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电离辐射基础知识

一、基本概念

  
  (一)辐射
  
  办法中“辐射”,是电离辐射和电磁辐射的总称。

  (二)电离辐射和电磁辐射
  
  电离辐射又称放射性。是指与物质直接或者间接作用时能使物质电离的辐射,包括核设施、核技术应用、伴生放射性矿产资源等所产生的辐射。

  电磁辐射,是指以电磁波形式通过空间传播的辐射,包括广播电视、无线通讯、雷达发射、高压送变电以及工业、科研、医疗系统中的电磁能应用项目等所产生的辐射。

  (三)放射性
  
  所谓的放射性其实是一种自然现象,是指具有能自发地放出射线属性的物质,这些物质的原子核处于不稳定状态,在其发生核转变的过程中,自发地放出由粒子或光子组成的射线,并辐射出原子核里的过剩能量,同时本身转变成另一种物质或成为原来物质的较低能态。其所放出的粒子或光子,会对周围介质或机体产生电离作用,造成放射性污染或危害。有时放射性也称为电离辐射。

  (四)射线的种类
  
  原子核发生衰变时所放出的射线,其种类很多,主要有以几种:

  α射线  其本质是氦的原子核,是高速运动的粒子。因此α射线乃是氦核流,在空气中的行径很短,在固体或生物组织中只有几十微米。穿透能力虽弱,但比电离作用强。

  β射线  是一种电子流。其粒子的质量只有α粒子的万分之几。β粒子带负电或带正电,其衰变过称为负电子衰变或正电子衰变。在空气中的行径最大可达十几米,在生物组织中达数个毫米。穿透能力较α粒子强。

  γ射线  有时也称为γ光子,是不带电的粒子,比α、β粒子小,有很强的穿透能力,运动速度极快。它既具有电磁波的特性,又具有粒子的特性,因此γ粒子具有波粒二重性。

  射线  也就是中子流,不带电,几乎不能与原子的电子相互作用,只能和原子核相互作用。质量小,速度快,穿透能力极强。按照能量的不同,中子又可分为快中子、慢中子、热中子和冷中子,一般中子源发出的中子为快中子,能量比较高。

  (五)放射性废物是指含有放射性核素或者被放射性核素污染,其浓度或者比活度大于国家或省规定的清洁解控水平,预期不再使用的废弃物。

  (六)豁免是指产生的个人和集体有效剂量均低于相应的可忽略剂量或规定的任何辐射源和实践,经审管机构批准可免于按放射性管理法规实施的管理。

  (七)核设施是指核动力厂(核电厂、核热电厂、核供汽供热厂等)及其它反应堆(研究堆、实验堆、临界装置等);核燃料生产、加工、贮存及后处理设施;放射性废物的处理和处置设施;其他需要严格监督管理的核设施。

  (八)核技术利用是指密封源、非密封源和射线装置在医疗、工农业、地质调查、研究和教学中的使用。

  (九)射线装置是指能产生预定水平χ、γ电子束、中子射线等的电器设备或内含放射源的装置(高能加速器除外)。

  (十)放射性污染是指人类通过不同途径排放的放射性污染物,使环境的放射性水平高于天然本底或者超过国家规定的标准,对大气、水体、土壤和人体造成的污染。

  二、应用
  
  (一)核技术的应用
  
  核电站、核动力装置、辐照加工、地质勘探、医学诊断与冶疗、料位测量、湿密度测量、纸厚测量、烟雾报警。
  
  (二)电磁波的应用
  
  广播电视发射、雷达、通讯、卫星地面站、工、科、医系统用的高频设备、高压输变电线路及设备、电气化铁道。
  
  三、污染来源与特点
  
  (一)来源
  
  1.放射性污染来源
  
  在人们的生活环境中,除了要接受无法避免的天然本底辐射外,放射性污染的主要来源是核试验、核设施、核技术应用等。
  
  (1)核武器试验污染源
  
  核武器试验有大气层试验、水下试验、外层空间试验、地面及地下核试验等多种形式。大气层核试验在其爆炸过程中,裂变产物、未反应裂变物质、中子活化产物等在高温下以气态形式存在于形成的火球中,待温度降低下降后,这些气态物质的绝大部分凝结成细小颗粒的放射性沉降物返回地面,造成放射性污染。

  无论在近地面还是高空试验,放射性微粒将随爆炸烟云上升,穿过对流层达到平流层,并随大气环流运动再缓慢地降到地球表面,发生全球的放射性沉降污染。

  (2)核设施事故和放射性泄漏
  
  通常人们对核设施在其设计时已设想“最大可能事故”的发生,并据此作出事先的应急计划,以防发生不测时应急对策,减少污染。

  年代发生较严重的一次事故是1979年美国三里岛核电站因失水造成反应堆堆芯部分融化。氪、氙自一回路系统逸出。小部分随水进入辅助厂房,并经烟囱排入环境,放射性碘转移到空气中,由于厂房通风系统装有过滤器,排出的量很小,未对周围环境造成危害。

  再就是全球关注的核电站史上最大的事故,1986年乌克兰的切尔诺贝利核电站第4号机组事故。由于操作人员违反指令加上规程中几个极不可能事件的组合,造成反应堆毁坏和堆芯积累的大量放射性物质释入大气。事故发生后,撤离了核电站周围30公里地带内的居民。