A+醫(yī)學(xué)百科 >> 輻照裝置

輻照裝置(irradiator)，使物體受到輻射的裝置。由輻照室（源室）、升降機(jī)構(gòu)、屏蔽設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、劑量監(jiān)測及其他控制系統(tǒng)等部分構(gòu)成。其設(shè)計的合理與否，直接影響到輻射源的利用效率和輻照效果，關(guān)系到人員及環(huán)境的安全，必須力求安全、高效、簡便、可靠。
　　輻照裝置常用輻射源有三大類：放射性同位素源、電子加速器和反應(yīng)堆。輻照裝置依此分類。
  　　放射性同位素輻照裝置  利用鈷 60(⁶⁰Co)或銫 137(¹³⁷Cs)產(chǎn)生的具有強(qiáng)穿透能力的光子束進(jìn)行各種輻照處理的設(shè)備，稱為γ輻照裝置或γ源裝置。使用最普遍的γ放射源是⁶⁰Co源，¹³⁷Cs因其γ射線能量較低，所以在輻射處理工業(yè)中使用較少。γ源裝置可用于科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)、工業(yè)等。建造γ源裝置，須考慮下列幾個方面：
　　源室  源室內(nèi)放有源盒。為了安全操作，對于源盒、源室防護(hù)墻、防護(hù)門及其他輔助設(shè)備都有嚴(yán)格的要求。
　　源盒是輻照裝置的核心，源盒內(nèi)裝有放射性同位素源，源盒儲藏方式直接關(guān)系到輻射源能否安全使用。根據(jù)防護(hù)材料的不同，有鉛容器、坑道和水井等三種儲藏方式，其中坑道式已很少采用。醫(yī)用鈷源治療器、流動輻照車、研究用小型輻照裝置一般采用鉛容器。水井式源盒用水作防護(hù)層，裝置結(jié)構(gòu)簡單，排除故障能力強(qiáng)，倒源、裝源工序均可直接在水井中進(jìn)行，因此被廣泛采用。水井結(jié)構(gòu)和防護(hù)水層的質(zhì)量均十分重要。井身呈獨(dú)立結(jié)構(gòu)，垂直度高，以確保堅實牢固。在水泥層中間預(yù)埋10毫米厚的防水鋼筒，以防滲漏。要求水質(zhì)透明、清晰，呈中性，故常用蒸餾水。
　　為防止輻射源的射線穿透墻壁到室外，對源室的墻壁材料和厚度有一定要求。必須從以下兩個方面估算防護(hù)墻厚度：①直射劑量的防護(hù)，先按源的放射性強(qiáng)度算出防護(hù)點(diǎn)上的劑量率，再對照該點(diǎn)允許的劑量范圍，得到應(yīng)當(dāng)減弱的倍數(shù)，然后根據(jù)防護(hù)材料種類、劑量減弱倍數(shù)、射線能量等參數(shù)查閱有關(guān)輻射手冊找出防護(hù)墻應(yīng)有的厚度；②散射劑量的防護(hù)，γ射線每經(jīng)過一次散射（建筑物的一個彎道口），在離散射點(diǎn) 8～10米距離處，劑量減弱約10³倍，通過幾個彎道口，減弱倍數(shù)依次相乘，一般源室通道口的彎口應(yīng)有三個，彎口間的距離不小于6米，常有“迷宮”之稱。
　　輻照區(qū)內(nèi)安裝白熾燈和紅色警燈，并安裝有上下水管道、供電電源、緊急降源開關(guān)、通風(fēng)裝置、劑量監(jiān)察探頭、反射鏡框等，有條件時應(yīng)配備工業(yè)電視錄像機(jī)。在輻照區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁安裝煤氣通道。內(nèi)墻表面不宜用有機(jī)涂料，以白水泥涂層毛面內(nèi)墻為宜，一則不反光耀眼，二則可防輻射分解，三則又收到吸水干燥的效果。
　　源室防護(hù)門配有安全裝置(鏈鎖)，以防止升源狀態(tài)中工作人員誤入源室。防護(hù)門為鐵-鉛-鐵三層結(jié)構(gòu)，門上方設(shè)有鉛玻璃窺視小窗口，工作人員可通過反射鏡觀察輻照臺上的變化情況。
　　控制室  裝有電力升降等控制源室活動的設(shè)備。室內(nèi)應(yīng)光線柔和，力避噪音?？刂剖以O(shè)在源室通道入口的一旁，以便值班人員隨時監(jiān)察通道口的情況。
　　電子加速器輻照裝置  電子加速器是利用電磁場獲得高能電子射線或轉(zhuǎn)變成 X射線的裝置。裝置本身比較復(fù)雜，但相應(yīng)防護(hù)設(shè)施比γ源的簡單。
　　電子加速器產(chǎn)生的電子束經(jīng)聚焦后，能集中輻射到很小的實體上，若需擴(kuò)大照射面積，使橫向得到均勻照射時，可在加速器的加速管出口安裝掃描裝置，掃描線圈以每秒幾百次的頻率把聚集電子束掃到1.5米²范圍內(nèi)。對于小劑量實驗，加散射片就能達(dá)到同樣目的。
　　因為電子束輻照時能量集中，所以通風(fēng)降溫設(shè)施不可缺少，否則窗口的金屬箔（鈦或鋁）會因吸收大量輻射能而發(fā)熱，輻照物的溫度也會升高。
　　電子束雖然射程短，穿透力差，但必須考慮到可能產(chǎn)生的X射線的危害。輻照物周圍空氣受輻照后，產(chǎn)生大量對人體有害的臭氧和氮的氧化物，故源室通常配有排氣裝置。
　　反應(yīng)堆輻射源裝置  反應(yīng)堆是一類有多種射線的大型輻射源，目前主要利用反應(yīng)堆的中子源。多數(shù)反應(yīng)堆泄漏中子可高達(dá)百分之十，泄漏的中子逸入屏蔽層內(nèi)。在反應(yīng)堆中附設(shè)輻射回路是收集、利用泄漏中子的有效措施。選擇某種工作介質(zhì)做載體，令它經(jīng)過堆芯活性區(qū)附近受中子轟擊，產(chǎn)生短壽命放射性同位素，再由工作介質(zhì)引出堆外，在衰變過程放出γ射線，即構(gòu)成輻射循環(huán)回路。它包括活化器、輻照室及各種輔助系統(tǒng)。輻射回路提供了一種強(qiáng)γ輻射源，是輻射加工和基礎(chǔ)研究的有效手段。工作介質(zhì)要選擇不裂變的物質(zhì)，活化后大約有1小時或數(shù)小時的半衰期，活化截面大，每次衰變釋放能量強(qiáng)，如¹¹⁵In(n，γ)¹¹⁶In^m等。¹¹⁶In^m的半衰期是54分鐘，γ射線能量是1.294兆電子伏。輻射回路可提供較大功率，機(jī)動性強(qiáng)，起到了綜合利用反應(yīng)堆的作用。

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