輻射安全防護

Report


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。


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