1、同步辐射实验安全知识培训同步辐射实验安全知识培训北京同步辐射实验室北京同步辐射实验室1。一、一、引言引言 电子圆形加速器（如储存环、同步加速器）电子圆形加速器（如储存环、同步加速器）产生同步辐射。同步辐射是广谱的电磁辐射，产生同步辐射。同步辐射是广谱的电磁辐射，频谱覆盖：红外、可见、紫外和频谱覆盖：红外、可见、紫外和 X射线波段。射线波段。同步辐射实验是利用同步辐射与物质相互作同步辐射实验是利用同步辐射与物质相互作用生成的信息研究物质微结构。用生成的信息研究物质微结构。2。同步辐射能用于实验研究，它的紫外和同步辐射能用于实验研究，它的紫外和X射射线辐射也能对人体造成伤害，要注意防护。线辐射也能
2、对人体造成伤害，要注意防护。从加速器引出同步辐射的同时也引出了轫致从加速器引出同步辐射的同时也引出了轫致辐射，轫致辐射是比同步辐射能量更高、穿透辐射，轫致辐射是比同步辐射能量更高、穿透能力更强的电磁辐射，它对人体的伤害更大，能力更强的电磁辐射，它对人体的伤害更大，防护更困难。防护更困难。为了保证同步大厅工作人员的安全采用以下措施：为了保证同步大厅工作人员的安全采用以下措施：用锯齿墙和铅堆隔断储存环与同步大厅以屏蔽辐射；用锯齿墙和铅堆隔断储存环与同步大厅以屏蔽辐射；每条光束线均安装辐射防护设备和安全连锁系统。每条光束线均安装辐射防护设备和安全连锁系统。为了用户的安全，要学习有关知识和安全操作规范
3、。为了用户的安全，要学习有关知识和安全操作规范。3。二、辐射知识二、辐射知识 辐射不可怕，可怕的是不了解辐射。了解辐辐射不可怕，可怕的是不了解辐射。了解辐射就可以利用它，防止它的伤害。射就可以利用它，防止它的伤害。宇宙间充满辐射。自古以来，地球上的生命宇宙间充满辐射。自古以来，地球上的生命便暴露于自然环境的辐射中。便暴露于自然环境的辐射中。每时每刻都受到每时每刻都受到天然存在的各种电离辐射源的照射，这种照射天然存在的各种电离辐射源的照射，这种照射称为称为天然本底照射天然本底照射。在现代社会中，由于工业。在现代社会中，由于工业的发展和科学技术的进步，也产生了人类并不的发展和科学技术的进步，也产生
4、了人类并不希望有的天然照射，如天然气和地热的利用以希望有的天然照射，如天然气和地热的利用以及燃煤电站排出物对居民的照射。及燃煤电站排出物对居民的照射。4。在核科学和核技术发展的今天，人类生活在核科学和核技术发展的今天，人类生活已与放射性紧密相关，除天然本底照射外也已与放射性紧密相关，除天然本底照射外也受到受到人工电离辐射源的照射人工电离辐射源的照射，如放射诊断和，如放射诊断和放射治疗，含有放射性或产生电离辐射的电放射治疗，含有放射性或产生电离辐射的电子产品的照射等。总之，人类是生活在电离子产品的照射等。总之，人类是生活在电离辐射的环境之中，但这却不是人们都能感觉辐射的环境之中，但这却不是人们都
5、能感觉到的事实。到的事实。5。日常生活中遇到的各种日常生活中遇到的各种辐射源辐射源电磁辐射能谱电磁辐射能谱6。7。人体受照射来自两个方面：人体受照射来自两个方面：天然辐射：宇宙射线、宇生放射性核素、原天然辐射：宇宙射线、宇生放射性核素、原生放射性核素、人类活动引起的天然辐射。生放射性核素、人类活动引起的天然辐射。人工辐射：医疗照射、核技术应用、同步辐人工辐射：医疗照射、核技术应用、同步辐 射应用、核爆炸落下灰、核动力生产。射应用、核爆炸落下灰、核动力生产。8。正常本底地区天然辐射致人体的年有效剂量正常本底地区天然辐射致人体的年有效剂量辐射来源辐射来源年有效剂量年有效剂量,mSvmSv 宇宙射线
6、宇宙射线0.38宇生核素宇生核素0.01陆地陆地g g外照射外照射0.48陆地放射性核素内照射陆地放射性核素内照射(不包不包括氡括氡)0.29氡及其子体内照射氡及其子体内照射1.25总总 计计2.49。部分国家的天然本底水平部分国家的天然本底水平年剂量年剂量10。天然照射的组成天然照射的组成11。射线对人体的作用射线对人体的作用根据目前的认识，大致可分为两类：根据目前的认识，大致可分为两类：有益的有益的：人类生存条件之一，人类生存条件之一，天然辐射提高免疫力、刺激作用。天然辐射提高免疫力、刺激作用。有害的：有害的：大剂量照射时，可能得各种放射病。大剂量照射时，可能得各种放射病。u小剂量照射时，
7、有三个大家关心的问题：小剂量照射时，有三个大家关心的问题：遗传、遗传、致癌、寿命致癌、寿命。根据目前所掌握的知识来看，这些根据目前所掌握的知识来看，这些影响可忽略，可被接受。影响可忽略，可被接受。u射线对人体作用时，有三种生化指标可能会发生射线对人体作用时，有三种生化指标可能会发生变化：变化：白血球、血小板、染色体白血球、血小板、染色体。12。小剂量照射小剂量照射 天然辐射人类生存条件之一天然辐射人类生存条件之一,在正常天然本底在正常天然本底范围内未发现有害效应（范围内未发现有害效应（2.4mSv/2.4mSv/年）年）近年来许多实验研究结果证明：近年来许多实验研究结果证明：从寿命、躯体效应等
8、方面论证了低剂量辐射可能从寿命、躯体效应等方面论证了低剂量辐射可能是无害的是无害的刺激效应：刺激细胞功能，使机体自然防御适应刺激效应：刺激细胞功能，使机体自然防御适应功能提高，集体免疫力增强功能提高，集体免疫力增强抑瘤效应：抑制移植肿瘤的生长和转移等抑瘤效应：抑制移植肿瘤的生长和转移等13。辐射剂量与辐射防护中常用的量辐射剂量与辐射防护中常用的量 电离辐射授与某一体积元中物质的电离辐射授与某一体积元中物质的平均能量与该体积元中物质的质量平均能量与该体积元中物质的质量之比之比（历史上曾用单位：拉德，（历史上曾用单位：拉德，1rad0.01Gy）dmdD/1.吸收剂量吸收剂量D 单位：戈瑞，单位：
9、戈瑞，1Gy1J/kg定义：定义：14。2.当量剂量当量剂量HT,R定义：定义：器官或组织器官或组织T中的平均吸收剂量中的平均吸收剂量DT,R与辐射权重因子与辐射权重因子wR的乘积的乘积 当量剂量是量度不同种类及能量的辐射，对当量剂量是量度不同种类及能量的辐射，对人体个别组织或器官造成的影响的一个物理量。人体个别组织或器官造成的影响的一个物理量。RTRRTDWH,RRTRTDWH,WR辐射权重因子，与辐射的种类和能量有关；辐射权重因子，与辐射的种类和能量有关；DT,R器官、组织的平均剂量器官、组织的平均剂量单位：单位：希沃特，希沃特，1Sv1J/kg15。辐射权重因子辐射权重因子 WR 辐射类
10、型和能量范围辐射类型和能量范围 ICRP60ICRP103所有能量的光子所有能量的光子11所有能量的电子、所有能量的电子、子子11质子（能量质子（能量2MeV）和带电介子）和带电介子52 粒子粒子、裂变碎片和重离子、裂变碎片和重离子2020中子中子 （能量（能量10keV）5随中子能量变随中子能量变化是一个连续化是一个连续函数，给出一函数，给出一个能谱与个能谱与WR曲线图和一个曲线图和一个计算公式，求计算公式，求出出WR值值 （能量（能量10100keV）10 （能量（能量100keV2MeV）20 （能量（能量220MeV）10 （能量（能量20MeV）516。3.有效剂量有效剂量E 当所考
11、虑的效应是随机效应时，在全当所考虑的效应是随机效应时，在全身受到不均匀照射的情况下，身受到不均匀照射的情况下，人体所有组人体所有组织或器官的加权后的当量剂量之和。织或器官的加权后的当量剂量之和。WT组织组织T的权重因子；的权重因子；HT 器官或组织的当量剂量器官或组织的当量剂量SI单位：希沃特，单位：希沃特，Sv 1Sv1J/kgTTTHWE17。组织权重因子组织权重因子WT组织或器官组织或器官WT（ICRP26）WT（ICRP60）WT（ICRP103）性腺性腺0.25 0.20 0.08（红）骨髓（红）骨髓0.120.120.12 结肠结肠0.120.12 肺肺0.120.120.12 胃
12、胃0.120.12 乳腺乳腺0.15 0.05 0.12 膀胱膀胱0.05 0.04 肝肝0.05 0.04 食道食道0.05 0.04 甲状腺甲状腺0.03 0.05 0.04 脑脑0.01唾液腺唾液腺0.01皮肤皮肤0.010.010.01 骨表面骨表面0.03 0.010.01 其余组织或器官其余组织或器官0.30 0.05 0.12 18。概念理解概念理解 当量剂量当量剂量 针对某个器官或组织，是平均值；针对某个器官或组织，是平均值；有效剂量有效剂量 针对全身而言，取平均值。针对全身而言，取平均值。辐射权重因子辐射权重因子 描述了辐射类型、能量的不描述了辐射类型、能量的不同对生物效应的
13、影响；同对生物效应的影响；组织权重因子组织权重因子 则描述了不同器官、组织对则描述了不同器官、组织对全身总危害的贡献。全身总危害的贡献。19。三、同步辐射大厅的辐射剂量三、同步辐射大厅的辐射剂量 同步辐射专用模式大厅辐射剂量表同步辐射专用模式大厅辐射剂量表位置位置注入注入运行运行12号大厅号大厅5.0 Sv/h0.4 Sv/h13号大厅号大厅0.3 Sv/h0.3 Sv/h15号大厅号大厅0.3 3 Sv/h0.3 Sv/h注：表中剂量率为中子和注：表中剂量率为中子和射线总的剂量当量率射线总的剂量当量率20。位置位置注入注入运行运行12号大厅号大厅5.0 Sv/h0.4 Sv/h13号大厅号大
14、厅2.0 Sv/h0.3 Sv/h15号大厅号大厅0.3 3 Sv/h0.3 Sv/h注：表中剂量率为中子和注：表中剂量率为中子和射线总的剂量当量率射线总的剂量当量率对撞运行模式同步大厅辐射剂量表对撞运行模式同步大厅辐射剂量表21。四、辐射剂量的国家标准四、辐射剂量的国家标准 国际放射防护委员会（国际放射防护委员会（ICRP第第60 号刊物）号刊物）和我国辐射防护国家标准和我国辐射防护国家标准(GB18871-2002)，对于因工作而引致的辐射照射，建议的剂量对于因工作而引致的辐射照射，建议的剂量限值如下限值如下：按年剂量控制：按年剂量控制：20 mSv/年年 按时剂量控制：按时剂量控制：10
15、 Sv/时时 （全年工作（全年工作 2000小时）小时）22。由此可以看出同步辐射大厅的辐射剂量是远由此可以看出同步辐射大厅的辐射剂量是远低于低于国际放射防护委员会和我国辐射防护国家国际放射防护委员会和我国辐射防护国家标准，但仍高于普通公众的标准（年剂量小于标准，但仍高于普通公众的标准（年剂量小于1mSv）。作为放射性工作人员，为了安全需佩）。作为放射性工作人员，为了安全需佩戴剂量卡，故为各位用户配备了剂量卡。戴剂量卡，故为各位用户配备了剂量卡。请各位用户向所在实验站领取剂量卡，进入请各位用户向所在实验站领取剂量卡，进入实验大厅时务必在胸前佩戴剂量卡，在实验完实验大厅时务必在胸前佩戴剂量卡，在
16、实验完成后将剂量卡交回，以便检测您在实验期间受成后将剂量卡交回，以便检测您在实验期间受到的辐射剂量。到的辐射剂量。23。五、安全连锁装置五、安全连锁装置 同步辐射实验大厅内光学棚屋同步辐射实验大厅内光学棚屋(FOE)和实验和实验棚屋棚屋(Hutch)在通光时是高剂量区，通光时绝对在通光时是高剂量区，通光时绝对禁止入内！禁止入内！为了达到以上目的，各条束线均设置了为了达到以上目的，各条束线均设置了安全安全连锁系统连锁系统。系统由安全光闸、光子光闸、连锁。系统由安全光闸、光子光闸、连锁开关、传感器、可编程逻辑控制器等组成。开关、传感器、可编程逻辑控制器等组成。下面介绍通光时如何操作下面介绍通光时如何操作FOE和和Hutch门的门的开与关：开与关：24。六、用户规则六、用户规则 实验大厅内禁止吸烟；实验大厅内禁止吸烟；不准携带食物进入同步实验大厅；不准携带食物进入同步实验大厅；不准私自携带易燃易爆有毒物品进入大厅；不准私自携带易燃易爆有毒物品进入大厅；不准触摸与实验无关的设备和按钮；不准触摸与实验无关的设备和按钮；保管好样品，清理和带走实验制造的垃圾；保管好样品，清理和带走实验制造的垃圾；25。
