核安全综合知识第二章2011.ppt

核安全综合知识 周志伟 注册核安全工程师考试复习 2011年6月 《核安全综合知识》 第二章 核能和核技术应用 复习内容 2.1 辐射源种类 2.2 反应堆和加速器生产放射性同位素基本知识 2.3 放射性同位素在医学、工业、农业、食品加工等行业的应用 2.4 放射性同位素应用中的辐射安全问题 2.5 射线装置在医学、工业、农业等行业的应用 2.6 射线装置应用中的辐射安全问题 2.7 核燃料循环设施 2.8 核动力厂和其他反应堆 2.9 核动力厂和其他反应堆的安全问题 《核安全综合知识》 2.1 辐射源种类 一、天然辐射源 宇宙射线：中子、质子、电子、各种介子等高能粒子； 宇生放射性核素：宇宙射线与大气层多种元素相互作用产生的放射性核素 原生放射性核素：自地球形成就在地壳内存在的放射性核素，钍、铀、锕铀系 二、人工辐射源 核设施：核动力厂和其他反应堆；核燃料生产、加工、储存和后处理设施；放射性废物处理和处置设施。 反应堆辐射源 γ辐射源 ：瞬发、缓发、其他(俘获、n非弹散激发)γ射线 中子源：瞬发(2-3/fi,2MeV,峰值约0.8MeV，1012-1015n/s.cm2)、缓发中子(0.0158 /fi，能量较低) 核燃料循环设施 ： 核燃料循环设施包括核燃料生产、加工、贮存和后处理设施等。 后处理主要内容有：（1）除掉裂变产物；（2）回收未燃烧的燃料；（3）回收生成的可裂变物质（如钚）等。 《核安全综合知识》 二、人工辐射源 核技术应用 密封源 ：密封在包壳里或紧密固结在覆盖层里并呈固体形态的放射性物质 α放射源 ：α放射源主要用于烟雾报警器、静电消除器和放射性避雷器等的离子发生器。常用的α放射性核素有210Po、238Pu、239Pu、241Am、235U、238U等。 β放射源 ：3H、14C 低能光子源 ：125I，244Cm γ放射源 ：60Co，137Cs，各种用途源的特性见表2-1 中子源 ：（α，n），（γ，n），见表2-2 《核安全综合知识》 二、人工辐射源 非密封源 ：不符合密封源定义的开放源 工作场所分级 ：甲、乙、丙三个等级（表2-3） 放射性核素毒性分组 ：放射性核素毒性分组，极毒、高度、中毒、低毒；表2-4，表2-5，详见（GB18871―2002）附录D。 射线装置 ： χ射线机 、加速器、中子产生器 χ射线机 ：χ射线机的种类很多，如诊断χ射线机、治疗χ射线机、工业探伤χ射线机、χ射线分析仪等。 加速器 ：利用电磁场使带电粒子（如电子、质子、氘核及重离子等）获得高能量的装置。按能量区分，有高能、中能和低能加速器。主要讨论低能加速器辐射源。韧致辐射、中子、感生放射性。产生的辐射有瞬发辐射和缓发辐射 。加速器类型见表2-6 中子发生器 ：利用直流电压，能量在1MeV以下，通过（d，n）反应产生快中子的小型加速器。中子发生器加速离子的能量不高，多数在400KeV以下，也有的到600 KeV。它的电源电流容量较大，一般能达到毫安数量级，高的可达数十毫安。利用D（d，n）3He和T（d，n）4He反应获得2.5MeV和14MeV能量的单能中子，110keV出现共振截面峰值达5b。 一般产额109―1010n/s；强流中子发生器的中子产额可达到1012―1014n/s。 《核安全综合知识》 2.2 反应堆和加速器生产放射性同位素基本知识 知识要点： 一、反应堆生产放射性同位素 基本原理：主要由反应堆产生，包括制靶、照射、活度测量、分装 反应堆生产放射性同位素的产额，C=σφmPNA(1-e-λt)/A 辐照同位素过程中的辐射防护 辐照同位素操作过程中必须采取一系列安全措施。其中包括： (1) 必须使用远距离操作系统（如机械手）从反应堆的辐照管道（或辐照室）提取同位素的样品盒，操作系统必须安全、可靠； (2) 不管是用机械的、气动的还是用液压的方法，从辐照管道（或辐照室）内提取辐照样品时，都不应损坏样品盒，使放射性物质逸出； (3) 从堆内提取的样品盒，在运输过程中应有监测仪器进行监测； (4) 样品盒应严格密封，特别是对于那些容易泄漏的气态或挥发性的同位素，如3H和 131I的样品盒，对其密封性必须进行严格的检查，必要时要采用双层密封； (5) 对于有腐蚀性的靶材，必须选用耐腐蚀性的样品盒。如生产203Hg时，由于汞能腐蚀金属，它的泄漏会直接影响反应堆的安全，必须予以充分重视； (6) 选择靶材时，必须全面考虑在受辐照后，其物理、化学性能的变化。如由于辐照分解、气体析出等引起样品盒内温度、压力的变化。在辐照时样品盒的爆炸将直接影响反应堆的安全； (7) 样品盒的结构形式及机械强度应便于提取和运输； (8) 在辐照管道（或辐照室）