Transcript 輻射安全防護
第一章 第二章 輻射安全 相關之輻防常識 由於科技日益發達，人們應用輻射的機會日增，當我 們利用游離輻射造福人類，並提升生活品質時，應盡 最大努力，以求減低避免輻射所產生的危害。 主要我們對輻射的性質，有正確而充分的認識，採取 適當而正確的防護措施，必能善用並駕馭輻射，取其 利而避其害，如此，即能達到輻射安全的目的。為了 充分講授與輻射安全有關的觀念與方法，本講義內容 包括游離輻射的發現、來源，核能事故的影響以及輻 射防護有關的量與單位，游離輻射防護安全標準與劑 量限制，輻射防護原理與方法，輻射管制等。 1.2.1 天然背景輻射 自古以來，人類即生活於具有天然背景輻射的環境 中。天然背景輻射包括與宇宙射線及存在於地殼及 大氣中放射性核種產生的輻射。宇宙射線來自外太 空，造成體外曝露。此外，造成體外曝露的主要放 射性核種尚有鈾－238系、釷-232系、鉀-40等。 造成體內曝露的主要放射性核種則有鉀-40、碳14和氡及其衰變後核種。天然背景輻射造成之個人 年等效劑量因地區、緯度、高度、生活條件而有差 異，大約每年２毫西弗至３毫西弗之間。 來自醫療的輻射： 主要為放射治療、放射診斷及核子醫學檢查過程所 接受的直接和間接游離輻射；如Ｘ射線、加馬射線、電 子、貝他和中子等。 來自加速器、核反應器和射源的輻射： 科技研究、發電、醫療應用、工業、農業應用等都 可利用加速器、核應應器和各種射源，這些設備都會釋 出輻射。 來自落塵的輻射： 落塵主要來自大氣中核彈試爆及核反應器意外事故。 放射性核種隨大氣流動飄落至各地。落塵中以長壽命的 鍶－90和銫-137為最嚴重。 來自核彈爆炸的直接輻射： 1945年日本、廣島、長崎的原子彈爆炸，對當地居民造成嚴重的 輻射傷害。世界各國在南太平洋群島的核彈試爆，亦對附近居民造成污 染及輻射危害。 來自核能電廠意外事故的輻射： 1979年美國三哩島核能電廠及1986年蘇聯車諾比爾核能電廠意外 事故，以及2011年3月日本地震造成的海嘯發生福島核電廠的事故。事 故發生的釋出的直接輻射與放射性核種，使工作人員及附近居民生命財 產受到不同程度的輻射傷害。 其他幅射： 夜光錶的螢光劑、彩色電視機、飛航安全檢查用的Ｘ光機、非破壞 檢驗及其他工業用的Ｘ光機、高壓電整流器及高空飛行等都會釋出少量 輻射。 體內輻射防護有關的劑量單位及其定義如下： 1.3.1曝露：指輻射之照射（X） a. b. 體外曝露：指來自體外輻射之照射。 體內曝露：指來自體內輻射之照射。 曝露的國際單位為庫倫／千克 ( C/kg )，專用單位 為侖琴（Roentgen），但國際輻射單位與度量委 員會（IRRU）已建議不再以侖琴（R）為單位。 １Ｒ＝2.58×10-4 C/kg 指單位質量物質接受輻射之平均能量，吸收劑量的 國際單位為戈雷（Gy），專用單位為雷得（rad）。 1Gy= 1J/kg (1戈雷=100雷得) 1rad=100 erg/g = 10-2 J/kg = 10-2 Gy 1.3.3 等效劑量 (HT) 等效劑量與輻射引起的大部分延遲效應有很好的相 關性。組織體的等效劑量（H）是吸收劑量（D）、 射質因數（Q）和其他修正因數（N）的乘積。對體 外曝露而言，N之值為1，因此 HT =D×Q (1西佛(Sv)=100侖目(rem)) 縱使吸收劑量相同，但由於輻射種類不同即會造成不同 的生物效應，射質因數（Q）即為修正因素的因子。射 質因數為水中碰撞阻擋本領的函數。 等效劑量（HT）的國際單位為西弗（Sv），專用單位 為侖目（rem） 1 Sv=1 J/ kg 1 rem=10-2 J/ kg =10-2 Sv 下表為射質因數與水直線能轉移 L ∞及輻射種類之關係 在水中的 千電子伏 L∞(────) 微米 等於或小於 等於或大於 Q 輻射種類 3.5 1 X射線、電子、貝他射線 8.5 2.3 23 5 53 10 快中子、質子、未知能量且靜質量 大於1原子量單位的單電荷粒子 175 20 α粒子，未知能量的多電荷粒子 熱中子 由於人體各種組織器官對輻射致癌敏感度不相同，國 際放射防護委員會依各組織器官的相對輻射敏感度， 訂出加權因數 人體主要器官的加權因數 性腺 0.25 乳腺 0.15 紅骨隨 0.12 肺臟 0.12 甲狀腺 0.03 骨表面 0.03 其他組織 0.30 總和 1.00 為單次攝入放射性物質於體內後，對某一器官或組 織在50年內累積的等效劑量。 為體內受曝露器官或組織之約定等效劑量與加權因 數乘積之和，用於體內劑量。 活度 ( A=dN/dt )，其中dN為時間間隔dt內發生的 核種自發蛻變的數目。 活度的國際單位為貝克（Bq），專用單位為居里（Ci） -1 1 Bq=1 S 1 Ci=3.7×1010 S-1=3.7×1010 Bq 國際放射防護委員會（ICRP）於1977年出版第26 號報告和於1979年出版第30號報告，這二份報告 提出輻射防護完整的建議。我國亦依據這二份報告 於中華民國80年7月頒佈新的「游離輻射防護安全 標準」。 介紹輻射防護的目的之前，應先介紹機率效應和非 機率效應： (1)機率效應：此種效應發生機率與所受輻射劑量成 正比，劑量越高，效應發生的機率越大，但效應的 嚴重程度與劑量無關，而且無低限劑量。此類效應 包括輻射引發的各型癌病及遺傳疾病。 (2)非機率效應：此效應的嚴重性與輻射劑量成正比， 而且有低限劑量，即劑量低於某一低限值時，不致 發生這類效應。若劑量大於低限劑量，則效應必定 會發生，而且劑量越高，效應也越嚴重。此類效應 包括輻射引發的眼球白內障，皮膚紅腫、不孕症等。 輻射防護工作的目的是： 防止發生非機率效應 降低機率效應發生的機率至可接受的程度。何謂 「可接受」意指與其他公認為安全的行業的危險 度相比較．可為大多數人接受。 因此，游離防護安全標準所制定的劑量限度，應能達 成上述二項防護目的。 國際放射防護委員會建議的劑量限制系統，係根據 其第26號報告的三點原則，分述如下： 除非可獲得正面的淨利益，否則不採取任何輻射防 護措施 考慮經濟和社會因素後，所有的曝露應儘量維持合 理可達成的低劑量，此即為合理抑低原則(ALARA) 個人的等效劑量不應超過法規限值 職業工作人員之年劑量限制 等效劑量(眼球水晶體外的任一器官) （HT）≦ 0.5 西弗 = 500 毫西弗 等效劑量(眼球水晶體) （HT）≦ 0.15 西弗 = 150 毫西弗 有效等效劑量 （HE）≦ 0.05 西弗 = 50 毫西弗 一般人之年劑量限制 等效劑量 （HT） ≦ 0.05 西弗 = 50 毫西弗 有效等效劑量 （HE） ≦ 0.005 西弗 = 5 毫西弗 女性認定受孕後，僅限於乙種狀況下工作。 乙種狀況是指工作人員一年之曝露不可能超過年個 人劑量限度十分之三者，具生育能力之婦女不得參 與計畫特別曝露。 胎兒因母親職業曝露所受之累積有效等效劑量， 自認定受孕之日起至出生止，不得超過５毫西弗 工作人員一年內由計畫特別曝露所接受之個人劑 量，不得超過年個人劑量限度。其一生中因參與 計畫特別曝露所累積之體外有效等效劑量不得超 過年個人劑量限度之五倍。 1.5.1體外曝露防護的原則（TSD原則） 時間（Time）：曝露時間儘可能縮短，任何涉及輻射 的操作，事先要充分準備，以減少受到曝露的時間。 屏蔽（Shield）：用屏蔽物質阻擋輻射。 距離（Distance）：儘量遠離射源。 稀釋（Dilute）：將放射污染水或空氣稀釋至可 接受的程度。 分散（Disperse）：利用大氣或大量水流加速污 染物之擴散，以降低其濃度。 除污（Decontaminate）：對受污染之地區、物 件及人員進行除污，減低或移除附著的污染物。 面具 進入空氣污染地區時，須戴面具，全面具用於 空氣污染程度較高之地區，或有其他射線危害眼睛 時，其濾器可防阻污染微粒或汽態之放射性碘，但 對氚則無效，氚汙染應使用送氣面罩或頭盔，輕便 面具僅在污染程度較輕微時使用。 防護衣 在污染較輕微之場所穿著工作衣，如可能有嚴 重污染，空氣中有氚，或可能接觸放射性液體，污 染之水或重水濺灑之處所，應穿著塑膠衣。 自行偵檢 離開可能有污染之區域時，應自行仔細偵檢髮、 膚、衣、褲、鞋、襪是否有污染。離開輻射管制區時， 再利用手足監測器作最後偵檢。如發現皮膚污染，應 立即用肥皂清洗，切忌用力抓刮，避免傷害皮膚。如 兩次仍洗不掉，應向保健物理人員或醫師求助。 長柄工具 因劑量率隨距離之增加而減少，故使用長柄工具， 可使曝露大為減少，操作弱放射源，宜用鉗、鑷，而 強放射源則應用機械手。 安全習慣 輻射工作人員之安全，雖應由其主管及保健物理 人員負責監督，但主要還在自行主動遵守各項安全規 章，養成良好的安全習慣。 輻射管制分為三大項目，即人員管制、地區管制和 放射性物質或輻射產生設備之管制。 (一)人員訓練 所有直接從事游離輻射工作者，應接受輻射安全 訓練，並依原子能法施行細則之規定，向原子能 委員會申請核發操作執照。 各處理放射性物質或使用產生游離輻射裝備之單 位，其主管應會同輻射防護人員釐訂完善之訓練 計劃，訓練新進人員，藉以確保人員及財產之安 全。 各單位主管應負責確實使其管轄下之員工，事前 曾接受適當訓練，俾在無指導人員監督時，能獨 立執行實際操作。 任何未訓練成熟之員工，必須在合格人員指導下 始可從事輻射工作。 (二)劑量管制：人員劑量不應超過4.4.3節所述之限 值。此外，場所主管應制定紀錄基準，調查基準及 干預基準，以執行適當之劑量管制。 工作人員所接受之劑量可能超過年劑量限度十分 之三之地區，應劃定為管制地區；管制地區應訂 有管制措施，其入口處及區內適當地點應設置輻 射示警標誌及必要之警語。 輻射作業場所應實施環境輻射監測，場所主管應 視其作業性質及曝露危險度，訂定該場所之環境 輻射監測計劃。 輻射監測應包括測定曝露程度，戴熱發光劑量計 佩章，膠片劑量計，光刺激發光劑量計及其他經 主管機關公告之劑量計。 為確保場所員工及附近民眾之安全，俾不致遭受輻 射危害，應對放射性物質及產生游離輻射裝備加以 管制。 依據我國「游離輻射防護安全標準」之規定，輻射 作業場所應設立輻射防護組織，統籌規劃、督導、 推行及定期檢討輻射訓練計畫。 對涉及輻射曝露之作業，應訂定其安全作業程序。 此外，每一工作人員必須了解輻射的特性，工作場 所之輻射狀況，應依安全作業程序之規定，確實執 行。輻射安全實賴工作場所之主管、輻射防護專業 人員及每一工作人員共同努力合作，方能達成。 侖琴（Roentgen）德國物理學教授，1895年11月 發現X光（1901年諾貝爾物理獎） 貝克（Becquerel）法國科學家，1896年2月發現 不同於X射線的α、β、ｒ（阿爾伐、貝他、加瑪） 的放射線（1903年諾貝爾物理獎） 居里夫人（Curie）波蘭科學家，1898年7月從瀝青 鈾礦中提煉出鐳（Ra）與釙（Po）二種放射性元素 （1903年諾貝爾物理獎）（1911年諾貝爾化學獎） 1895年11月侖琴雖然發現了X射線，但當時的人 們，包括侖琴本人在內，都不知道這種放射線究竟 是什麼東西？ 以前由於人們對輻射的無知，導致製造夜光錶盤女 工罹患骨癌、礦工罹患肺癌以及從事X光工作者產 生職業性疾患等。 尤其是1945年8月6日，美國在日本廣島投下2萬噸 當量原子彈，以及1945年8月9日投放於長崎的原 子彈，之後，輻射的危害和影響，引起世人廣泛的 重視，輻射的流行病學研究被大規模的展開。 人類生存的自然環境會產生天然輻射，通常其來源 可略分如下： 宇宙射線：自外太空射向地球的高能輻射。 地表輻射：來自地球內部所含的鈾、釷、鉀蛻變 及逸入空氣中之氡氣等放射線。 體內輻射：人體所需的礦物質，含有放射性同位 素。 因此不管任何人，即使不沾任何輻射工作，只要生 活在天地之間，自成為胎兒時起，即承受著自然背 景輻射，每年約共接受2mSv的輻射劑量。 國際原子能機構於1990年制定了國際核能事件分 級表，最低為0級，最高7級，每級之間造成的影響 成對數增加，大約相差10倍。4級以上的核事件被 稱為核事故，目前國際上發生核事故主要有13起， 其中4級事故6起，5級事故4起，6級事故1起，7 級事故2起。 1. 2011年3月，日本福島核電站爆炸事故（7級） 2. 1986年4月，烏克蘭車諾比核電站爐心爆炸事故（7級） 3. 1957年9月，蘇聯烏拉爾南部事故（6級） 4. 1952年12月，加拿大倫克河事故（5級） 5. 1979年3月，美國三哩島核電站事故（5級） 6. 1987年9月，巴西戈亞尼亞事故（5級） 7. 1957年10月，英國道茨凱爾核電站事故（5級） 8. 1955年~1979年，英國道茨凱爾核電站事故（4級） 9. 1983年9月，阿根廷布宜諾斯艾麗兹事故（4級） 10.1977年2月，捷克斯洛伐克事故（4級） 11.1969年10月，法國荃洛朗事故（4級） 12.1961年1月，美國愛達荷洲事故（4級） 13.1999年9月，日本茨城縣事故（4級） 在1991年12月11日於美國馬里蘭州的工業用加速 器操作人員巡檢擦拭時，意外曝露造成手足組織壞 死截肢的傷害。 游離輻射照射人體，與細胞中的重要分子（如 DNA）作用，可能使分子鏈斷裂，引發起生物效 應。 游離輻射若造成DNA之單鏈斷裂，比較容易自行 修復，若造成DNA雙鏈斷裂，因不容易修復而產 生後續的生物效應。 細胞老化 細胞死亡 致癌：DNA損害導致細胞異常無法控制。 DNA遺傳基因的突變：造成先天性遺傳缺陷（如心 臟病、白血病、手足畸形、色盲等） 軀體效應 皮膚發生紅斑 骨髓、肺、消化道傷害 早期(急性)效應 白血球減少 噁心、嘔吐、腹瀉 晚期(慢性)效應 遺傳效應 確定效應 白內障 胎兒之影響等 確定效應 白血病 癌症 機率效應 遺傳基因突變或染色體 變異所發生的各種疾病 機率效應 一次接受輻射劑量（毫西弗 mSv） 500以下 確定效應之症狀 無可察覺症狀 500-1000 可能發生短期的血球變化（淋巴球、白血 球減少），有時發生眼結膜癌，但不致產 生機能之影響（如瞎眼等） 1000-2000 有疲倦、噁心、嘔吐現象、血液中淋巴球 及白血球減少後恢復緩慢。 2000-4000 24小時內會噁心、嘔吐，數週內有脫髮， 食慾不振，虛弱、腹瀉及全身不適等症狀， 有可能會死亡。 4000-6000 與前者相似，但症狀出現較快，在2-6週 內死亡率為50% 6000以上 若無適當醫護，死亡率為100% 警示標誌 證照名稱 放射性物質執照 可發生游離輻射設備執照 類別 數量（張） 許可 613 登記 3,440 許可 537 登記 23,473 輻射工作人員輻射安全証書 6,549 運轉人員証書 (含高強度輻射設施及生產設施) 76 輻射防護人員認可証書 輻防師 879 輻防員 1,826 資料來源：原子能委員會 全國輻射工作人數在2010年共有44,607人，在 1995年為22,097人，有逐年增加的趨勢，近16年 來成長率平均4.88%；2010年較2009年增加 1,641人，成長率為3.82%，主要增加人數來自醫 用類與工業用類輻射工作人員，成長率分別為 6.66%與5.12%。 歷年男、女性工作人數比例均維持7：3左右 資料來源：原能會 輻射安全 許可、管制 輻射作業 設 施 經 營 者 輸出入、轉讓、 使用、改裝、停用、 廢棄、銷售等 自主管理與檢查 1.設置管理組織或人員 2.擬定輻射防護計畫 3.作業符合輻防標準 *人員防護 *地區管制：擬定場所劃 分、管制、監測計畫/ 排放輻射安全評估 4.證照管理 5.申報事項(含意外) 6.紀錄保存 輻 射 源 檢查、罰則 操作資格 豁免 登記備查 五年申報 人 輻射訓練18小時 (教學需要：3小時) 許可證 五年換證 輻射安全證書 *十年換證 *生產設施 *設備製造許可 運輸人員證書 定期訓練 (3小時/年) 劑量監測 醫務監護 六年換證 員 *高強度設施 *生產設施 輻射防護人員證書 六年換證 年齡限制 輻射工作人員 未達輻射工作人員 設定基準之人員 (輻射人員工作認定基準) 游離輻射防護法第十三條： 設施經營者於下列事故發生時，應採取必要之防 護措施，並立即通知主管機關： 人員接受之劑量超過游離輻射防護安全標準之規 定者。 輻射工作場所以外地區之輻射強度或其水中、空 氣中或污水下水道中所含放射性物質之濃度超過 游離輻射防護安全標準之規定者。 放射性物質遺失或遭竊者。 其他經主管機關指定之重大輻射事故。