放射源(radioactive source)是指用天然或人工放射性核素制成的、以發射某種輻射為特征的制品。
1896年,法國科學家安東尼·貝克勒爾(Henri Becquerel)發現了放射源。表征放射源的基本參數有輻射類型、活度及輻射強度、源的使用期限、源的外形結構和尺寸等。
根據放射源的輻射類型可分為α源、β-源、β+源(正電子源)、γ源、低能光子源、中子源和放射性同位素熱源等。放射源的制備技術主要是源芯制備和包殼密封技術。
以放射源為基礎的射線應用技術在工業、農業、醫學、資源、環境、軍事、科學研究等領域有廣泛的應用。2024年4月,俄羅斯遠東地區一地發現放射源,當地進入緊急狀態。
簡史
1896年,法國科學家安東尼·貝克勒爾(Henri Becquerel)發現了放射源。之后,各國出現放射源的生產。中國放射源的生產有比較長的歷史。中國原子能科學院是中國最早開發生產RN產品的單位,其擁有10MW的反應堆。其他國家放射源的生產公司比較多,如,日本原子力研究所。
分類
放射源的種類很多,分類方法也是多種多樣。根據放射源的輻射類型可分為α源、β-源、β+源(正電子源)、γ源、低能光子源、中子源和放射性同位素熱源等;按照放射源的封裝方式可分為密封放射源和非密封放射源,通常,放射源是指密封放射源;根據放射源的幾何形狀可分為點源、線源、面源、柱源和圓環源等;根據用途可分為醫療用源、工業輻照用源和工業過程控制儀表用源等;按照放射源對人體健康和環境的潛在危害程度,從高到低將放射源分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類。
參考資料
生產工藝
主要工藝及流程
在密封射線源的制造和使用中,對每一個放射源的放射活度(i或者放射能比值)有嚴格的要求。RN生成量的大小將受上述各種因素的制約而變化。在被中子輻射的射線源(靶物體)的形狀和大小已經確定的情況下,通過加減已產生核反應的的靶物體的體積調節放射強度是不可能的。因此,對于放射源在一定的形狀和大小時,為了誰確地、安全地獲得一定放射活度的射線源,必須周密地考慮照射條件。利用反應堆制造RN放射源時,首先應該根據臨床使用要求,選選擇放射源物質的形狀和大小。其形狀和大小可通過金屬加工獲得。一般是制成像針一杯樣的棒狀物,或者是很小米粒狀的物體,即粒子。
制造60Co、192Ir和198Au射線源時,一般使用形狀各式各樣的金屬鍋鉆、金屬銀或金屬粉末燒結而成的,以及固態形式的金。不論是醫用的,還是工業業領域應用的,為了防止放射性物質從靶物體表面脫離下來,通常每個被照射靶物體的表面都涂有一層白金、或鋁。為了使被照射靶物體能夠接受到高效率的照射,即使被照射物體放射化橫斷面積最大也要在照射容器與靶物體之間保持適當的空間距離。在反應堆內容器被照射之后,要移到有鉛或重水泥屏蔽的、容許進行放射性物質操作的設備內實行解體作業,取出已被照射好的靶物體,并對這些放射源進行放射強度測定,經過表面污染檢查后,按照工業用的放射照相放射源和醫療近距離放女射治療放射源的保存和運輸標準,用存放放射物質專用的容器密封,以備使用,也要進行試驗檢查這些放射源的密封程度。
原料
可用于制備放射源的核素很多,其來源主要有-238、钚-239、-241(制備α源)、、鑷-63、-85、-90、-147(β-源)、鈉-22、鍺-68/鎵-68(β+源)、鈷-60、-137、銥-192(γ源)、鐵-55、鈷-57、鎘-109、镅-241(低能光子源)、釙-210/鈹、钚-238/鈹、镅-241/鈹、-252(中子源)和鍶-90、釙-210、钚-238(放射性同位素熱源)。
選擇制備放射源的核素時,應該考慮以下原則:
(1)發射的射線種類和能量適用,不需要的輻射類型不影響使用;
(2)核素的半衰期較長;
(3)比活度較高;
(4)適宜形成穩定的物理化學形態或穩定的化合物;
(5)容易獲得,價格可接受。
技術
放射源的制備技術主要是源芯制備和包殼密封技術,源芯制備主要圍繞電化學、硅酸鹽和粉末冶金等工藝開展研究,包殼密封則研究各種焊接方法,包括氬弧焊、電子束焊、激光焊等。
質量控制
為保證安全,需根據使用工況和意外事故的環境條件制訂放射源的安全級別要求,然后據此進行放射源的質量控制(包括原型源試驗和制品的泄漏和污染檢查以及活度、粒子發射率等),明確使用期限。
主要參數
表征放射源的基本參數有輻射類型、活度及輻射強度、源的使用期限、源的外形結構和尺寸等。衡量放射源強弱的主要參數是放射源的活度(單位時間內發生衰變的原子核數),通常用符號表示。放射性活度表征了一個放射源的強弱,它不僅取決于放射性原子核的數量,而且還與這種核素的衰變常數有關。如果一個放射源在時刻含有個放射性原子核,放射源核素的衰變常數為,則這個放射源的放射性活度為。代入的指數規律,得到,即。這里,是放射源的初始活度。規定的國際單位為貝可(Bq,1Bq=1/s)。但有時活度也采用居里(,1i=Bq)為單位,1定義為1g的鐳每秒鐘衰變的數目。
主要危害
放射源發射出的射線蘊含著一定的能量,這種能量具有破壞細胞組織的能力,從而可能對人體造成傷害。當人體遭受大量射線的照射時,可能會出現諸如頭暈、乏力、食欲減退、惡心、嘔吐等癥狀,嚴重時甚至可能導致身體損傷,甚至生命威脅;然而,在遭受少量射線照射時,一般不會出現任何不適癥狀,也不會對身體造成傷害。
應用領域
α源主要用于火災報警器、靜電消除器和放射性避雷器等,常用的α源活度比較低,一般用鍍層的方法做成點源或平面源,而且α粒子的射程比較短,都不能穿透皮膚表層的角質層;日常生活可見的α源基本都是處于Ⅴ類放射源或以下的豁免水平。
β源主要用于β活度測量參考源、靜電消除器、測厚儀、皮膚敷貼器以及氣相色譜儀的電子捕獲器等,一般是平面源或薄片源;由于β粒子穿過周圍物質時會產生軔致輻射,因此屏蔽β射線應選用低原子序數的材料減少軔致輻射,再用高原子序數的材料屏蔽軔致輻射和其他γ光子。
γ源是使用最多的放射源,廣泛應用于工業、農業、醫療和科研等各個部門,如輻照裝置、核儀表、無損探傷和醫療照射等60Co輻照裝置中使用的都是Ⅰ類圓柱型鈷源,使用場所有專門的屏蔽要求。
低能光子源是利用發射低能γ射線和X射線的放射性核素,或利用β射線與靶物質產生的軔致輻射制成的源,主要用于厚度計、密度計和X射線熒光分析儀等。
中子源在石油天然氣和煤田勘探、活化分析、中子照相、水分測量和核反應堆啟動等領域有廣泛的應用。
放射性同位素熱源用于寒冷環境的供熱和制作放射性同位素電池。放射源從生產、運輸、使用、存貯和回收過程都應注意輻射防護。凡已經采取了安全保護措施,正常使用的放射源,對人體是基本沒有危害的。對于Ⅰ到Ⅴ類放射源,中國實行放射源類似“身份證”的編碼管理制度,每個放射源都有一個唯一編碼,從編碼中可以了解到放射源的生產廠家(或國家)、放射源中的放射性核素、出廠日期和放射源類別等信息。
防護措施
在日常生活中,公眾很難觸碰到放射源。隨著國際原子能機構也提倡減少放射源的使用,中國開始越來越多地發展利用放射源替代技術,比如x光機和加速器。實際上,通常所說的放射源主要是指密封放射源(密封源),其安全防護措施可從源的銷售、源的使用、源的貯存、源的運輸四個方面進行。
源的銷售
實行對購源單位認證資格審查。堅持抓了該單位購源單位購源資格認證審查手續。即購買料位計單位,必須提供由當地衛生、公安主管部門簽署的同意購源證明資料,方可出售料位計。
源的使用
采用“防、鎖、封、告”系列管理措施。防:為防盜竊、防輻射設施。主要根據放射源裝置設備情況,附加上防護罩、防護箱、防護欄等設施。鎖:即在防護設施上加鎖。只有打開鎖才能取出源鉛罐裝置。封:在鎖與防護罩交接處砸上鉛封。開鎖取源鉛封則被破壞。告:是告訴人們引起注意的設施。例如,電離輻射標志牌,示警牌等。
源的貯存
對于放射源的貯存,可以推行短期貯源設施(3個月以內)和長期貯源設施。短期貯源設施,為一種比較簡單,并具有一定的防盜、防輻射能力,主要用于放射源的暫時存放。長期貯源可以采用放射源貯庫,放射源貯庫主要用于放射源較長時間存放及源活度比較大和廢棄源的貯存。
源的運輸
對于進行托運、承運和自行運輸放射源或者裝過放射源的空容器,可以建立申報核查制度。向市衛生、公安部門提交運源申請報告和運輸方案,衛生、公安主管部門進行監測審查批準后方可運輸。對于托運、承運放射源或裝過源的空容器,主要是作安全劑量監測核查,出具相應證明資料。對于自行運輸情況,特別是長途運源,主要審查運輸方案。其中包括押運人員素質,射線防護、安全措施等。
放射處理
廢放射源安全管理原則。第1類為深地處置類,是指經過1000年以上的衰變才能達到豁免水平的廢源,一般需要進行深地質處置;第2類為中地處置類,是指經過300年到1000年衰變才能達到豁免水平的廢源,一般需要中等深度地質處置;第3類為近地處置類,是指經過50年至300年衰變才能達到豁免水平的廢源,一般需要近地表處置;第4類為淺埋處置類,是指經過5年到50年的衰變即可達到豁免水平的廢源,可在淺地表填埋處置或送交具備相應資質的放射性廢物集中貯存單位貯存;第5類為衰變暫存類是指在5年內(含5年)即可衰變到豁免水平的廢源,可在使用單位的廢物庫中暫存衰變。
相關事件
2024年4月5日,俄羅斯遠東地區哈巴羅夫斯克發現放射源,當局已宣布發現“輻射源”的地區進入緊急狀態。在距住宅樓約2.5公里的輸電塔附近檢測到輻射水平升高。由于哈巴羅夫斯克緊鄰中國黑龍江,其潛在的跨境影響引發中國部分居民的擔憂。4月8日,俄羅斯方居民表示,當地進入緊急狀態,但并沒有影響生活。中國駐哈巴羅夫斯克大使館工作人員表示,緊急狀態暫未解除,對部分地區管制,但是輻射源已經被控制,沒有造成大面積污染。
參考資料 >
輻射源與放射源.深圳政府在線.2024-04-09
濱州市160枚放射源被集中收貯.濱州網.2024-03-15
什么是放射源?.深圳政務在線.2024-03-15
俄羅斯遠東一地發現放射源,與黑龍江省隔江相望.百家號.2024-04-09
核技術利用]放射源是如何分類的?.國家核安全局.2024-03-15
放射源基本知識.益陽市政府.2024-03-15
上海一公司丟失裝有放射物質箱子懸賞萬元尋找.北方網.2024-04-09