辐射与防护

辐射与防护

摘要：在我们人类赖以生存的地球上,在其诞生的那一时刻起,就存在着这样一类核素:其原子核内部不稳定,可以自发地发生核衰变而成为一种新的核素,同时释放出一种或多种可以使作用物质发生电离的电磁波或粒子(亦称之为射线) . 核素这种自发地发生衰变,同时放出射线的特性称为放射性(activity) ;具有放射性的核素则称之为放射性核素。核反应。核辐射主要是α、β、γ三种射线：按入射粒子的能量，核反应又可粗分为三类：①低能核反应；②中能核反应，；③高能核反应 。核反应。深圳、珠海和广州三处的浓度最大值分别为41. 21、7. 65 和1. 74 Bq/ m3 ,大于1 ×10 - 3Bq/ m3 的浓度值在深圳、珠海和广州的时间间隔分别为≤30. 17 h、0. 67～31. 83 h 和1. 17～31. 83 h 关键词：核反应；辐射；核辐射防护

Radiation and protection

DongJiaYun

Donghua university of science and technology, the ring the courtyard, [1**********]

1.6. 16

Abstract: in the us to the survival of humans on earth, it was born in the moment, there is a kind of nuclide: the internal unstable nuclei, can be spontaneous nuclear decay into a new species, and release a or DuoZhong can make the role of matter particles or electromagnetic wave ionization (also called ray). The nuclide decay spontaneously and, at the same time, the characteristics of radioactive rays from known as follows (); Radioactive nuclide radioactive isotopes are called. Nuclear reactors. Nuclear mainly is the alpha, beta, gamma ray: the three incident particles of energy, nuclear reactors and can be divided into three categories: (1) the coarse low-energy nuclear reactions; (2) can nuclear reactions,; (3) the nuclear energy. Nuclear reactors. Shenzhen, zhuhai and guangzhou three places respectively the concentration of the maximum for 41. 21, 7. 65 and 1. 74 Bq/m3, more than 1 x 10-3 Bq/m3 in the density in shenzhen, zhuhai and guangzhou time interval for more than 30 respectively. 17 h, 0. 67 to 31. 83 h and 1. 17 ~ 31. 83 h

Keywords: nuclear reactions; Radiation; Radiological protection

引言

在我们人类赖以生存的地球上,在其诞生的那一时刻起,就存在着这样一类

核素:其原子核内部不稳定,可以自发地发生核衰变而成为一种新的核素,同时释放出一种或多种可以使作用物质发生电离的电磁波或粒子(亦称之为射线) . 核素这种自发地发生衰变,同时放出射线的特性称为放射性(activity) ;具有放射性的核素则称之为放射性核素. 这些具有一定的能量,可以使物质发生电离的电磁波或粒子统称为电离辐射(ionizing radiation) .[1]

放射性危害与核电站是相伴终身的。核电站总的安全目标是在核电站建立

并维持对放射性危害的有效防御,以保护人员、社会和环境免受危害。总的核安全目标由辐射防护目标和技术安全目标组成。辐射防护目标是保证在所有运行状态下,核电站内的辐射照射或由于该核电站任何计划排放放射性物质引起的辐射照射低于审管部门规定限值并且将照射保持在可以合理达到的最低水平,保证减轻任何事故的放射性后果。由此可见,核电站的辐射防护的目的就是建立并维持对放射性危害的有效防御。[2]

核反应

核反应是指入射粒子（或原子核）与原子核（称靶核）碰撞导致原子

核状态发生变化或形成新核的过程。

核反应是宇宙中普遍存在。此外，宇宙射线每时每刻都在地球上引起核反应。

辐射定义

放射性物质以波或微粒形式发射出的一种能量就叫核辐射，核爆炸和核事故都有核辐射。核辐射主要是α、β、γ三种射线：

宇宙、自然界能产生放射性危害都不太大，只有核爆炸或核电站事故泄漏的放射性物质才能大范围地对人员造成伤亡。 电磁波是很常见的辐射，对人体的影响主要由功率（与场强有关）和频率决定。通讯用的无线电波是频率较低的电磁波。以可见光为界，主要是热效应，频率高于可见光的射线对人体主要产生化学效应。

按入射粒子的不同，核反应可分为三类：①中子核反应，②带电粒子

核反应③光核反应，即光子引起的核反应。 按入射粒子的能量，核反应又可粗分为三类：①低能核反应；②中能核反应，；③高能核反应。

天然辐射

天然辐射主要有三种来源：宇宙射线、陆地辐射源和体内放射性物质。 人工辐射

人工辐射源包括放射性诊断和放射性治疗辐射源如x光，核磁共振等、放射性药物、放射性废物、核武器爆炸的落下灰尘以及核反应堆和加速器产生的照射等。

核反应

核反应（nuclear reaction），是指粒子（如中子、光子、π介子等）或原子核与原子核之间的相互作用引起的各种变化。

特点:1、连锁反应 ;2、伴随核辐射 ;3、高效; 4、清洁、无污染。

调查

可对大亚湾核电站气态排放对广东省辐射环境可能造成的影响进行预估。假设大亚湾核电站年平均的放射性废气一次性排放,排放的惰性气体如1995 年的值4. 01 ×1013 Bq/ (GW·a·台) 为点源值,计算结果,可得到源于大亚湾核电站放射性废气在广东省的深圳、珠海和广州三处达到的最大浓度值及所需时间,同时可以得到核素浓度值高于1 ×10 - 3Bq/ m3 (133Xe 探测精度值) 的时间段。深圳、珠海和广州三处的浓度最大值分别为41. 21、7. 65 和1. 74 Bq/ m3 ,大于1 ×10 - 3Bq/ m3 的浓度值在深圳、珠海和广州的时间间隔分别为≤30. 17 h、0. 67～31. 83 h 和1. 17～31. 83 h。这些结果可作为大亚湾核电站正常运行时,在一年内,气态排出物中惰性气体对广东省的深圳、珠海和广州的辐射环境可能造成的最大影响的可监测浓度估计值。[3]

理想的生物剂量计至少应具有或部分具有以下特征:特异、良好的量效关系;确定的剂量和时间响应范围;遗传背景稳定,本底变异较低;影响、干扰因素明确且可控制;采样方便,分析方法简单、迅速可靠,易于自动化操作;经济成本和社会成本低等特点。生物剂量计在核战争、放射性事故、职业和大众的辐射安全和卫生防护,以及国家紧急安全应急措施等方面的重要性已被世界各国所认识和重视。相信在不远的将来,在传统生物剂量指标的技术改造,新技术指标的创立和标准化,尤其是在蛋白质和蛋白质组学方面,生物剂量计的研究会有所突破和创新。

[4]

放射性物质会造成对人体的危害

大气和环境中的放射性物质，可经过呼吸道、消化道、皮肤、直接照射、遗传等途径进入人体，一部分放射性核元素进入人体生物循环，并经食物链进入人体，最终导致基因突变或癌变。

资料显示：核电站燃料的铀氧化物开始裂变反应后，会产生大量的能量同时释放出中子并生成高度放射性的钚-239，这些生成的钚-239再次发生裂变，再释放出更多能量。钚比铀的放射性更大，毒性更强。影响周边环境，严重损害人类健康。核安全问题专家介绍，钚对人体肺和肾威胁很大。

辐射防护

辐射防护是研究保护人类（系指全人类、其中的部分或个体成员以及他们的后代）免受或少受辐射危害的应用学科，有时亦指用于保护人类免受或尽量少受辐射危害的要求、措施、手段和方法。辐射包括电离辐射和非电离辐射。在核领域，辐射防护专指电离辐射防护。美国现在地下研究和开发避难所来进行辐射防护。

辐射的种类

自然界存在着三种射线：α（阿尔法）、β（贝塔）、γ（伽玛）射线。人类接受的辐射有两个途径，称为内照射和外照射。Α、β、γ三种射线由于其特征不同，其穿透物质的能力也不同，他们对人体造成危害的方式不同。α粒子只有进入人体内部才会造成损伤，这就是内照射；γ射线主要从人体外对人体造成损伤，这就是外照射；β射线既造成内照射，又造成外照射。

辐射的危害

人们在长期的实践和应用中发现，少量的辐射照射不会危及人类的健康，过量的放射性射线照射对人体会产生伤害，使人致病、致死。剂量越大，危害越大。

辐射防护原则

辐射防护三原则是指实践的正当性、防护水平的最优化和个人受照的剂量限值。

国际基本安全标准的剂量限值主要有哪些?

剂量限值 5年平均值（毫希/年）任一年值（毫希/年）

职业照射 20 50 公众照射 1 5

注：中国将颁发的标准等效采用国际基本安全标准。

外照射防护方法

体外辐射源对人体的照射称外照射。外照射的防护方法有受照射时间的控制、增大与辐射源 间的距离和采用屏蔽三种方法。

控制内照射原则

进入人体内的放射性核素作为辐射源对人体的照射称内照射。控制内照射的基本原则是防止或减少放射性物质进入体内，对于放射性核素可能进入体内的途径要予以防范。

如何防护α射线

由于α粒子穿透能力最弱，一张白纸就能把它挡住，因此，对于α射线应注意内照射，其进入体内的主要途径是呼吸和进食时，其防护方法主要是：

（1） 防止吸入被污染的空气和食入被污染的食物；

（2） 防止伤口被污染。

β粒子、其穿透能力比α射线强，比γ射线弱，因此，β射线是比较容易阻挡的，用一般的金属就可以阻挡。但是，β射线容易被表层组织吸收，引起组织表层的辐射损伤。因此其防护就复杂的多；

（1）避免直接接触被污染的物品；以防皮肤表面的污染和辐射危害；

（2）防止吸入被污染的空气和食入被污染的食物；

（3）防止伤口被污染；

（4）必要时应采用屏蔽措施。

γ粒子防护

γ射线穿透力强，可以造成外照射，其防护的方法主要有以下三种： （a）尽可能减少受照射的时间；

（b）增大与辐射源间的距离，因为受照剂量与离开源的距离的平方成反比；

（c）采取屏蔽措施。在人与辐射源之间加一层足够厚的屏蔽物，可以降低外照射剂量。屏蔽的主要材料有铅、钢筋混凝土、水等，我们住的楼房对外部照射来说是很好的屏蔽体。如果看到核爆炸闪光后，应立即背向爆心卧倒。之后用淋浴消除放射性物质。

核辐射效应

核爆炸头10几秒内放出的中子和γ射线对生物体、电子器件和其它物体的 杀伤破坏作用及效果。由于中子和γ射线具有很强的贯穿能力，又称贯穿辐射效应。早期核辐射主要由弹体内核反应产生，或从裂变产物中释放，或由中子与空气作用产生。早期核辐射对人员和物体的损伤程度取决于吸收剂量（即单位质量的物质吸收射线的能量），其单位为戈[瑞]，指每千克受照射物质吸收一焦[耳]射线能量的吸收剂量。早期核辐射可直接或间接使物质电离，造成辐射损伤，其主要杀伤破坏对象是人员和电子器件。人员在短时间内受到1戈瑞以上剂量照射时会发生急性放射病；电子器件在大剂量或高剂量率作用下会引起瞬态干扰和永久损坏；瞬发γ射线可引起核电磁脉冲、内电磁脉冲和系统电磁脉冲；中子还会使某些物质产生感生放射性；γ射线会使摄影胶片感光和光学玻璃变暗等效应。早期核辐射的强度由于空气吸收，随距离的增加衰减很快，即使千万吨梯恩梯当量级的大气层核爆炸，早期核辐射的杀伤破坏事半径也不超过4公里。早期核辐射穿过物体时期强度将被削弱，可用一定厚度的物质来防护，工事和重型兵器本身对早期核辐射效应都有一定的防护作用。

辐射最可能导致哪些健康损害

电离辐射诱导的旁效应( Bystander effect) 一般是指未被

辐射击中的细胞出现的损伤,

低剂量辐射免疫增强效应已被世界各国学者所承认。近年来, 随着研究不断深入, 对免疫兴奋效应分子机制已有了较系统而深刻的认识, 形成了低剂量辐射免疫增强效应的分子机制以信号传导通路启动、Th细胞激活及抑制凋亡为核心的理论。X 射线全身照射后胸腺细胞表面TCR 和CD3 分子表达上调, PKC 活性增强, [ Ca2+ ] 浓度升高, 进一步激活转录因子NF B, 而启动了Th 细胞IL2 等的基因转录, IL2 及IL2R 表达增高, Th 细胞增殖, 分化成熟加快, 向外周免疫器官输送T 细胞增多, 辅助B 细胞激活能力升高, 机体细胞免疫及体液免疫功能增强。近年来研究表明,T 淋巴细胞功能激活可能受低剂量照射后巨噬细胞变化的制约, 从细胞间协同关系的实验中发现受照射机体的腹腔巨噬细胞和脾脏的贴壁细胞可增强分离的正常和受照射动物的T 细胞增殖反应。实验资料显示, 受低剂量照射的J774A. 1 细胞与未受照射的EL4 细胞共培养, 于第3 小时开始即刺激未受照射的EL4 细胞的增殖, 而受高剂量照射的J774A. 1 细胞则引起相反的效应。一般认为, 电离辐射诱导的旁效应主要涉及未被辐射击中的部位或细胞出现损伤, 未曾见到有关旁效应表现为刺激性变化的报道。上述低剂量辐射引起免疫细胞的刺激性旁效应的机制有待阐明。我们检测受不同剂量照射的J774A. 1 细胞上清中的NO 含量表明, 高剂量照射引起NO 的大量分泌, 可能为高剂量辐射诱导抑制性效应的因素之一。文献报道, 过量的NO 可灭活三羧酸循环的鸟苷酸酶、线粒体逆电子体系中的NADPH 脱氢酶和琥珀酸脱氢酶, 从而抑制能量合成; 过量NO 还抑制核糖核酸苷还原酶而影响DNA 复制, 尤其是NO 与超氧阴离子( O2 ) 结合或与血红蛋白反应生成过氧亚硝酸根( ONOO- ) , 后者还可继续分解为NO-2 等自由基, NO-2 自由基对组织细胞具有直接损伤作

用。本实验结果表明, 0.075 Gy X 射线照射后J774A. 1 细胞NO 的分泌量无明显增高, 而1 和2 Gy X 射线照射后J774A.1 细胞分泌NO 量时明显高于假照组( P

应考虑有其他的因素可能参与其发生机制, 值得进一步研究。

[5]

核辐射防护

核辐射防护的目的是建立并维持对放射性危害的有效防御,具体表现在辐射剂量

控制、放射性污染控制与放射性材料控制三个方面。这三个方面可以统称为核电站辐射防护的三大控制,构成核电站辐射防护主要任务的一个有机的整体。核电站辐射防护开展的工作都是紧紧围绕这三个方面来进行的。片面地强调

某一方面都会造成实际工作的失衡,给工作人员、公众和环境带来危害。因此,应将“三大控制”作为一个整体,始终贯彻于核电站的辐射防护工作中,并贯彻辐射防护最优化原则,使核能这一绿色能源更好地造福于人类。[6]

[1]核科学百年讲座 第九讲 电离辐射与人类生活及环境郭 秋 菊(北京大学物理学院技术物理系 北京 100871)

[2][6]浅析核电站辐射防护的主要任务 王 川 邬 强 (核电秦山联营有限公司,浙江海盐, 314300) (中国辐射防护研究院,太原, 030006)

[3] . 广东大亚湾核电站放射性固体废物处理及暂存措施. 辐射防护, 吕殿全1996. 16 (6) : 304.

[4] 细胞遗传学技术在辐射生物剂量估算中的应用 郝义彬 陈晓培(郑州大学公共卫生学院,郑州,450052) 吕玉民(河南省职业病防治研究所,郑州,450052)

[5]电离辐射诱导免疫细胞旁效应的实验研究

金顺子 刘树铮中华放射医学与防护杂志2005 年4 月第25 卷第2 期 Chin J Radiol Med Prot, April 2005, Vol 25, No. 2