 為單位²）， F 是解釋 x 射線輸出隨電壓增加這一事實的一個因素。 較小的值 K_μx 需要更厚的防護罩。

洩漏衰減係數 B_LX 對於診斷 X 射線系統，計算如下：

哪裡 d 是從管目標到興趣點的距離和 I 是以 mA 為單位的管電流。

在 500 kV 或更低電壓下工作的治療 X 射線系統的勢壘衰減關係由下式給出：

對於在大於 500 kV 的電勢下工作的治療 X 射線管，洩漏通常限制在 0.1 m 處有用光束強度的 1%。 這種情況下的衰減因子是：

哪裡 X_n 是以 1 mA 管電流工作的治療 X 射線管在 1 m 處的吸收劑量率（以 mGy/h 為單位）。

數量 n 獲得所需衰減所需的 HVL B_LX 從關係中獲得：

or

β粒子屏蔽

在為高能 β 發射器設計屏蔽時必須考慮兩個因素。 它們本身就是 β 粒子， 軔致輻射 由源和防護罩中吸收的 β 粒子產生。 軔致輻射 由高速帶電粒子快速減速時產生的 X 射線光子組成。

因此，β 盾通常由低原子序數的物質組成（以最小化 軔致輻射 production），它的厚度足以阻止所有的 β 粒子。 其次是高原子序數的材料，其厚度足以衰減 軔致輻射 到可接受的水平。 （顛倒盾牌的順序增加 軔致輻射 第一個護盾的產量太高以至於第二個護盾可能無法提供足夠的保護。）

為了估計的目的 軔致輻射 危險，可以使用以下關係：

哪裡 f 是轉化為光子的入射 β 能量的分數， Z 是吸收劑的原子序數，和 E_β 是以 MeV 為單位的 β 粒子能譜的最大能量。 為確保充分保護，通常假定所有 軔致輻射 光子具有最大能量。

軔致輻射 遠距離通量 F d 從 beta 源可以估計如下：

`E_β 是平均 β 粒子能量，可以通過以下方式估算：

範圍 R_β 以面密度為單位的 β 粒子數 (mg/cm²) 對於能量在 0.01 和 2.5 MeV 之間的 β 粒子，可以如下估算：

哪裡 R_β 單位為毫克/厘米² 和 E_β 以 MeV 為單位。

為 E_β>2.5 MeV，β粒子範圍 R_β 可以估計如下：

哪裡 R_β 單位為毫克/厘米² 和 E_β 以 MeV 為單位。

阿爾法粒子屏蔽

阿爾法粒子是穿透力最低的電離輻射。 由於其相互作用的隨機性，單個 α 粒子的範圍在標稱值之間變化，如圖 1 所示。α 粒子的範圍可以用不同的方式表示：最小、平均、外推或最大範圍. 平均射程可最準確地確定，對應於“平均”α 粒子的射程，並且最常使用。

圖 1. α 粒子的典型射程分佈

空氣是最常用的吸收介質，用於指定 alpha 粒子的範圍-能量關係。 對於阿爾法能量 E_α 小於約 4 MeV， R_α 在空氣中大約為：

哪裡 R_α 以厘米為單位， E_α 以兆伏為單位。

為 E_α 在 4 到 8 MeV 之間， R_α 在空氣中大約為：

哪裡 R_α 以厘米為單位， E_α 以兆伏為單位。

任何其他介質中的 alpha 粒子範圍可以從以下關係估計：

R_α （在其他介質中；mg/cm²) » 0.56 A^1/3 R_α （在空氣中；厘米）其中 A 是介質的原子序數。

中子屏蔽

作為中子屏蔽的一般經驗法則，中子能量達到平衡，然後在屏蔽材料的一兩個弛豫長度後保持恆定。 因此，對於比幾個弛豫長度厚的屏蔽，混凝土或鐵屏蔽外的劑量當量將隨著 120 g/cm 的弛豫長度而衰減² 或 145 克/厘米²分別。

彈性散射引起的中子能量損失需要氫屏蔽以在中子慢化或減速時最大化能量轉移。 對於高於 10 MeV 的中子能量，非彈性過程可有效衰減中子。

與核動力反應堆一樣，高能加速器需要厚重的防護罩來保護工作人員。 工作人員的大部分劑量當量來自維護操作期間接觸活性放射性物質。 激活產物在加速器的組件和支持系統中產生。

工作場所環境監測

有必要分別處理工作場所環境的常規和操作監控程序的設計。 將設計特殊的監測計劃以實現特定目標。 籠統地設計程序是不可取的。

外輻射常規監測

制定工作場所外輻射常規監測計劃的一個重要部分是在新輻射源或新設施投入使用時，或在已經或可能已經發生任何實質性變化時進行全面調查。在現有安裝中製作。

常規監測的頻率是根據輻射環境的預期變化來確定的。 如果在工作場所對防護設備或流程進行的改動很小或不大，則很少需要對工作場所進行常規輻射監測以進行審查。 如果輻射場快速且不可預測地增加到潛在的危險水平，則需要區域輻射監測和預警系統。

外輻射運行監測

操作監測程序的設計在很大程度上取決於要進行的操作是否影響輻射場，或者輻射場是否在整個正常操作過程中保持基本恆定。 這種調查的詳細設計主要取決於操作的形式和進行的條件。

表面污染的常規監測

表面污染常規監測的傳統方法是以經驗決定的頻率監測一個區域中具有代表性的部分錶面。 如果操作可能導致相當大的表面污染，並且工作人員可能在一次事件中將大量放射性物質帶出工作區域，則應使用入口污染監測器來補充常規監測。

表面污染的運行監測

一種運行監測形式是在物品離開輻射控制區時對其進行污染調查。 這種監測必須包括工人的手腳。

表面污染監測計劃的主要目標是：

• 協助防止放射性污染的擴散
• 檢測遏制失敗或偏離良好操作程序
• 將表面污染限制在良好內務管理的一般標準足以將輻射暴露保持在可合理實現的盡可能低的水平，並避免因衣服和皮膚污染造成的過度暴露
• 為個人優化計劃的規劃、空氣監測和定義操作程序提供信息。

空氣污染監測

空氣中放射性物質的監測很重要，因為吸入通常是輻射工作人員攝入此類物質的最重要途徑。

在以下情況下，需要定期監測工作場所的空氣污染：

• 當大量處理氣態或揮發性物質時
• 當在此類操作中處理任何放射性物質導致工作場所經常受到嚴重污染時
• 在處理中度至高度毒性的放射性物質時
• 在醫院處理未密封的治療性放射性核素時
• 在使用熱室、反應器和關鍵組件期間。

當需要空氣監測程序時，它必須：

• 能夠評估輻射工作人員吸入放射性物質的可能上限
• 能夠提請注意意外的空氣傳播污染，以便可以保護輻射工作人員並採取補救措施
• 為內部污染個人監測計劃的規劃提供信息。

最常見的空氣污染監測形式是在選定的一些位置使用空氣採樣器，這些位置被選擇為能夠合理代表輻射工作人員的呼吸區。 可能需要使用個人空氣或翻領採樣器使樣本更準確地代表呼吸區域。

輻射和放射性污染的檢測和測量

通過擦拭和儀器調查檯面、地板、衣服、皮膚和其他表面的監測或調查充其量是定性程序。 很難使它們高度量化。 使用的儀器通常是檢測類型而不是測量設備。 由於涉及的放射性量通常很小，因此儀器的靈敏度應該很高。

污染檢測器的便攜性要求取決於它們的預期用途。 如果儀器用於實驗室表面的通用監測，則需要便攜式儀器。 如果儀器用於特定用途，即可以將要監測的項目帶到儀器上，那麼便攜性就沒有必要了。 服裝監測器和手和鞋監測器通常是不可攜帶的。

計數率儀器和監視器通常包含儀表讀數和音頻輸出或耳機插孔。 表 4 確定了可用於檢測放射性污染的儀器離子.+

表 4. 污染檢測儀器

¹ CPM = 每分鐘計數。
² 很少有表面監測器適合檢測氚（³H）。 由液體閃爍裝置計數的擦拭試驗適用於檢測氚污染。
³ GM = Geiger-Muller countrate meter。

阿爾法污染探測器

α 檢測器的靈敏度由其窗口面積和窗口厚度決定。 一般開窗面積為50cm² 或更大，窗口面密度為 1 mg/cm² 或更少。 α 污染監測器應對 β 和 γ 輻射不敏感，以盡量減少背景干擾。 這通常是通過計數電路中的脈衝高度鑑別來實現的。

便攜式 alpha 監視器可以是氣體比例計數器或硫化鋅閃爍計數器。

貝塔污染檢測器

幾種類型的便攜式 β 監測器可用於檢測 β 粒子污染。 Geiger-Mueller (GM) 計數率計通常需要一個薄窗口（面密度在 1 到 40 mg/cm²). 閃爍（蒽或塑料）計數器對 β 粒子非常敏感，對光子相對不敏感。 便攜式貝塔計數器一般不能用於監測氚（³H) 污染，因為氚 β 粒子能量非常低。

所有用於 β 污染監測的儀器也對背景輻射有反應。 在解釋儀器讀數時必須考慮到這一點。

當存在高背景輻射水平時，用於污染監測的便攜式計數器的價值有限，因為它們不會指示最初高計數率的小幅增加。 在這些條件下，建議進行塗抹或擦拭測試。

伽馬污染探測器

由於大多數伽馬發射器也發射 β 粒子，因此大多數污染監測器將同時檢測 β 和 γ 輻射。 通常的做法是使用對兩種類型的輻射都敏感的檢測器以提高靈敏度，因為 β 粒子的檢測效率通常高於 γ 射線。 塑料閃爍體或碘化鈉 (NaI) 晶體比 GM 計數器對光子更敏感，因此推薦用於檢測伽馬射線。

空氣採樣器和監測器

可通過以下方法對顆粒進行採樣：沉降、過濾、衝擊和靜電或熱沉澱。 然而，空氣中的微粒污染通常通過過濾進行監測（將空氣泵入過濾介質並測量過濾器上的放射性）。 採樣流速一般大於0.03 m³/分鐘。 然而，大多數實驗室的採樣流量不超過0.3 m³/分鐘。 特定類型的空氣採樣器包括“抓取”採樣器和連續空氣監測器 (CAM)。 CAM 可配備固定或移動濾紙。 CAM 應該包括警報，因為它的主要功能是警告空氣污染的變化。

由於 α 粒子的射程非常短，因此必須使用表面負載過濾器（例如膜過濾器）來測量 α 粒子污染。 收集的樣品必須很薄。 必須考慮收集和測量之間的時間，以考慮氡 (Rn) 後代的衰變。

放射性碘如 ¹²³I, ¹²⁵我和 ¹³¹I 可以用濾紙檢測（特別是如果紙上裝有木炭或硝酸銀），因為一些碘會沉積在濾紙上。 然而，定量測量需要活性炭或銀沸石捕集器或罐來提供有效吸收。

含氚水和氚氣是氚污染的主要形式。 儘管含氚水對大多數濾紙有一定的親和力，但濾紙技術對含氚水取樣不是很有效。 最靈敏和準確的測量方法包括吸收氚化水蒸氣冷凝物。 使用 Kanne 室（流通式電離室）可以有效地測量空氣中的氚（例如，氫氣、碳氫化合物或水蒸氣）。 從空氣樣品中吸收氚化水蒸氣可以通過使樣品通過含有矽膠分子篩的捕集器或通過蒸餾水使樣品鼓泡來完成。

根據操作或過程，可能需要監測放射性氣體。 這可以通過 Kanne 室來完成。 最常用的吸收採樣裝置是微動氣體洗滌器和撞擊器。 許多氣體也可以通過將空氣冷卻到氣體的冰點以下並收集冷凝物來收集。 這種收集方法最常用於氧化氚和惰性氣體。

有多種方法可以獲取抓取樣本。 所選擇的方法應適用於要取樣的氣體和所需的分析或測量方法。

污水監測

流出物監測是指在其釋放到環境的點測量放射性。 由於採樣位置的受控性質，它相對容易實現，採樣位置通常位於通過煙囪或液體排放管線排放的廢物流中。

可能需要持續監測空氣中的放射性。 除了樣品收集裝置（通常是過濾器）之外，空氣中顆粒物的典型採樣裝置還包括空氣移動裝置、流量計和相關管道。 空氣移動裝置位於樣品收集器的下游； 也就是說，空氣首先通過採樣收集器，然後通過採樣系統的其餘部分。 採樣管路，尤其是採樣收集器系統之前的採樣管路，應盡可能短，並且沒有急彎、湍流區域或氣流阻力。 應使用在適當壓降範圍內的恆定體積進行空氣採樣。 放射性氙 (Xe) 或氪 (Kr) 同位素的連續採樣是通過吸附在活性炭上或通過低溫方式完成的。 Lucas 池是最古老的技術之一，並且仍然是測量 Rn 濃度最流行的方法。

有時需要連續監測液體和廢物管線中的放射性物質。 來自熱實驗室、核醫學實驗室和反應堆冷卻劑管線的廢液管線就是例子。 然而，可以通過對與流出物流速成比例的小樣本進行常規實驗室分析來進行連續監測。 可以使用定期等分或連續提取少量液體的採樣器。

取樣是確定儲罐中放射性物質濃度的常用方法。 必須在再循環後取樣，以便將測量結果與允許的排放率進行比較。

理想情況下，污水監測和環境監測的結果將非常一致，後者可以藉助各種途徑模型從前者計算得出。 然而，必須承認並強調，流出物監測，無論多好或多廣泛，都不能替代對環境中放射性條件的實際測量。

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本文描述了輻射安全計劃的各個方面。 輻射安全的目標是消除或盡量減少電離輻射和放射性物質對工作人員、公眾和環境的有害影響，同時允許它們的有益用途。

大多數輻射安全計劃不必實施下述每一項要素。 輻射安全計劃的設計取決於所涉及的電離輻射源的類型及其使用方式。

輻射安全原則

國際輻射防護委員會（ICRP）提出以下原則應指導電離輻射的使用和輻射安全標準的應用：

1. 不應採用涉及輻射照射的實踐，除非它能為受照射的個人或社會帶來足夠的利益，以抵消它造成的輻射危害（ 實踐的正當性).
2. 關於實踐中的任何特定來源，個人劑量的大小、受照人數以及發生受照的可能性（如果這些都不確定）都應保持合理可達到的最低水平（ALARA）、經濟的和社會因素被考慮在內。 該程序應受到對個人劑量的限制（劑量約束），以限制可能由固有的經濟和社會判斷（ 保護優化).
3. 由於所有相關實踐的組合而導致的個人照射應受劑量限制，或在潛在照射的情況下對風險進行某種控制。 這些旨在確保在任何正常情況下，沒有人會受到這些做法被認為不可接受的輻射風險。 並非所有源都可以通過在源處採取行動進行控制，在選擇劑量限值之前，有必要指定相關的源包括在內（個人劑量和風險限制).

輻射安全標準

存在針對工人和公眾的輻射暴露以及放射性核素年度攝入量限值 (ALI) 的標準。 空氣和水中放射性核素的濃度標準可以從 ALI 中導出。

ICRP 已發布了大量的 ALI 表格以及導出的空氣和水濃度。 表 1 總結了其推薦的劑量限制。

表 1. 國際輻射防護委員會推薦的劑量限值¹

¹ 該限值適用於特定時期外照射的相關劑量與同期攝入的 50 年待積劑量（兒童至 70 歲）的總和。

² 進一步規定任何一年的有效劑量不得超過 50 毫希沃特。 其他限制適用於孕婦的職業暴露。

³ 特殊情況下，單年有效劑量可允許較高值，但 5 年平均值不超過 1 mSv/年。

⁴ 對有效劑量的限制為皮膚提供了足夠的保護，使其免受隨機效應的影響。 為了防止確定性效應，局部暴露需要額外的限制。

劑量學

劑量測定用於指示工作人員從 外部 他們可能暴露的輻射場。 劑量計的特徵在於設備類型、它們測量的輻射類型以及要指示吸收劑量的身體部位。

三種主要類型的劑量計是最常用的。 它們是熱釋光劑量計、薄膜劑量計和電離室。 其他類型的劑量計（此處未討論）包括裂變箔、徑跡蝕刻裝置和塑料“氣泡”劑量計。

熱釋光劑量計是最常用的人員劑量計類型。 他們利用的原理是，當某些材料從電離輻射中吸收能量時，它們會將能量存儲起來，以便稍後在加熱材料時可以以光的形式回收。 在很大程度上，釋放的光量與從電離輻射中吸收的能量成正比，因此與材料接收的吸收劑量成正比。 這種比例在非常寬的電離輻射能量和吸收劑量率範圍內有效。

精確處理熱釋光劑量計需要特殊設備。 讀取熱釋光劑量計會破壞其中包含的劑量信息。 然而，經過適當的處理後，熱釋光劑量計可以重複使用。

用於熱釋光劑量計的材料必須對其發出的光透明。 用於熱釋光劑量計的最常見材料是氟化鋰 (LiF) 和氟化鈣 (CaF₂). 這些材料可以摻雜其他材料或由特定的同位素組成製成，用於特殊目的，例如中子劑量測定。

許多劑量計包含幾個熱釋光芯片，在它們前面有不同的過濾器，可以區分能量和輻射類型。

在熱釋光劑量測定變得普遍之前，膠片是最流行的人員劑量測定材料。 膠片變暗的程度取決於從電離輻射中吸收的能量，但這種關係不是線性的。 薄膜響應對總吸收劑量、吸收劑量率和輻射能量的依賴性大於熱釋光劑量計的響應，並且會限制薄膜的適用範圍。 然而，膠片的優點是可以永久記錄它所暴露的吸收劑量。

各種薄膜配方和過濾器佈置可用於特殊目的，例如中子劑量測定。 與熱釋光劑量計一樣，需要特殊設備才能進行正確分析。

薄膜通常比熱致發光材料對環境濕度和溫度敏感得多，並且在不利條件下會給出錯誤的高讀數。 另一方面，熱釋光劑量計指示的劑量當量可能會受到掉落在硬表面上的衝擊的影響。

只有最大的組織運營自己的劑量測定服務。 大多數人從專門提供這些服務的公司獲得此類服務。 重要的是，此類公司必須獲得適當的獨立機構的許可或認可，以確保准確的劑量測定結果。

自讀式小型電離室，也稱為 口袋室, 用於獲取即時劑量測定信息。 當人員必須進入高輻射或極高輻射區域時，通常需要使用它們，人員在這些區域可能會在短時間內接受大量吸收劑量。 袋裝腔室通常在本地進行校準，並且它們對沖擊非常敏感。 因此，它們應該始終輔以熱釋光或膠片劑量計，它們更準確、更可靠，但不能立即提供結果。

當工作人員有合理的概率累積全身或身體某些部位的最大允許劑量當量的一定百分比（通常為 5 或 10%）時，需要對他進行劑量測定。

全身劑量計應佩戴在肩部和腰部之間的某個位置，預計該位置的暴露量最高。 當暴露條件允許時，其他劑量計可以戴在手指或手腕上、腹部、額頭上的帶子或帽子上或衣領上，以評估四肢、胎兒或胚胎、甲狀腺或眼睛的鏡片。 請參閱有關劑量計是否應佩戴在鉛圍裙、手套和項圈等防護服內部或外部的適當監管指南。

人員劑量計僅指示 劑量計 被曝光了。 對於小的、微不足道的劑量，將劑量計劑量當量分配給人體或人體器官是可以接受的，但對於大劑量計劑量，尤其是那些大大超過監管標準的劑量計，應對劑量計放置和實際輻射場進行仔細分析工人在估計劑量時被暴露 工人 實際收到。 作為調查的一部分，應從工人那裡獲得一份聲明，並將其包含在記錄中。 然而，通常情況下，非常大的劑量計劑量是劑量計在未佩戴時故意輻射暴露的結果。

生物測定

生物測定 （也叫 放射生物測定法)指確定種類、數量或濃度，以及在某些情況下確定放射性物質在人體中的位置，無論是通過直接測量(体内 計數）或通過分析和評估從人體排泄或去除的物質。

生物測定通常用於評估由於放射性物質進入人體而導致的工人劑量當量。 它還可以表明為防止此類攝入而採取的積極措施的有效性。 更少見的是，它可用於估計工人從大量外部輻射照射中受到的劑量（例如，通過計算白細胞或染色體缺陷）。

當有合理的可能性存在工人可能攝入或已經攝入超過一定百分比（通常為 5 或 10%）的放射性核素 ALI 時，必須進行生物測定。 在體內尋找的放射性核素的化學和物理形式決定了檢測它所需的生物測定類型。

生物測定可以包括分析從身體（例如，尿液、糞便、血液或毛髮）中提取的樣本的放射性同位素。 在這種情況下，樣品中的放射性量可能與人體內的放射性有關，並隨後與人的身體或某些器官已經接收或將要接收的輻射劑量相關。 尿液中的氚生物測定就是此類生物測定的一個例子。

全身或部分身體掃描可用於檢測放射出 x 或 γ 射線能量的放射性核素，這些能量可在體外合理檢測到。 碘 131 的甲狀腺生物測定 (¹³¹I) 是此類生物測定的一個例子。

可以在內部進行生物測定，或者可以將樣品或人員送到專門從事要進行的生物測定的設施或組織。 在任何一種情況下，設備的正確校準和實驗室程序的認證對於確保准確、精確和可靠的生物測定結果都是必不可少的。

防護服

雇主向工人提供防護服，以減少工人或其衣服受到放射性污染的可能性，或部分保護工人免受 β、x 或 γ 輻射。 前者的例子是防污染衣服、手套、頭罩和靴子。 後者的例子是含鉛圍裙、手套和眼鏡。

呼吸系統防護

呼吸保護裝置是一種裝置，例如呼吸器，用於減少工作人員吸入空氣中的放射性物質。

雇主必須在可行的範圍內使用過程或其他工程控制（例如，密封或通風）來限制空氣中放射性物質的濃度。 當這不可能將空氣中放射性物質的濃度控制在低於定義空氣放射性區域的值時，雇主在保持總有效劑量當量 ALARA 的同時，必須增加監測並限制攝入量的一種或多種以下是指：

• 訪問控制
• 曝光時間的限制
• 呼吸保護設備的使用
• 其他控件。

發給工人的呼吸保護設備必須符合此類設備適用的國家標準。

雇主必須實施和維護呼吸保護計劃，其中包括：

• 足以識別潛在危險的空氣採樣，允許適當的設備選擇和估計暴露
• 酌情進行調查和生物測定，以評估實際攝入量
• 在每次使用前立即測試呼吸器的可操作性
• 關於呼吸器的選擇、安裝、發放、維護和測試的書面程序，包括每次使用前的可操作性測試； 人員的監督和培訓； 監測，包括空氣採樣和生物測定； 和記錄保存
• 由醫生在初次佩戴呼吸器之前確定，並以醫生確定的頻率定期確定個人用戶在醫學上適合使用呼吸保護設備。

雇主必須告知每位呼吸器使用者，如果出現設備故障、身體或心理困擾、程序或通訊故障、操作條件顯著惡化或任何其他情況，使用者可以隨時離開工作區域以解除呼吸器的使用這可能需要這樣的救濟。

即使情況可能不需要常規使用呼吸器，但可信的緊急情況可能會要求使用呼吸器。 在這種情況下，呼吸器還必須經過適當的認證機構的此類使用認證，並保持在隨時可用的狀態。

職業健康監測

暴露於電離輻射的工人應獲得與暴露於其他職業危害的工人相同程度的職業健康服務。

一般入職檢查評估未來僱員的整體健康狀況並建立基線數據。 應始終獲取既往病史和接觸史。 根據預期輻射暴露的性質，可能需要進行專門檢查，例如晶狀體檢查和血細胞計數。 這應該由主治醫師自行決定。

污染調查

污染調查是對放射性物質或其他輻射源的生產、使用、釋放、處置或存在的放射性條件的評估。 適當時，此類評價包括對放射性物質位置的物理調查以及輻射水平或存在的放射性物質的濃度或數量的測量或計算。

進行污染調查是為了證明符合國家法規，並評估輻射水平的範圍、放射性物質的濃度或數量，以及可能存在的潛在放射性危害。

污染調查的頻率取決於存在的潛在危害的程度。 在放射性廢物貯存區和使用較大量未密封放射源的實驗室和診所應進行每週調查。 對於處理少量放射源的實驗室來說，每月一次的調查就足夠了，例如執行 體外 使用同位素如氚、碳 14 (¹⁴C)和碘125(¹²⁵I) 活動小於幾 kBq。

輻射安全設備和測量儀表必須適合所涉及的放射性物質和輻射的類型，並且必須經過適當校準。

污染調查包括使用蓋革-米勒 (GM) 計數器、電離室或閃爍計數器測量環境輻射水平； 使用適當的薄窗 GM 或硫化鋅 (ZnS) 閃爍計數器測量可能的 α 或 βγ 表面污染； 並根據需要對錶面進行擦拭測試，以便稍後在閃爍（碘化鈉 (NaI)）井計數器、鍺 (Ge) 計數器或液體閃爍計數器中進行計數。

必須為環境輻射和污染測量結果建立適當的行動水平。 當超過行動水平時，必須立即採取措施降低檢測到的水平，將其恢復到可接受的條件，並防止不必要的人員暴露於輻射以及放射性物質的吸收和擴散。

環境監測

環境監測是指採集和測量放射性物質的環境樣本，監測工作場所周圍區域以外的輻射水平。 環境監測的目的包括估計放射性核素釋放到生物圈對人類造成的後果，在放射性物質變得嚴重之前檢測到環境中的放射性物質釋放，並證明遵守法規。

環境監測技術的完整描述超出了本文的範圍。 但是，將討論一般原則。

必須採集環境樣本，以監測放射性核素從環境到人類的最可能途徑。 例如，應定期採集核電站周圍農業區的土壤、水、草和牛奶樣本，並分析碘 131（¹³¹I)和鍶90(⁹⁰高級）內容。

環境監測可包括採集空氣、地下水、地表水、土壤、樹葉、魚、牛奶、獵物等樣本。 選擇採集哪些樣本以及採集樣本的頻率應基於監測的目的，儘管少量隨機樣本有時可能會發現以前未知的問題。

設計環境監測計劃的第一步是在類型和數量以及物理和化學形態方面表徵正在釋放或有可能意外釋放的放射性核素。

下一步要考慮的是這些放射性核素通過空氣、地下水和地表水傳輸的可能性。 目的是預測直接通過空氣和水或間接通過食物到達人體的放射性核素的濃度。

下一個關注點是放射性核素在水生和陸地環境中的沉積導致的生物累積。 目標是預測放射性核素進入食物鏈後的濃度。

最後，研究了人類消費這些可能受到污染的食品的比率，以及這種消費對人類輻射劑量和由此產生的健康風險的影響。 該分析的結果用於確定環境採樣的最佳方法，並確保實現環境監測計劃的目標。

密封源的洩漏測試

密封源是指裝在膠囊中的放射性物質，該膠囊旨在防止材料洩漏或逸出。 必須定期測試此類源，以驗證該源沒有洩漏放射性物質。

每個密封源在首次使用前都必須進行洩漏測試，除非供應商提供證明表明該源在轉移給當前所有者之前的六個月內（α 發射體為三個月）內進行了測試。 每個密封源必須至少每六個月（α 發射體三個月）或按照監管機構指定的時間間隔進行一次洩漏測試。

通常，不需要對以下來源進行洩漏測試：

• 僅含有半衰期小於 30 天的放射性物質的來源
• 僅含有放射性物質作為氣體的來源
• 含有 4 MBq 或更少 βγ 發射材料或 0.4 MBq 或更少 α 發射材料的源
• 存儲但未使用的資源； 但是，每個此類源必須在使用或轉移之前進行洩漏測試，除非它在使用或轉移之日之前的六個月內進行過洩漏測試
• 銥 192 的種子（¹⁹²Ir) 包裹在尼龍絲帶中。

洩漏測試是通過從密封源或安裝或儲存密封源的設備表面（可能會積聚放射性污染）或用少量清潔劑清洗源來進行的。溶液並將整個體積作為樣品處理。

應對樣品進行測量，以便洩漏測試能夠檢測到樣品上至少存在 200 Bq 的放射性物質。

密封鐳源需要特殊的洩漏測試程序來檢測洩漏的氡 (Rn) 氣體。 例如，一個過程涉及將密封源保存在裝有棉纖維的罐子中至少 24 小時。 在此期間結束時，分析棉纖維中是否存在 Rn 後代。

發現洩漏超過允許限度的密封源必須停止使用。 如果源無法修復，則應作為放射性廢物處理。 如果洩漏是由值得進一步調查的製造缺陷引起的，監管機構可能會要求報告洩漏源。

庫存/貨物

輻射安全人員必須保持雇主負責的所有放射性物質和其他電離輻射源的最新清單。 組織的程序必須確保輻射安全人員了解所有此類材料和來源的接收、使用、轉移和處置，以便庫存保持最新。 所有密封源的實物盤點應至少每三個月進行一次。 在輻射安全計劃的年度審計期間，應驗證完整的電離輻射源清單。

發佈區域

圖1為國際標準輻射符號。 這必須醒目地出現在所有指示為輻射安全目的而控制的區域的標誌和指示存在放射性物質的容器標籤上。

圖 1. 輻射符號

為輻射安全目的而控制的區域通常根據增加的劑量率水平來指定。 這些區域必須醒目地張貼一個或多個帶有輻射符號和“注意，輻射區域”，“注意（or 危險）、高輻射區域”或“嚴重危險，非常高的輻射區域”，視情況而定。

1. 輻射區是人員可及的區域，在該區域中，輻射水平可能導致個人在距輻射源 0.05 厘米處或輻射穿透的任何表面 1 小時內接受超過 30 毫希沃特的劑量當量。
2. 高輻射區域是人員可及的區域，其中輻射水平可能導致個人在距離輻射源或輻射穿透的任何表面 1 厘米處 1 小時內接受超過 30 毫希沃特的劑量。
3. 極高輻射區域是人員可及的區域，其中輻射水平可能導致個人在 5 小時內在 1 米處從輻射源或輻射穿透的任何表面接收超過 1 Gy 的吸收劑量。

如果一個區域或房間含有大量放射性物質（由監管機構定義），則該區域或房間的入口必須醒目地張貼帶有輻射符號和“小心（or 危險）、放射性物質”。

空氣放射性區域是空氣放射性超過監管機構規定的特定水平的房間或區域。 每個空中放射性區域必須張貼一個或多個顯眼的標誌，上面有輻射符號和“注意，空中放射性區域”或“危險，空中放射性區域”字樣。

對於醫院的病房，這些張貼要求可以例外，因為這些病房在其他方面受到充分控制。 不需要張貼輻射源放置時間為八小時或更短時間以及由合格人員在適當控制下持續照管的區域或房間。

智能門鎖

必須控制進入某個區域的程度取決於該區域潛在輻射危害的程度。

控制進入高輻射區域

高輻射區域的每個入口或接入點必須具有以下一項或多項功能：

• 一種控制裝置，在進入該區域後，可將輻射水平降低到個人在距輻射源 1 厘米處或從任何輻射表面 1 小時內可能接受 30 毫希沃特劑量的水平以下穿透
• 一種控制裝置，可發出明顯的可見或可聽警報信號，使進入高輻射區域的個人和活動的主管意識到進入
• 上鎖的入口通道，除非在需要進入該區域的時間段內，並對每個單獨的入口進行積極控制。

代替高輻射區域所需的控制，可以用能夠防止未經授權進入的連續直接或電子監視代替。

必須以不阻止個人離開高輻射區域的方式建立控制措施。

控制進入極高輻射區域

除了對高輻射區域的要求外，還必須制定額外的措施，以確保個人無法未經授權或無意進入可能在 5 小時內在 1 米處遇到 1 Gy 或更高輻射水平的區域來自輻射源或輻射穿透的任何表面。

容器和設備上的標記

每個裝有超過監管機構規定量的放射性物質的容器都必須貼有耐用、清晰可見的標籤，標籤上帶有輻射符號和“小心，放射性物質”或“危險，放射性物質”字樣。 標籤還必須提供足夠的信息——例如存在的放射性核素、放射性量的估計、估計活動的日期、輻射水平、材料種類和質量濃縮——以允許個人處理或使用容器，或在容器附近工作，採取預防措施避免或盡量減少暴露。

在將未受污染的空容器轉移或處置到非限制區域之前，必須去除或污損放射性物質標籤，或者必須清楚地表明容器不再含有放射性物質。

在下列情況下，容器不需要貼標籤：

1. 集裝箱由一名採取必要預防措施的人員照管，以防止人員暴露在超出監管限度的情況下
2. 容器在運輸過程中根據適當的運輸法規進行包裝和貼標籤
3. 只有被授權處理或使用它們或在容器附近工作的個人才能接觸容器，前提是這些人可以通過現成的書面記錄識別內容（此類容器的示例是位於以下位置的容器充滿水的運河、儲藏室或熱室）； 只要容器用於記錄中指明的目的，就必須保留記錄； 要么
4. 容器安裝在製造或加工設備中，例如反應器組件、管道和儲罐。

警告裝置和警報器

高輻射區和超高輻射區必須配備上述警告裝置和警報器。 這些設備和警報可以是可見的或可聽的或兩者兼而有之。 作為啟動程序的一部分，粒子加速器等系統的設備和警報應自動啟動，以便人員有時間撤離該區域或在產生輻射之前使用“急停”按鈕關閉系統。 “Scram”按鈕（控制區域中的按鈕，按下時會導致輻射水平立即下降到安全水平）必須易於訪問並醒目地標記和顯示。

監測設備，例如連續空氣監測器 (CAM)，可以預設為發出聲光警報或在超過特定行動水平時關閉系統。

儀器儀表

雇主必須提供適合工作場所存在的輻射和放射性物質的程度和種類的儀器。 該儀器可用於檢測、監測或測量輻射或放射性水平。

必須使用認可的方法和校準源以適當的時間間隔校準儀器。 校準源應盡可能類似於要檢測或測量的源。

儀器類型包括手持式測量儀、連續空氣監測儀、手足門式監測儀、液體閃爍計數器、含有鍺或鈉晶體的探測器等。

放射性物質運輸

國際原子能機構 (IAEA) 制定了放射性物質運輸法規。 大多數國家/地區都採用了與 IAEA 放射性運輸法規兼容的法規。

圖 2. I 類 - 白色標籤

圖 2、圖 3 和圖 4 是 IAEA 法規要求在包含放射性物質的裝運包裹外部貼上的裝運標籤示例。 圖 3 和圖 4 所示標籤上的運輸指數是指距離包裝件任何表面 1 米處的最高有效劑量率（以 mSv/h 為單位）乘以 100，然後四捨五入到最接近的十分之一。 （例如，如果距包裝件任何表面 1 米處的最高有效劑量率為 0.0233 mSv/h，則傳輸指數為 2.4。）

圖 3. II 類 - 黃色標籤

圖 5 顯示了地面車輛在運送含有超過一定數量的放射性物質的包裹時必須突出顯示的標牌示例。

圖 5. 車輛標牌

用於運輸放射性材料的包裝必須符合嚴格的測試和文件要求。 運輸的放射性物質的類型和數量決定了包裝必須符合的規格。

放射性物質運輸法規很複雜。 不經常運輸放射性材料的人員應始終諮詢有此類運輸經驗的專家。

放射性廢物

可以使用各種放射性廢物處理方法，但所有方法均受監管機構控制。 因此，組織必須始終與其監管機構協商以確保處置方法是允許的。 放射性廢物處置方法包括保留材料進行放射性衰變和隨後不考慮放射性的處置、焚燒、在生活污水系統中處置、陸埋和海埋。 國家政策或國際條約通常不允許海葬，因此不會進一步討論。

來自反應堆堆芯的放射性廢物（高放射性廢物）在處置方面存在特殊問題。 此類廢物的處理和處置由國家和國際監管機構控制。

放射性廢物通常可能具有放射性以外的特性，這種特性本身會使廢物變得危險。 此類廢物被稱為 混合廢物. 例子包括放射性廢物，它也是一種生物危害或有毒物質。 混合廢物需要特殊處理。 請諮詢監管機構以正確處置此類廢物。

保持放射性衰變

如果放射性物質的半衰期較短（一般小於 65 天）且組織有足夠的儲存空間，則放射性廢物可以保留以待衰變並隨後處置，而無需考慮其放射性。 至少十個半衰期的保持期通常足以使輻射水平與背景無法區分。

廢棄物在處理前必須進行調查。 調查應使用適合待檢測輻射的儀器，並證明輻射水平與背景無法區分。

I焚化

如果監管機構允許焚燒，那麼通常必須證明這種焚燒不會導致空氣中放射性核素的濃度超過允許的水平。 必須定期檢查灰燼以驗證其不具有放射性。 在某些情況下，可能需要監控煙囪以確保不超過允許的空氣濃度。

在生活污水系統中的處置

如果監管機構允許此類處置，那麼通常必須證明此類處置不會導致水中放射性核素的濃度超過允許水平。 要處理的材料必須可溶於水或以其他方式容易分散在水中。 監管機構通常對放射性核素的此類處置設定具體的年度限制。

土地埋葬

不能通過任何其他方式處置的放射性廢物將在國家或地方監管機構許可的地點通過土地掩埋處置。 監管部門嚴格控制此類處置。 廢物產生者通常不得在自己的土地上處置放射性廢物。 與土地埋葬相關的成本包括包裝、運輸和儲存費用。 這些成本不包括埋葬空間本身的成本，通常可以通過壓實廢物來降低。 放射性廢物處理的土地掩埋成本正在迅速上升。

計劃審核

應定期審核輻射安全計劃的有效性、完整性和監管機構的合規性。 審計應至少每年進行一次，並且是全面的。 通常允許進行自我審計，但最好由獨立的外部機構進行審計。 與本地審計相比，外部機構審計往往更客觀，並具有更全球化的觀點。 與輻射安全計劃的日常運營無關的審計機構通常可以發現當地運營商沒有發現的問題，他們可能已經習慣於忽視這些問題。

技術培訓

雇主必須向所有暴露或可能暴露於電離輻射或放射性物質的工人提供輻射安全培訓。 他們必須在工人開始工作之前提供初步培訓和年度進修培訓。 此外，必須向每位育齡女工提供有關電離輻射對未出生嬰兒的影響以及她應採取的適當預防措施的特殊培訓和信息。 這種特殊培訓必須在她第一次受僱時、年度進修培訓時以及如果她通知雇主她懷孕時進行。

在出於輻射安全目的限制進入的區域的任何部分工作或經常光顧的所有個人：

• 必須隨時了解放射性物質的儲存、轉移或使用或限制區此類部分的輻射
• 必須在與接觸此類放射性物質或輻射相關的健康保護問題、盡量減少接觸的預防措施或程序以及所使用的保護裝置的目的和功能方面接受指導
• 必須在工人的控制範圍內接受指導並遵守國家和雇主法規的適用規定，以保護人員免受此類區域發生的輻射或放射性物質的暴露
• 必須指示他們有責任及時向雇主報告任何可能導致或導致違反國家或雇主規定或不必要地暴露於輻射或放射性物質的情況
• 必須指導在可能涉及輻射或放射性物質暴露的任何異常事件或故障的情況下對發出的警告作出適當的反應
• 必須告知工人可能要求的輻射暴露報告。

輻射安全說明的範圍必須與受控區域中潛在的輻射健康防護問題相稱。 必須酌情將說明擴展到輔助人員，例如在醫院照顧放射性患者的護士以及可能應對緊急情況的消防員和警察。

工人資格

雇主必須確保使用電離輻射的工人有資格從事他們所從事的工作。 工人必須具備安全完成工作的背景和經驗，尤其是在接觸和使用電離輻射和放射性物質方面。

輻射安全人員必須具備適當的知識和資格才能實施和運行良好的輻射安全計劃。 他們的知識和資格必須至少與他們和工作人員合理可能遇到的潛在輻射健康防護問題相稱。

應急計劃

除了使用電離輻射或放射性物質的最小操作外，所有操作都必須制定應急計劃。 這些計劃必須保持最新並定期執行。

應急計劃應解決所有可信的緊急情況。 與小型放射性同位素實驗室的計劃相比，大型核電站的計劃將更加廣泛，涉及的面積和人數將大得多。

所有醫院，尤其是大城市地區的醫院，都應制定接收和護理受放射性污染患者的計劃。 警察和消防組織應制定處理涉及放射性物質的運輸事故的計劃。

保持記錄中

組織的輻射安全活動必須完整記錄並妥善保存。 如果需要過去的輻射暴露或放射性釋放以及證明符合監管機構的要求，則此類記錄是必不可少的。 必須高度重視一致、準確和全面的記錄保存。

組織考慮

必須在組織中安排主要負責輻射安全的人員的職位，以便他或她可以直接接觸到所有層級的工人和管理人員。 他或她必須能夠自由進入出於輻射安全目的而限制進入的區域，並有權立即停止不安全或非法行為。

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本文介紹了幾起重大輻射事故、事故原因和應對措施。 回顧這些事故之前、期間和之後的事件，可以為計劃人員提供信息，以防止未來發生此類事故，並在類似事故再次發生時加強適當、快速的反應。

30 年 1958 月 XNUMX 日意外核臨界偏移導致的急性輻射死亡

這份報告之所以值得注意，是因為它涉及人類接受的最大意外輻射劑量（迄今為止），而且因為對案件的處理非常專業和徹底。 這代表了最好的記錄之一，如果不是最好的記錄 急性放射綜合徵 存在的描述（JOM 1961）。

4 年 35 月 30 日下午 1958 點 XNUMX 分，洛斯阿拉莫斯國家實驗室（美國新墨西哥州）的钚回收廠發生意外臨界偏移，導致一名員工 (K) 受到致命輻射傷害。

事故發生的時間很重要，因為三十分鐘前，另外六名工人與 K 在同一個房間裡。 事故發生的日期很重要，因為進入系統的裂變材料的正常流動因年終實物盤存而中斷。 這種中斷導致常規程序變成非常規程序，並導致意外引入系統的富钚固體意外“臨界”。

K 的輻射暴露估計摘要

K 的平均全身照射量的最佳估計值在 39 到 49 Gy 之間，其中約 9 Gy 是由裂變中子引起的。 相當大部分的劑量被輸送到身體的上半部分而不是下半部分。 表 1 顯示了 K 的輻射暴露的估計值。

表 1. K 輻射暴露的估計

患者臨床病程

回顧起來，患者 K 的臨床病程可分為四個不同的時期。 這些時期在持續時間、症狀和對支持療法的反應方面有所不同。

第一階段持續 20 到 30 分鐘，其特點是他立即身體崩潰和精神喪失能力。 他的病情發展到半昏迷和嚴重虛脫。

第二階段持續約 1.5 小時，從他被擔架送到醫院急診室開始，到他從急診室轉到病房接受進一步支持治療結束。 這段時間的特點是嚴重的心血管休克，以至於在整個時間裡死亡似乎迫在眉睫。 他似乎正遭受劇烈的腹痛。

第三階段長約 28 小時，其特點是主觀改善足以鼓勵繼續嘗試減輕他的缺氧、低血壓和循環衰竭。

第四階段開始時突然出現易激惹和敵對情緒的快速增加，接近躁狂症，隨後在大約 2 小時內出現昏迷和死亡。 整個臨床過程從輻射暴露到死亡持續35小時。

在造血系統和泌尿系統中觀察到最顯著的臨床病理學變化。 第 XNUMX 小時後在循環血液中未發現淋巴細胞，儘管給予大量液體，但幾乎完全停止排尿。

K 的直腸溫度在最初的 39.4 小時內在 39.7 和 6°C 之間變化，然後急劇下降至正常水平，並終生保持該水平。 這種高初始溫度及其維持 6 小時被認為符合他懷疑的大劑量輻射。 他的預後很差。

在疾病過程中所做的所有各種測定中，發現白細胞計數的變化是嚴重輻射的最簡單和最好的預後指標。 淋巴細胞在暴露後 6 小時內從外周循環中消失被認為是一個嚴重的跡象。

在大約 30 小時的時間內，使用了 32 種不同的治療劑對 K 進行對症治療。 儘管如此並繼續給氧，他的心音在照射後約 34 小時變得非常遙遠、緩慢和不規則。 然後他的心臟逐漸變弱，並在照射後 45 小時 XNUMX 分鐘突然停止。

1 年 9 月 12-1957 日 Windscale 反應堆 XNUMX 號事故

Windscale 1 號反應堆是一個風冷、石墨慢化的天然鈾燃料钚生產反應堆。 15 年 1957 月 0.74 日，堆芯部分被大火燒毀。這場大火導致釋放出大約 10 PBq（XNUMX^{+ 15} Bq) 的碘 131 (¹³¹I) 到下風環境。

根據美國原子能委員會關於Windscale事件的事故信息報告，事故是由於操作人員對熱電偶數據的判斷失誤造成的，並且由於反應堆處理不當導致石墨溫度上升過快而使事故更加嚴重。 另一個原因是燃料溫度熱電偶在正常運行期間位於反應堆最熱的部分（即發生最高劑量率的地方），而不是在異常釋放期間最熱的反應堆部分。 第二個設備缺陷是反應堆功率計，它針對正常操作進行了校準，但在退火期間讀數偏低。 由於第二次加熱循環，石墨溫度在 9 月 9 日上升，特別是在反應堆前部的下部，由於較早的快速升溫，一些包殼已經失效。 儘管 10 月 10 日有一些少量的碘釋放，但直到 XNUMX 月 XNUMX 日煙囪活性計顯示顯著增加（未被視為高度顯著）時才發現釋放。 最後，在 XNUMX 月 XNUMX 日下午，其他監測（Calder 站點）顯示放射性釋放。 通過強制空氣通過反應堆來冷卻反應堆的努力不僅失敗了，而且實際上增加了釋放的放射性強度。

Windscale 事故的估計排放量為 0.74 PBq ¹³¹I, 0.22 PBq 的 137 銫 (¹³⁷銫），3.0 TBq（10¹²Bq) 鍶 89 (⁸⁹Sr), 和 0.33 TBq 鍶 90
(⁹⁰高級）。 由於空氣傳播活動，最高異地伽馬吸收劑量率約為 35 μGy/h。 Windscale 和 Calder 工廠周圍的空氣活度讀數通常是最大允許水平的 5 到 10 倍，偶爾達到允許水平的 150 倍的峰值。 牛奶禁令範圍擴大到大約 420 公里的半徑。

在控制反應堆的操作期間，14 名工人每個日曆季度接受的劑量當量大於 30 毫希沃特，最大劑量當量為每個日曆季度 46 毫希沃特。

汲取的經驗教訓

在天然鈾反應堆的設計和運行方面有很多經驗教訓。 反應堆儀表和反應堆操作員培訓方面的不足也提出了與三哩島事故類似的問題（見下文）。

沒有關於食物中放射性碘的短期允許暴露量的指導方針。 英國醫學研究委員會進行了迅速而徹底的調查和分析。 大量的獨創性被用於迅速推導出最大允許濃度 ¹³¹我在食物中。 研究 緊急參考水平 這起事故的結果是現在全世界使用的應急計劃指南的基礎 (Bryant 1969)。

得出了一個有用的相關性來預測牛奶中的顯著放射性碘污染。 結果發現，牧場的伽馬輻射水平超過 0.3 μGy/h 的牛奶產量超過 3.7 MBq/m³.

與飲用牛奶或食用乳製品相比，吸入放射性碘的吸收劑量可以忽略不計。 在緊急情況下，快速伽馬能譜比較慢的實驗室程序更可取。

十五個兩人小組進行了輻射調查並獲得了樣本。 150 人用於樣本協調和數據報告。 大約 XNUMX 名放射化學家參與了採樣分析。

玻璃棉堆疊過濾器在事故條件下並不令人滿意。

4 年 1967 月 XNUMX 日海灣石油加速器事故

海灣石油公司的技術人員在 3 年 4 月 1967 日使用 1 MeV Van de Graaff 加速器激活土壤樣本。加速器控制台電源鍵上的聯鎖故障和安全通道上幾個聯鎖裝置的錄音相結合門和門內的目標房間對三個人產生了嚴重的意外照射。 一個人接受了大約 3 Gy 的全身劑量當量，第二個人接受了接近 6 Gy 的全身劑量當量，第三個人接受了大約 60 Gy 的全身劑量當量，此外還有大約 30 Gy 的手和 XNUMX Gy 的手腳。

其中一名事故受害者向醫療部門報告，抱怨噁心、嘔吐和全身肌肉酸痛。 他的症狀最初被誤診為流感症狀。 當第二名患者出現大致相同的症狀時，我們確定他們可能受到了顯著的輻射照射。 電影徽章證實了這一點。 匹茲堡大學放射衛生部的 Niel Wald 博士監督了劑量測定測試，並在患者的檢查和治療中擔任協調醫師。

沃爾德醫生很快將絕對過濾裝置空運到匹茲堡的賓夕法尼亞州西部醫院，三名患者就在那裡收治。 他設置了這些絕對過濾器/層流過濾器來清潔患者環境中的所有生物污染物。 這些“反向隔離”裝置用於 1 Gy 照射患者約 16 天，以及 3 和 6 Gy 照射患者約一個半月。

華盛頓大學的 E. Donnal Thomas 醫生在照射後的第八天趕到，為這名 6 Gy 的患者進行了骨髓移植手術。 患者的雙胞胎兄弟擔任骨髓供體。 雖然這種英勇的治療挽救了 6 Gy 患者的生命，但他的胳膊和腿卻無能為力，每條胳膊和腿都受到了數十戈瑞的吸收劑量。

汲取的經驗教訓

如果一直遵循進入曝光室時始終使用測量儀的簡單操作程序，就可以避免這一悲慘事故。

在這次事故發生之前，至少有兩個聯鎖裝置被膠帶長時間關閉。 破壞保護聯鎖裝置是無法容忍的。

應該對加速器的鑰匙操作電源聯鎖裝置進行定期維護檢查。

及時的醫療救助挽救了暴露程度最高的人的生命。 完整骨髓移植的英勇程序以及反向隔離的使用和高質量的醫療護理都是挽救此人生命的主要因素。

可以在數小時內獲得反向隔離過濾器，並將其安裝在任何醫院，以照顧高度暴露的患者。

回想起來，與這些患者有關的醫療機構會建議在暴露後兩三個月內儘早截肢並在確定的水平上截肢。 早期截肢可降低感染的可能性，縮短劇烈疼痛的時間，減少患者所需的止痛藥，可能減少患者的住院時間，並可能有助於早期康復。 當然，應該在將劑量測定信息與臨床觀察相關聯的同時進行早期截肢。

SL-1 原型反應堆事故（美國愛達荷州，3 年 1961 月 XNUMX 日）

這是美國反應堆運行歷史上的第一起（也是迄今為止唯一的）致命事故。 SL-1 是小型陸軍成套動力反應堆 (APPR) 的原型，設計用於空運到偏遠地區生產電力。 該反應堆用於燃料測試和反應堆機組人員培訓。 它由美國陸軍的燃燒工程公司在愛達荷州愛達荷福爾斯的國家反應堆測試站的偏遠沙漠位置運行。 SL-1 是 任何監管機構都不批准 商用動力反應堆（AEC 1961；美國核學會 1961）。

事故發生時，SL-1 裝有 40 個燃料元件和 5 個控制棒葉片。 它可以產生 3 兆瓦（熱能）的功率水平，是一個沸水冷卻和慢化反應堆。

事故導致三名軍人死亡。 事故原因是單根控制棒後撤距離超過1米。 這導致反應堆迅速進入臨界狀態。 一位技術嫻熟、有執照且具有豐富換料操作經驗的反應堆操作員將控制棒撤回超過其正常停止點的原因尚不清楚。

當應急響應人員第一次到達事故現場時，三名事故受害者中的一名還活著。 高活度的裂變產物覆蓋了他的身體，嵌入了他的皮膚。 受害者皮膚部分在 4.4 厘米處記錄到超過 15 Gy/h，妨礙了救援和醫療。

汲取的經驗教訓

自 SL-1 事故以來，沒有設計的反應堆可以通過單個控制棒進入“即時臨界”狀態。

所有反應堆都必須在現場配備範圍大於 20 mGy/h 的便攜式測量儀。 建議使用最大範圍為 10 Gy/h 的測量儀。

注：三哩島事故表明 100 Gy/h 是伽馬和貝塔測量所需的範圍。

需要治療設施，才能使高度污染的患者在為護理人員提供合理保障的情況下接受確定的治療。 由於這些設施中的大多數將在診所中進行其他正在進行的任務，因此可能需要特殊規定來控制空氣傳播和水傳播的放射性污染物。

X 光機，工業和分析

X 射線系統的意外照射有很多，而且通常涉及對身體小部分的極高照射。 X 射線衍射系統在距離管焦點 5 厘米處產生 10 Gy/s 的吸收劑量率並不罕見。 在更短的距離，通常測量到 100 Gy/s 的速率。 光束通常很窄，但即使暴露幾秒鐘也會導致嚴重的局部損傷（Lubenau 等人 1967 年；Lindell 1968 年；Haynie 和 Olsher 1981 年；ANSI 1977）。

由於這些系統通常用於“非常規”情況，因此它們容易產生意外暴露。 通常用於正常操作的 X 射線系統似乎相當安全。 設備故障未造成嚴重暴露。

從意外的 X 射線曝光中吸取的教訓

大多數意外暴露發生在設備被部分拆卸或防護罩被移除的非常規使用期間。

在最嚴重的暴露中，缺乏對工作人員和維修人員的充分指導。

如果使用簡單且故障安全的方法來確保在維修和維護期間關閉 X 射線管，則可以避免許多意外照射。

使用這些機器的操作員和維修人員應該使用手指或手腕人員劑量計。

如果需要聯鎖裝置，就可以避免許多意外暴露。

操作員失誤是大多數事故的主要原因。 缺乏足夠的外殼或不良的屏蔽設計通常會使情況惡化。

I工業射線照相事故

從 1950 年代到 1970 年代，單一活動的最高輻射事故率一直是工業射線照相操作 (IAEA 1969, 1977)。 國家監管機構繼續努力通過改進法規、嚴格的培訓要求和更加嚴格的檢查和執法政策來降低稅率 (USCFR 1990)。 這些監管努力總體上取得了成功，但許多與工業射線照相相關的事故仍然發生。 允許巨額罰款的立法可能是保持輻射安全在工業射線照相管理人員（以及工人的頭腦）中的關注的最有效工具。

工業射線照相事故的成因

工人培訓. 與任何其他類型的輻射工作相比，工業射線照相的教育和培訓要求可能較低。 因此，必須嚴格執行現有的培訓要求。

工人生產激勵. 多年來，工業射線照相師的主要重點是每天製作的成功射線照片的數量。 這種做法可能導致不安全行為以及偶爾不使用人員劑量測定，從而不會檢測到超過劑量當量限值。

缺乏適當的調查. 每次接觸後對來源豬（儲存容器）（圖 1）進行徹底調查是最重要的。 不執行這些調查是造成不必要照射的最可能原因，其中許多未記錄，因為工業放射技師很少使用手或手指劑量計（圖 1）。

圖 1. 工業射線照相相機

設備問題. 由於工業射線照相相機的大量使用，源捲繞機構可能會鬆動並導致源無法完全縮回其安全存儲位置（圖 1 中的點 A）。 還有許多櫃源聯鎖故障導致人員意外暴露的實例。

應急預案設計

對於應急計劃的設計，存在許多優秀的指導方針，包括一般的和具體的。 一些參考資料特別有用。 這些在本章末尾的建議讀物中給出。

初步起草應急預案和程序

首先，必須評估主題設施的整個放射性物質庫存。 然後必須分析可信事故，以便確定可能的最大源釋放項。 接下來，該計劃及其程序必須使設施運營商能夠：

1. 識別事故情況
2. 根據嚴重程度對事故進行分類
3. 採取措施減輕事故
4. 及時通知
5. 高效快速求救
6. 量化釋放
7. 跟踪現場和非現場的暴露情況，並保持緊急暴露 ALARA
8. 盡快恢復設施
9. 保持準確和詳細的記錄。

與核反應堆相關的事故類型

下面列出了與核反應堆相關的事故類型，從最有可能到最不可能。 （非核反應堆，一般工業類型的事故是迄今為止最有可能的。）

1. 放射性物質的低水平意外釋放，人員很少或沒有外部輻射暴露。 通常發生在大修或廢樹脂或廢燃料的運輸過程中。 冷卻劑系統洩漏和冷卻劑樣品槽溢出通常是放射性污染擴散的原因。
2. 人員意外外暴露。 這通常發生在大修或日常維護期間。
3. 污染擴散、人員污染和低水平人員外部輻射暴露的組合是下一個最有可能發生的事故。 這些事故發生在與上述 1 和 2 相同的條件下。
4. 由於主要的反應堆冷卻劑系統洩漏或乏燃料冷卻劑洩漏導致的表面污染。
5. 皮膚、耳朵或眼睛中或表面的碎屑或大顆粒活化 CRUD（見下文定義）。
6. 工廠人員的高水平輻射暴露。 這通常是粗心造成的。
7. 將少量但大於允許數量的放射性廢物排放到工廠邊界之外。 這通常與人為失誤有關。
8. 反應堆熔毀。 可能會發生異地嚴重污染和人員高暴露。
9. 反應堆偏移（SL-1 型事故）。

水冷反應堆事故預計產生的放射性核素：

• 活化的腐蝕和侵蝕產物（通常稱為 欺詐) 在冷卻液中； 例如，鈷 60 或 -58 (⁶⁰公司， ⁵⁸Co), 鐵-59 (⁵⁹Fe), 錳-58 (⁵⁸Mn)和鉭183(¹⁸³塔）
• 低級裂變產物通常存在於冷卻劑中； 例如，碘 131 (¹³¹I) 和銫 137 (¹³⁷Cs）
• 在沸水反應堆中，上述 1 和 2 加上低水平氚的連續排氣 
• (³H)和稀有放射性氣體如氙133和-135(¹³³氙, ¹³⁵Xe), 氬-41 (⁴¹Ar）和氪 85（⁸⁵氪）
• 氚（³H) 以 1.3 × 10 的速率在核心內部製造 ^{- 4} 的原子 ³H 每次裂變（只有一小部分離開燃料）。

圖 2. 核電站應急計劃示例，目錄

典型核電廠應急計劃，目錄

圖 2 是核電廠應急計劃的目錄示例。 這樣的計劃應包括所示的每一章，並根據當地要求進行調整。 圖 3 列出了典型的動力反應堆實施程序。

圖 3. 典型的動力反應堆實施程序

事故期間的放射環境監測

這項任務在大型設施中通常稱為 EREMP（緊急放射環境監測計劃）。

美國核管理委員會和其他政府機構從三哩島事故中吸取的最重要的教訓之一是，如果沒有廣泛的事先計劃，就無法在一兩天內成功實施 EREMP。 儘管美國政府在事故期間花費了數百萬美元來監測三哩島核電站周圍的環境，但不到 5^% 測量了總釋放量。 這是由於事先計劃不周和不充分造成的。

設計應急放射環境監測方案

經驗表明，唯一成功的 EREMP 是設計到常規放射環境監測計劃中的 EREMP。 在三哩島事故初期，人們了解到，無論向該計劃投入多少人力和財力，都不可能在一兩天內成功建立有效的 EREMP。

採樣點

在長期事故監測期間將使用所有常規放射環境監測計劃地點。 此外，必須設置一些新位置，以便機動測量團隊在每個 22½° 扇區的每個部分都有預先確定的位置（見圖 3）。 一般情況下，採樣點會在有道路的區域。 但是，事故下風方向約 16 公里以內通常無法進入但可能有人居住的地點（例如露營地和遠足徑）必須例外。

圖 3. 應急規劃區域內放射採樣和監測點的扇區和區域指定

圖 3 顯示了輻射和環境監測點的扇區和區域名稱。 人們可以通過基本方向指定 22½° 扇區（例如， N, Nne和 NE) 或簡單的字母（例如， A 通過 R). 但是，不建議使用字母，因為它們很容易與方向符號混淆。 例如，使用定向 W 對於 西 而不是字母 N.

在演練期間應訪問每個指定的採樣位置，以便負責監測和採樣的人員熟悉每個點的位置，並了解無線電“死區”、道路不暢、在黑暗中尋找位置的問題等等。 由於演習不會覆蓋 16 公里應急保護區內的所有預先指定的位置，因此必須設計演習，以便最終訪問所有採樣點。 通常值得預先確定調查團隊車輛與每個預先指定的點通信的能力。 使用與 REMP (NRC 1980) 中相同的標準選擇樣本點的實際位置； 例如，場地線、最小排除區域、最近的個人、最近的社區、最近的學校、醫院、療養院、奶畜群、花園、農場等。

放射監測調查組

在涉及放射性物質大量釋放的事故中，放射性監測小組應在現場持續監測。 如果條件允許，他們還應該在現場持續監控。 通常情況下，這些團隊將監測周圍的伽馬和貝塔輻射，並對空氣進行採樣以檢查是否存在放射性微粒和鹵素。

這些團隊必須在所有監控程序（包括監控他們自己的暴露）方面接受過良好培訓，並能夠準確地將這些數據轉發給基站。 必須在精心設計的日誌表上仔細報告測量儀表類型、序列號和打開或關閉窗口狀態等詳細信息。

在緊急情況開始時，應急監測小組可能不得不連續監測 12 個小時而不休息。 然而，在初始階段之後，調查團隊的現場時間應減少到八小時，其中至少有一次 30 分鐘的休息時間。

由於可能需要持續監視，因此必須制定程序為調查團隊提供食物和飲料、更換儀器和電池，以及來迴轉移空氣過濾器。

儘管調查團隊可能每班工作 12 小時，但仍需要每天三班倒才能提供持續監測。 在三哩島事故中，前兩周至少同時部署了五個監測小組。 支持這種努力的後勤工作必須事先仔細規劃。

放射環境採樣組

事故期間採集的環境樣本類型取決於釋放類型（空氣傳播還是水傳播）、風向和一年中的時間。 即使在冬天也必須採集土壤和飲用水樣本。 雖然可能無法檢測到放射性鹵素的釋放，但由於生物蓄積係數較大，因此應採集牛奶樣本。

必須採集許多食品和環境樣本以消除公眾的疑慮，儘管技術原因可能無法證明這種努力是合理的。 此外，這些數據在任何後續法律訴訟中可能是無價的。

使用經過深思熟慮的異地數據程序的預先計劃的日誌表對於環境樣本至關重要。 所有採集環境樣本的人員都應該清楚地了解程序並記錄了現場培訓。

如果可能，異地環境樣本數據收集應由獨立的異地小組完成。 例行環境樣本最好由同一個場外小組採集，這樣寶貴的現場小組可用於事故期間的其他數據收集。

值得一提的是，在三哩島事故中，該採集的環境樣本全部都採集到了，沒有一個環境樣本丟失。 即使採樣率比事故前的採樣率增加了十倍以上，也會發生這種情況。

應急監控設備

緊急監控設備的庫存應至少​​是任何給定時間所需的兩倍。 儲物櫃應該放置在不同地方的核設施周圍，這樣任何一次事故都不會拒絕使用所有這些儲物櫃。 為確保准備就緒，應清點設備並在每次演習後每年至少檢查兩次校準。 大型核設施的貨車和卡車應完全配備用於現場和場外緊急監視。

現場計數實驗室在緊急情況下可能無法使用。 因此，必須事先安排備用或移動計數實驗室。 現在這是對美國核電廠的要求（USNRC 1983）。

環境監測設備的類型和復雜程度應滿足參加核設施最嚴重可信事故的要求。 以下是核電站所需的典型環境監測設備清單：

1. 空氣採樣設備應包括用於短期採樣的電池供電裝置和用於長期監測的帶有帶狀圖表記錄器和報警功能的交流電裝置。
2. 液體採樣設備應包含連續採樣器。 採樣器必須能夠在當地環境中運行，無論環境多麼惡劣。
3. 用於植入工作的便攜式伽瑪測量儀的最大量程應為 100 Gy/h，單獨的測量設備應能夠測量高達 100 Gy/h 的 β 輻射。
4. 在現場，人員劑量測定必須包括 β 測量能力，以及手指熱釋光劑量計 (TLD)（圖 4）。 也可能需要其他肢體劑量測定。 在緊急情況下總是需要額外的控製劑量計。 在緊急情況下，可能需要便攜式 TLD 閱讀器通過電話調製解調器與車站計算機連接。 內部調查團隊，如救援和維修團隊，應該有低量程和高量程袖珍劑量計以及預設報警劑量計。 必須仔細考慮可能位於高輻射區域的團隊的預先確定的劑量水平。
5. 應在緊急地點和緊急車輛中提供防護服。 應備有額外的備用防護服，以防事故持續時間較長。
6. 所有應急儲物櫃和車輛都應配備呼吸保護設備。 應在每個主要應急設備儲存區保存最新的受過呼吸訓練的人員名單。
7. 配備無線電的移動車輛對於應急輻射監測調查隊來說必不可少。 必須知道備用車輛的位置和可用性。
8. 環境調查隊的設備應存放在方便的地方，最好是在異地，以便隨時可用。
9. 應急包應放置在技術支持中心和應急場外設施中，以便替換調查團隊無需前往現場即可接收設備並進行部署。
10. 對於涉及放射性物質釋放到空氣中的嚴重事故，必須準備好使用直升機和單引擎飛機進行空中監視。

圖 4. 一位佩戴 TLD 徽章和環形熱釋光劑量計（在美國可選）的工業放射技師

數據分析

嚴重事故期間的環境數據分析應盡快轉移到場外地點，例如緊急場外設施。

必須建立關於何時向管理層報告環境樣本數據的預設指南。 應在事故早期商定向政府機構傳輸環境樣本數據的方法和頻率。

從三哩島事故中吸取的健康物理和放射化學教訓

需要外部顧問來執行以下活動，因為在 28 年 1979 月 XNUMX 日三哩島事故的凌晨，植物健康物理學家完全忙於其他職責：

• 放射性流出物排放評估 (氣態和液態)，包括樣本採集、實驗室樣本計數協調、實驗室質量控制、數據收集、數據分析、報告生成、向政府機構和電廠所有者分發數據
• 劑量評估，包括疑似和實際過度暴露調查、皮膚污染和內部沉積調查、重要暴露模型和劑量計算
• 放射環境監測計劃，包括全面協調樣本採集、數據分析、報告生成和分發、行動點通知、針對事故情況擴展計劃，然後在事故發生後長達一年內收縮該計劃
• 特殊 β 劑量學研究，包括對 β 人員監測的最新技術研究、放射性污染物對皮膚的 β 劑量建模、所有商用 β-γ TLD 人員劑量測定係統的相互比較。

上面的列表包括典型的公用事業保健物理人員在嚴重事故中無法充分完成的活動示例。 三哩島健康物理中心的工作人員經驗豐富、知識淵博且能幹。 在事故發生的前兩週，他們每天工作 15 到 20 個小時，沒有休息。 然而，事故造成的額外要求如此之多，以至於他們無法執行許多通常可以輕鬆執行的重要日常任務。

從三哩島事故中吸取的教訓包括：

事故時的輔助建築入口

1. 所有參賽作品必須在新的輻射工作許可證上，該許可證由高級健康物理學家在現場審查並由單位主管或指定的候補人員簽署。
2. 適當的控制室應對所有輔助和燃料處理大樓入口擁有絕對控制權。 除非健康物理學家在進入期間在控制點，否則不得進入。
3. 沒有正確操作的適當範圍的測量儀，不允許進入。 應在進入前立即對儀表響應進行抽查。
4. 必須獲得所有人在進入高輻射區域之前的暴露史。
5. 進入期間允許的暴露，無論應指定任務多麼重要。

事故期間的一次冷卻劑取樣

1. 在新的輻射工作許可證上採集的所有樣本應由高級健康物理學家在現場審查，並由單位主管或候補人員簽字。
2. 除非佩戴肢體劑量計，否則不應採集冷卻劑樣本。
3. 在沒有至少 60 厘米長的屏蔽手套和鉗子的情況下，不得採集冷卻劑樣品，以防樣品的放射性比預期的強。
4. 如果樣品的放射性高於預期，則不得在沒有鉛玻璃人員防護罩的情況下採集冷卻劑樣品。
5. 如果對四肢或全身的照射可能超過輻射工作許可證上規定的預設水平，則應停止取樣。
6. 如果可能的話，重要的暴露應該分配給一些工人。
7. 應對 24 小時內超過作用水平的所有皮膚污染病例進行審查。

補給閥室入口

1. 必須使用具有適當最大範圍的遠程探測器進行 β 和 γ 區域調查。
2. 首次進入吸收劑量率超過 20 mGy/h 的區域必須進行事先審查，以確認輻射暴露將保持在合理可實現的盡可能低的水平。
3. 當懷疑漏水時，應檢測可能的地板污染。
4. 必須實施一致的人員劑量測定類型和安置方案。
5. 當人員進入吸收劑量率超過 20 mGy/h 的區域時，必須在離開後立即評估 TLD。
6. 在進入吸收劑量率超過 20 mGy/h 的區域之前，應驗證所有輻射工作許可要求是否已執行。
7. 進入危險區域的受控時間進入必須由健康物理學家計時。

地方政府視角下的保護行動和異地環境監測

1. 在開始採樣協議之前，應建立停止標準。
2. 不應允許外界干涉。
3. 應設置幾條機密電話線。 每次危機後都應更改數字。
4. 航空測量系統的能力比大多數人想像的要好。
5. 應隨身攜帶錄音機並定期記錄數據。
6. 在急性發作期間，應停止閱讀報紙、看電視和聽廣播，因為這些活動只會加劇現有的緊張局勢。
7. 應計劃送餐和其他舒適設施（如睡眠設施），因為可能暫時無法回家。
8. 應計劃備用分析功能。 即使是小事故也會顯著改變實驗室的背景輻射水平。
9. 應該注意的是，與處理實際問題相比，避免做出不正確的決定會花費更多的精力。
10. 應該理解的是，不能從遠程位置管理緊急情況。
11. 應該指出的是，保護行動建議不適用於委員會投票。
12. 所有不必要的電話都應該擱置，浪費時間的電話應該掛斷。

1985 年戈亞尼亞放射事故

51 TBq ¹³⁷13 年 1985 月 46 日前後，Cs 遠距治療裝置在巴西戈亞尼亞的一家廢棄診所被盜。兩個尋找廢金屬的人將遠距治療裝置的源組件帶回家，並試圖拆卸零件。 來自源組件的吸收劑量率在 1 m 處約為 XNUMX Gy/h。 他們不明白源囊上的三刃輻射符號是什麼意思。

源膠囊在拆卸過程中破裂。 高度可溶的氯化銫137（¹³⁷CsCl) 粉末散佈在這座擁有 1,000,000 人口的城市的一部分地區，並造成了歷史上最嚴重的密封源事故之一。

拆卸後，源組件的殘餘物被賣給了一家舊貨商。 他發現 ¹³⁷CsCl 粉末在黑暗中發出藍色光（據推測，這是切倫科夫輻射）。 他認為粉末可能是寶石，甚至是超自然的。 許多親朋好友前來一睹“奇葩”光芒。 部分來源已提供給許多家庭。 這個過程持續了大約五天。 到那時，許多人因輻射暴露而出現胃腸綜合症症狀。

因嚴重胃腸功能紊亂而去醫院就診的患者被誤診為對所吃的東西有過敏反應。 一名因處理該源而出現嚴重皮膚影響的患者被懷疑患有某種熱帶皮膚病，並被送往熱帶病醫院。

這一系列悲慘的事件持續了大約兩週，而知識淵博的人員卻沒有發現。 很多人擦 ¹³⁷在他們的皮膚上塗上氯化銫粉末，這樣他們就會發出藍色的光。 除非其中一名受輻射者最終將疾病與源膠囊聯繫起來，否則該序列可能會持續更長時間。 她把殘存的 ¹³⁷CsCl 源在前往戈亞尼亞公共衛生部門的公共汽車上，她把它留在了那裡。 第二天，一位來訪的醫學物理學家對消息來源進行了調查。 他主動採取行動疏散了兩個垃圾場區域並通知了當局。 巴西政府在得知事故發生後的反應速度和總體規模令人印象深刻。

約有249人被感染。 4 人住院。 四人死亡，其中一人是一名 1 歲女孩，她因攝入約 10 GBq（XNUMX⁹ Bq) 的 ¹³⁷銫。

對事故的反應

初始響應階段的目標是：

• 確定污染的主要地點
• 疏散放射性水平超過所採用的干預水平的住所
• 在這些區域周圍建立健康物理控制，在必要時防止進入
• 查明受到顯著劑量或被污染的人員。

醫療隊最初：

• 到達戈亞尼亞後，根據急性輻射綜合症症狀記錄病史並進行分類
• 將所有急性輻射患者送往戈亞尼亞醫院（該醫院是為污染和暴露控製而預先設立的）
• 第二天，六名最危重的患者被空運到里約熱內盧一家海軍醫院的三級醫療中心（後來又有八名患者被轉移到這家醫院）
• 安排了細胞遺傳學輻射劑量測定
• 基於每個患者的臨床過程對每個患者進行醫療管理
• 向臨床實驗室工作人員提供非正式指導以減少他們的恐懼（戈亞尼亞醫學界不願提供幫助）。

健康物理學家：

• 協助醫生進行輻射劑量測定、生物測定和皮膚淨化
• 在四個月內對 4,000 份尿液和糞便樣本進行協調和解釋分析
• 全身計數600人
• 對 112,000 人進行協調的無線電污染監測（249 人受到污染）
• 利用匆忙組裝的 NaI 探測器對整個城市和郊區進行了航空調查
• 對 2,000 多公里的道路進行了自動安裝的 NaI 探測器調查
• 設置人員、建築物、汽車、土壤等去污行動水平
• 協調了 550 名從事去污工作的工人
• 協調拆除85棟房屋，淨化XNUMX棟房屋
• 協調運輸 275 卡車污染廢物
• 協調淨化50輛車
• 協調包裝 3,500 立方米受污染廢物
• 使用了 55 個測量儀、23 個污染監測器和 450 個自讀劑量計。

成績

急性放射綜合症患者

4 名患者死於 6 至 6.2 Gy 的吸收劑量。 兩名患者表現出嚴重的骨髓抑制，但儘管吸收劑量為 7.1 和 2.5 Gy（細胞遺傳學估計），但仍存活。 4 名患者在估計吸收劑量為 XNUMX 至 XNUMX Gy 的情況下倖存下來。

輻射引起的皮膚損傷

XNUMX 名住院患者中有 XNUMX 名因輻射引起的皮膚損傷，開始時出現腫脹和起泡。 這些病變後來破裂並分泌液體。 XNUMX 例皮膚損傷中有 XNUMX 例在照射後約 XNUMX 至 XNUMX 週出現深部損傷。 這些深部損傷表明更深部組織受到顯著的伽馬射線照射。

所有的皮損都被污染了 ¹³⁷Cs，吸收劑量率高達 15 mGy/h。

攝入 1 TBq 的 XNUMX 歲女孩 ¹³⁷Cs（一個月後死亡）的全身皮膚污染平均為 3 mGy/h。

一名患者在暴露後大約一個月需要截肢。 血池成像有助於確定受傷小動脈和正常小動脈之間的界限。

內部污染結果

統計測試表明，通過全身計數確定的身體負荷與通過尿液排泄數據確定的身體負荷之間沒有顯著差異。

驗證了將生物測定數據與攝入量和身體負荷相關聯的模型。 這些模型也適用於不同年齡組。

普魯士藍有助於促進消除 ¹³⁷來自身體的 CsCl（如果劑量大於 3 Gy/d）。

XNUMX 名患者接受利尿劑以消除 ¹³⁷CsCl 身體負擔。 這些利尿劑對去公司化無效 ¹³⁷Cs 及其使用已停止。

皮膚去污

使用肥皂和水、醋酸和二氧化鈦（TiO₂) 對所有患者進行。 這種去污只取得了部分成功。 據推測，出汗會導致皮膚再次受到污染 ¹³⁷Cs身體負擔。

受污染的皮損很難去污。 壞死皮膚的脫落顯著降低了污染水平。

細胞遺傳學分析劑量評估的後續研究

事故發生後不同時間的淋巴細胞畸變頻率遵循三種主要模式：

在兩個案例中，異常發生頻率在事故發生後長達 30 個月內保持不變，並下降到大約 XNUMX^% 三個月後的初始頻率。

在兩種情況下逐漸減少約 20^% 每三個月被發現一次。

在內部污染最嚴重的兩個案例中，異常發生率有所增加（增加了約 50^% 第一和第二^%) 為期三個月。

後續研究 ¹³⁷Cs 身體負擔

• 患者的實際承諾劑量，然後進行生物測定。
• 普魯士藍政府的影響隨之而來。
• 在體內 對 20 人的血液樣本、傷口和器官進行測量，以尋找非均勻分佈的 ¹³⁷Cs 及其在身體組織中的保留。
• 一名婦女和她的新生嬰兒研究通過護理尋找保留和轉移。

干預的行動水平

如果室內 10 米高處的吸收劑量率大於 1 μGy/h，建議疏散房屋。

財產、衣服、土壤和食物的補救去污是基於一個人一年不超過 5 mGy。 如果一年的吸收劑量率超過 1 mGy，則對不同途徑應用此標準會導致對房屋內部進行去污，如果一年的吸收劑量率可能超過 4 mGy（外部輻射為 3 mGy，外部輻射為 1 mGy），則會對土壤進行去污。內輻射）。

4 年切爾諾貝利核動力反應堆 1986 號機組事故

事故概況

世界上最嚴重的核動力反應堆事故發生在 26 年 1986 月 XNUMX 日，當時是一次非常低功率的電氣工程測試。 為了執行此測試，許多安全系統被關閉或阻塞。

這個裝置是 RBMK-1000 型，這種反應堆產生了大約 65^% 蘇聯產生的所有核能。 它是一個石墨慢化沸水反應堆，可產生 1,000 兆瓦的電力 (MWe)。 RBMK-1000 沒有經過壓力測試的安全殼建築，在大多數國家並不普遍建造。

反應堆迅速臨界並產生了一系列蒸汽爆炸。 爆炸炸毀了反應堆的整個頂部，摧毀了覆蓋反應堆的薄結構，並在 3 號和 4 號機組的厚瀝青屋頂上引發了一系列火災。放射性釋放持續了 31 天，4 人死亡。 蘇聯駐國際原子能機構代表團研究了這次事故。 他們表示，導致事故的切爾諾貝利 XNUMX 號機組 RBMK 實驗未獲得必要的批准，並且有關反應堆安全措施的書面規定不充分。 代表團進一步表示，“相關工作人員沒有為測試做好充分準備，也沒有意識到可能存在的危險。” 這一系列試驗為緊急情況創造了條件，並導致了大多數人認為永遠不會發生的反應堆事故。

切爾諾貝利 4 號機組事故裂變產物的釋放

釋放的總活動

大約 1,900 PBq 的裂變產物和燃料（它們一起被標記為 真皮 由三哩島事故恢復小組）在撲滅所有火災並用吸收中子的屏蔽材料密封 4 號機組所需的十天內釋放。 4 號機組現在是一個永久密封的鋼筋混凝土石棺，妥善地容納了被毀壞的反應堆堆芯內部和周圍的殘餘真皮。

1,900 PBq 中的 XNUMX% 在事故發生的第一天釋放。 其餘的在接下來的九天內被釋放。

最具放射性意義的釋放是 270 PBq ¹³¹I, 8.1 PBq 的 ⁹⁰Sr 和 37 PBq of ¹³⁷CS。 這可以與釋放 7.4 TBq 的三哩島事故相比較 of ¹³¹我並沒有測量 ⁹⁰高級或 ¹³⁷銫。

放射性物質的環境擴散

最初的釋放通常是向北方向，但隨後的釋放是向西和西南方向。 第一批羽流於 27 月 29 日抵達瑞典和芬蘭。 核電站放射環境監測計劃立即發現了洩漏，並向全世界發出了事故警報。 第一縷煙流的一部分飄到了波蘭和東德。 隨後的羽流於 30 月 2 日至 4 日席捲東歐和中歐。 此後，英國於 5 月 5 日發布了切爾諾貝利事件，隨後是 6 月 XNUMX 日的日本和中國，XNUMX 月 XNUMX 日的印度以及 XNUMX 月 XNUMX 日和 XNUMX 日的加拿大和美國。 南半球沒有報告檢測到這種羽流。

羽流的沉積主要受降水控制。 主要放射性核素的沉降模式（¹³¹I, ¹³⁷CS， ¹³⁴銫和 ⁹⁰Sr) 變化很大，即使在蘇聯內部也是如此。 主要風險來自表面沉積物的外部輻射，以及攝入受污染的食物。

切爾諾貝利 4 號機組事故的放射性後果

一般急性健康後果

兩人立即死亡，一名在建築物倒塌時死亡，另一名在 5.5 小時後死於熱灼傷。 另有 28 名反應堆工作人員和消防人員死於輻射傷害。 對異地人群的輻射劑量低於可立即引起輻射效應的水平。

到 1986 年，切爾諾貝利事故幾乎使全世界因輻射事故死亡的總人數翻了一番（從 32 人增加到 61 人）。 （有趣的是，美國 SL-1 反應堆事故中的三名死者被列為蒸汽爆炸，而前兩名死於切爾諾貝利事故的人也未被列為輻射事故死亡。）

影響事故現場健康後果的因素

無法獲得現場最高風險人員的人員劑量測定。 在暴露後的前六個小時內沒有噁心或嘔吐可靠地表明這些患者接受的吸收劑量低於可能致命的吸收劑量。 對於因輻射暴露不需要立即就醫的患者，這也是一個很好的指示。 該信息連同血液數據（淋巴細胞計數減少）比人員劑量測定數據更有用。

消防員的厚重防護服（多孔帆布）允許高比活度裂變產物接觸裸露的皮膚。 這些 β 劑量導致嚴重的皮膚灼傷，並且是許多死亡的重要因素。 XNUMX 名工人皮膚嚴重燒傷。 燒傷極難治療，是一個嚴重的並發症。 他們使得無法在將患者運送到醫院之前對其進行淨化。

此時沒有臨床顯著的內部放射性物質身體負荷。 只有兩個人的身體負擔很高（但沒有臨床意義）。

在接受篩查的約 1,000 人中，有 115 人因急性放射綜合症住院。 八名在現場工作的醫護人員患上了急性輻射綜合症。

正如預期的那樣，沒有中子暴露的證據。 （測試尋找 sodium-24 (²⁴Na）在血液中。）

影響事故場外健康後果的因素

公眾保護行動可分為四個不同的時期。

1. 第一個 24 小時: 順風公眾留在室內，門窗緊閉。 開始分發碘化鉀 (KI) 以阻止甲狀腺攝取 ¹³¹I.
2. 一到七天：在建立安全疏散路線後，普里皮亞季被疏散。 建立了去污站。 基輔地區被疏散。 疏散總人數超過88,000人。
3. 一到六週：疏散總人數上升至115,000萬人。 所有這些都經過醫學檢查並重新安置。 對 5.4 萬俄羅斯人進行了碘化鉀給藥，其中包括 1.7 萬兒童。 甲狀腺劑量減少了約 80 至 90^%. 數万頭牛已從受污染地區轉移。 當地的牛奶和食品在大範圍內被禁止（根據派生干預水平的規定）。
4. 6週後：30 公里半徑的疏散圈被分為三個分區：(a) 4 至 5 公里的區域，預計在可預見的未來不會有公眾重新進入，(b) 5 至 10 公里的區域，限制特定時間後將允許公眾重新進入，並且 (c) 最終將允許公眾返回的 10 至 30 公里區域。

在淨化場外區域方面付出了巨大的努力。

聯合國原子輻射影響科學委員會 (UNSCEAR) 報告蘇聯人口的總輻射劑量為 226,000 人-Sv（第一年承諾的 72,000 人-Sv）。 全世界估計的集體劑量當量約為 600,000 人-Sv。 時間和進一步的研究將完善這個估計（UNSCEAR 1988）。

國際組織

國際原子能機構

PO箱100

A-1400維也納

奧地利

國際輻射單位和測量委員會

伍德蒙特大街 7910 號

馬里蘭州貝塞斯達20814

美國

國際輻射防護委員會

郵政信箱35號

牛津郡迪德科特

OX11 0RJ

聯合王國

國際輻射防護協會

埃因霍溫科技大學

PO箱662

5600 AR埃因霍溫

荷蘭

聯合國原子輻射影響委員會

伯南聯營公司

4611-F 裝配驅動器

馬里蘭州蘭納姆 20706-4391

美國

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