广东省核工业地质局辐射环境监测中心 张腊根

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1 广东省核工业地质局辐射环境监测中心 张腊根
核工业类环评技术注意事项 广东省核工业地质局辐射环境监测中心 张腊根

2 汇报内容 核辐射基本概念 现状调查注意事项 影响预测技术要求与注意事项 有针对性的提出辐射防护 报告结论所含内容

3 核辐射基本概念 什么是辐射 　辐射指的是能量以波或是次原子粒子移动的型态传送。辐射之能量从辐射源向外所有方向直线放射。一般可依其能量的高低及电离物质的能力分类为电离辐射或非电离辐射。一般普遍将这个名词用在电离辐射。电离辐射具有足够的能量可以将原子或分子电离化，非电离辐射则否。辐射活性物质是指可放射出电离辐射之物质。

4 非电离辐射 太阳辐射波长主要为0.15-4微米，其中最大辐射波长平均为0.5微米；地面和大气辐射波长主要为3-120微米，其中最大辐射波长平均为10微米。习惯上称前者为短波辐射，后者为长波辐射。 通讯用电磁波波长1mm——10km，对应频率为3kHz——300GHz。

5 电离辐射 拥有足够高能量的辐射可以把原子电离的辐射称为电离辐射。一般而言，电离是指电子被电离辐射从电子壳层中击出，使原子带正电。由于细胞由原子组成，电离作用可以引致癌症。一个细胞大约由数万亿个原子组成。电离辐射引致癌症的几率取决于辐射剂量率及接受辐射生物之感应性。α、β、γ辐射及中子辐射均可以加速至足够高能量电离原子。另外，X射线也可在足够能量使原子电离。

6 电离辐射 α射线其实质是核原子核，以粒子计α粒子中包含两个质子和两个中子，是重核(如U-238、Th-232、Ra-226等)分裂时产生子核之一。由于α粒子带2个单位正电荷、4个质量单位，所以物质中飞行时容易受到其他原子电荷的库仑力作用，飞行方向极易被改变、能量损失较快。所以α射线射程很短，就算在空气中的射程也仅以cm为单位。但由于其质量大，比较低的速度也含有很大的能量，所以α射线电离能力很强。

7 电离辐射 β射线，β射线实质是电子流。在某些不稳定的原子核中，某个中子发射一个电子，自身转化成一个质子，发射出来的电子就是β射线。也有部分原子核中质子发射一个正电子后转化成中子，这种衰变称β+衰变。 电子带一个单位负电、质量大概相当于质子质量的1/1840。β射线带一个单位负电，穿越物质时受其他原子核库仑引力作用，易发生方向改变而失去部分能量，具体能量损失与β射线能量及被穿越物质相关。粒子的比电离值比相同能量的α粒子小很多，带电粒子通过物质时，在径迹上将产生很多离子对，射线在单位路程上产生的离子对数目被称为比电离或电离密度。对于单能快速电子，在空气中的比电离值与电子的速度有关，速度越大，比电离值越小，穿透本领也越强。

8 电离辐射 物质原子电离（内层电子电离后外层电子补空位）后发射特征X射线：快速电子将壳层电子击出原子之外，该壳层就产生了空位，当外层电子向内层跃迁时，将两壳层间的能量差以X射线的形式发射出来，这种X射线具有确定的能量(称原子的特征X射线)。 物质原子激发（内层电子受激跃迁后退激）后发出可见光和紫外线：快速电子与物质相互作用时，还会将物质中的原子的价电子激发至更高的能级，而他们返回基态时，会发出可见光和紫外线，这些次级辐射总称为荧光。 当电子经过原子核附近时受库伦场的加速会辐射电磁波，称为轫致辐射。辐射损失率与原子序数的平方成正比，即电子打到重元素中，容易发生轫致辐射。重带电粒子穿透介质时也有类似的辐射能量损失，只是因为质量较大而被忽略。

9 电离辐射 β粒子与靶物质原子核库仑场作用时，只改变运动方向，而不改变辐射能量，这种过程称为弹性散射。由于电子的质量小，因而散射角度可以很大（与α粒子相比，β粒子的散射要大得多），而且会发生多次散射，最后偏离原来的运动方向。同时，入射电子能量越低，及靶物质的原子序数越大，散射也就越厉害。β粒子在物质中经过多次散射其最后的散射角可以大于90°，这种散射成为反散射。 粒子在一些束缚能比较大的靶材上穿过时，由于能量有限，当能量耗尽时还未穿出，就有可能被靶材原子所束缚，从而被吸收，成为介质原子核外电子的一员。其穿透距离与入射粒子能量大小有关。

10 电离辐射 β射线还有一个特殊的类别，称β+射线，其实质是正电子，F-18、O-15等都可能发射β+射线。正电子是普通电子的反物质，正电子进入物质后会与普通电子发生湮灭反应，就是电量中和，变成一对能量相同、方向相反的光子，能量为0.511MeV。 电子流经加速到一定能量后，经过靶物质时会发生轫致辐射，产生X射线，称轫致X射线，X射线能量从0到电子最大能量(Eβmax)都有，平均能量大约为电子能量的1/3左右。这就在大多数日常所用X射线来源。 X射线在物理上性质相同，微观都是光了、宏观都是电磁波。不同点就在于产生地方不同，γ射线产生自原子核能量跃迁、X射线来自电子能量跃迁。

11 电离辐射 中子射线 中子存在于除氢以外的所有原子核中，是构成原子核的重要组成成分。自由中子是不稳定的，一个自由中子会自发转变成一个质子、一个电子(氢原子)和一个中微子，并释放出0.782MeV的能量。自由中子的半衰期为10.61min。 自然界中单独的中子源较少，人工核素一般采取Cf-252，用得较多的中子源为241Am-Be中子源，利用241Am所发射的α粒子轰击Be产生一个中子。 9Be + α → 12C + n MeV 还有239Pu-Be中子源等，产生原理基本一致。

12 电离辐射 中子射线不带电，不会由于库仑力损失能量，其能量损失以非弹性碰撞损失为主，其次为俘获。
中子与原子核的作用，根据中子能量，可以产生各种作用过程，包括弹性散射、非弹性散射和辐射俘获。 中子由于质量相对较大，(γ光子无静止质量、电子质量为中子的约1/1840)，同时中子不带电，不易防护，对人体伤害相对较大。根据GB 附录J，中子对人体产生的剂量值根据能量不同要乘5-20的权重因子。

13 现状调查注意事项 根据项目特征进行现状调查
①对于非密封源，特征核素调查：接触较多的主要是核技术应用的核医学科，包括99mTc、32P、18F等，调查内容应包括核素储存、分装、注射、废物收集等环节是否会产生泄漏，导致污染等情况。分装是其中最难掌握的环节，很容易出现污染操作台面。 表面污染检测很容易混淆，所谓表面污染，是指检测被污染的部分，台面本身的射线要排除在外，如花岗岩台面，β射线本身就存在，检测是否被污染，就要在确认没被污染的台面检测到一个本底值，检测结果要扣除本底值。 工业非密封源场所现状调查更复杂，生产放射源项目我们接触的主要是烟雾报警器的源片生产厂家，做此类环评时现状调查包括员工洗手盆、车间地面、车间外土壤等，车间外土壤应作241Am核素分析。

14 现状调查注意事项 根据项目特征进行现状调查 ②密封源项目现状调查。
密封源相对非密封源简单很多，密封源现在应用主要是利用β射线或γ辐射进行工业或医学应用。密封源正常情况下是不会泄漏的，现状调查以外照射为主，如果涉及到β射线的还应调查β射线剂量率。 如遇到60Co辐照之类项目，由于其使用的放射源都是Ⅰ类源，装源活度以十万Ci(1015Bq)为单位，而且放射源比较多，发生泄漏的风险就要考虑在内了，现状调查时要调查周围环境土壤中60Co含量。

15 现状调查注意事项 根据项目特征进行现状调查 ③X射线相关项目的现状调查
X射线项目，包括X射线探伤机、荧光分析仪、医用X射线机、电子直线加速器等。现状调查较密封源还简单，检测防护装置外的X射线空气吸收剂量率就可以了。

16 影响预测技术要求与注意事项 核技术应用类环境影响评价，环境影响预测的最终落脚点是剂量，就是对工作人员与公众的剂量。其他内容都是为剂量预测服务的。 早期的核技术应用类报告书，影响预测中有“三关键”：关键核素、关键途径、关键人群组。 关键核素就是指核技术应用所涉及的核素，关键途径是指该核素对人体影响的关键途径，而非使用过程的关键途径，关键人群组，在普通环评中称为环境敏感点。其最终落脚点也是对关键人群组的剂量预测结果，包括个人剂量与集体剂量。现在一般不提集体剂量。

17 影响预测技术要求与注意事项 剂量预测包括外照剂量与内照剂量两部分。
密封源、X射线等只产生外照射的核技术应用项目，估算剂量相对比较容易。但要注意剂量率增加值与受照时间(工作负荷)。 根据有些省份要求不一样，上次安徽项目，专家很明确指出，NCRP(美国联邦辐射防护委员会)的151号文件不符合中国国情。美国的人烟稀少、而且有规定每多少人一台直加，所以他们直加工作负荷远低于中国；而且美国医院也没中国这么多人，中国的医院任何角落都是人(当时评安徽省立医院，确实每个角落都是人)。 在剂量管理目标值可行的条件下，建议还是放宽一点时间。

18 影响预测技术要求与注意事项 不同省份剂量管理目标值也可以要求不一样，安徽省工作人员剂量管理目标值可以放宽到15mSv，因为安徽省立医院工作人员工作负荷确实很大，做125I粒子源的医生，需要近距离操作放射源，受照剂量肯定大。 对于非密封源，除计算外照射还要计算内照射。内照射要以使用核素为主，主要计算吸入途径。 如果遇到稀土厂之类的与核相关的项目，计算就更复杂了，不但要计算氡、粉尘导致的吸入剂量，还要计算通过流出途径(随污水外排)进入食物链导致的内照射，这些要考虑当地饮食习惯等内容。就是前面所提到的关键途径及受影响的关键人群组。

19 有针对性的提出辐射防护 辐射防护措施的提出，应该有针对性，X射线机、直加等这些都比较熟悉，不作重点叙述，但切忌照搬其他项目的，医院提供的资料最好也做一些修改，医院提供的资料也是互相抄的或辐射防护设计单位提供的，有些还真与实际情况不相符。四二一医院施工的辐射防护措施就与设计时的资料不一致，聘请的专家中有一位曾经参与该项目的辐射防护设计。 如果有时间，对辐射防护重新分类整理，时间再紧也要对建设单位提交的资料进行核实。

20 有针对性的提出辐射防护 β射线的防护 β射线，易产生轫致辐射，轫致辐射的能量与靶材料有关，靶材料原子量越大产生的X射线能量越大。如果采用铅之类的重金属进行防护，射线衰减较快，但产生的β射线能量相对较高，有些书上也叫射线较硬。铅对β射线进行了有效的防护，却漏掉了轫致辐射的屏蔽。 对即产生β射线也产生γ射线的核辐射进行防护时，先采用原子量相对较小的如铝之类的进行防护，再用铅进行屏蔽，这样β射线与γ射线都进行了有效的防护。

21 有针对性的提出辐射防护 中子射线的防护 中子不带电，能量损失方式主要靠非弹性碰撞与原子吸收。
根据物理学知识，发碰撞时，能量损失最大情况是发生在两个质量基本一致的物体之间的碰撞。中子的质量与质子的质量基本一致，用含H较多的材料可以有效屏蔽中子。含中子较多的材料，一般采用聚乙烯之类的材料，这些材料可有效防护中子射线。设计中注意到了中子，而且采取了相应的防护措施，中子的防护就比较简单了。

22 报告结论所含内容 报告书(表)的结论是对整个报告书(表)的一个总结，应该可以作为一个独立部分拿出来阅读。审批部门的领导时间比较紧，可能只看结论部分，如果结论过于复杂或过于简单，都不利于报告的审批。 核技术应用项目结论部分内容至少应包括以下内容：项目概况、现状调查、辐射防护措施简介、辐射防护三原则符合情况(辐射实践正当化、辐射防护最优化、个人剂量当量限值（剂量控制）)。后面部分写报告时都有注意，但项目概况反而容易遗漏，希望大家以后注意。

23 这是本人针对我中心环境影响评价过程一些未注意的细节问题进行一些补充，难免挂一漏万，希望大家多指导。